CN219575663U - 一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片 - Google Patents
一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及LED显示技术领域,具体是一种大视角防串扰的Mini/Micro‑LED芯片,包括Mini/Micro‑LED芯片,底部反射结构和四周反射结构,底部反射结构位于Mini/Micro‑LED芯片的底端,四周反射结构围护Mini/Micro‑LED芯片但不与Mini/Micro‑LED芯片相接;底部反射结构上表面具有反射层,四周反射结构包括多个依次首尾相接内表面,每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角大于等于90°、小于180°。与现有技术相比,本实用新型底部反射板能够提高光强度,四周反射板不仅能防止光串扰,而且通过带有斜度的反射层能将光线散射至各个角度,从而实现基于该Mini/Micro‑LED芯片制作的屏幕具有更大的视角,避免光串扰问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED显示技术领域,具体涉及一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片。
背景技术
目前普通LED芯片,如果是用作高密度超小间距的显示,会带来相邻像素或者子像素的漏光串扰的现象,比如说苹果发布的IPAD屏幕,就具有光串扰的现象。为了解决光串扰,常用的解决手段是围坝技术:将LED芯片四周像堤坝那样围起来,使相邻的LED芯片彼此隔离。这样虽然解决了光串扰,但又产生了新的问题:一方面由于围坝多为吸收光的黑色材料,能够吸收一部分光线,从而造成光强下降,效率降低。另一方面目前解决串扰问题的围坝技术,主要通过调整围坝的周长、围坝的高度等结构手段来调节光串扰问题,由于显示屏面积很大,为了降低制造成本,围坝的制造不是采用精密的半导体工艺,精准度很差,调控精度不是甚好,尤其是小角度的时候,很多显示屏会有色差的现象(有的坝高,有的坝低,这样沿着同一高度出光的光,有地方有,有的地方没有,会产生色差),给显示带来不好的体验。所以现有的解决光串扰的技术具有精度差,浪费光,调节手段简单,调节功能有限,不能很好的实现远场光分布调节。
同时由于LED芯片本身的光强分布满足朗伯分布,中间角度光分布最强,随着角度的增加,光强减少。用作显示的时候,随着观察角度的增加,显示的亮度降低,所以坐在电视最前方的时候,强度最高,此时电视最亮;坐在偏离电视的地方,强度变小,电视变暗;在最边沿的时候,几乎看不到电视内容。为了带来更好的视觉体验,提高LED芯片的均匀光分布和视场角度,现有技术通常在LED芯片上加装透镜。但该方案仍存在缺陷:透镜会损失一部分光线,也造成光强下降,效率降低;透镜体积大、厚度厚,用作显示无法做到超薄;透镜价格较高,需要跟LED一一对应,转移安装也比较困难。
另外,目前LED芯片的P型材料和N型材料折射率为2.4左右,比空气的折射率1大很多,LED量子阱出射的光的出光锥比较小,且光在LED和空气的界面反射比较强,透射比较弱,如果不对LED的芯片进行出光效率的改进,LED就存在出光效率不高且光损失比较大的难题。
还有,目前很多显示器并不是正方形的,很多时候都是长方形的,所以要求其显示用的LED芯片的远场光分布要求在水平和垂直方向的出光角度两两相等且不同,但是目前LED显示屏所用的芯片几乎没有完美满足此要求的产品。
实用新型内容
为了提高Mini/Micro-LED芯片光的均匀分布且能防止光的串扰,本实用新型提出了一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,所采取的技术方案是:
一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,包括Mini/Micro-LED芯片,与现有技术不同的是,还包括底部反射结构和四周反射结构,底部反射结构位于Mini/Micro-LED芯片的底端,四周反射结构围绕Mini/Micro-LED芯片一周但不与Mini/Micro-LED芯片相接;四周反射结构包括多个依次首尾相接内表面,每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角大于等于90°、小于180°。
进一步地,底部反射结构为金属反光膜或/和光子晶体或/和布拉格反射镜;四周反射结构包括支撑体和金属反光膜,或包括支撑体和布拉格反射镜,或包括光子晶体。
进一步地,四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间填充特定折射率的透明绝缘材料以提高出光效率或填充微和/或纳米颗粒的透明绝缘材料以产生散射,其特定折射率为填充的透明绝缘材料的特定折射率大于空气的折射率且小于LED芯片的P型和N型半导体的折射率,微纳米颗粒的折射率与透明绝缘材料的折射率不同,且微纳米颗粒的折射率大约透明绝缘材料的折射率,且微纳米颗粒的尺寸大于等于或者小于LED的出光波长的尺寸。填充的透明绝缘材料的特定折射率大于空气的折射率且小于LED芯片的P型和N型半导体的折射率,能够减小光线的全反射和界面反射,提高LED的出光效率,因为根据全反射角度的公式,当两个折射率差别比较小的情况下,光在此两种界面的全反射角度会变小,会让出光锥增大,增加更多的出射光,并且根据光的反射定律,当两个材料的折射率差别比较小的情况下,光在两种材料的界面发生的反射部分更小且透射部分更大。
进一步地,Mini/Micro-LED芯片为1个单色芯片或3个RGB三色芯片或4个RGBW四色芯片。
进一步地,四周反射结构的多个内表面与底部反射结构的上表面的夹角全部相等或两两相等或对角相等或互不相等。
进一步地,Mini/Micro-LED芯片的最上层还设置作为出光层的均匀光调节层。
进一步地,底部反射结构上表面的反射层兼做Mini/Micro-LED芯片的导电层。
进一步地,Mini/Micro-LED芯片至少包括P型半导体,N型半导体和量子阱结构。
进一步地,通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离,和/或通过调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角,和/或通过调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度,和/或通过调节底部反射结构的反射率和反射面积,和/或通过调整在四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数,或/和调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数来调节Mini/Micro-LED远场光分布。
进一步地,通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离,和/或通过调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角,和/或通过调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度,和/或通过调节底部反射结构的反射率和反射面积,和/或通过调整在四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数,或/和调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数来改善相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰。
进一步地,底部反射结构与电极相连,四周反射结构与底部反射结构绝缘;底部反射结构围绕Mini/Micro-LED芯片四周有一圈绝缘物。
本实用新型避免光串扰或远场光分布的技术手段对应的原理,及其取得的技术效果是:
通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离的技术手段,其调节原理是通过特定立体角的反射原理,此距离改变后,会将LED芯片侧面发射的不同立体角内的光反射到正面去,改变这部分光的出光方向,这样能与正面出射的光相互叠加一部分出光面积,改变远场光分布的出光角度、光照均匀度以及光强度,所以会调节远场光分布,能避免光串扰。
通过调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角的技术手段,其调节原理是通过特定角度的反射原理,此角度改变后,会将侧面发射的特定立体角内的光反射到正面的角度不同,能够通过模拟计算预先按照要求设计调节改变这部分光的出光方向,这样能设计优化与正面出射的光相互叠加一部分出光面积,改变远场光分布的出光角度、照度均匀度以及光强度,所以会调节远场光分布,能避免光串扰。
通过调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度的技术手段,其调节原理是通过调节特定形状面积的反射原理,此高度改变后,会将LED芯片侧面发射的不同立体角内的光反射到正面去,能够按照要求设计调节改变不同立体角度内光的出光方向,这样能与正面出射的光相互叠加一部分出光面积,改变远场光分布的出光角度、照度均匀度以及光强度,所以会调节远场光分布,能避免光串扰。
通过调节底部反射结构的反射率和反射面积的技术手段,其调节原理是通过特定形状面积的反射和吸收原理,此反射率和反射面积改变后,会将LED芯片侧面发射到地面的不同立体角内的光反射到正面去,所以反射后的不同立体角照射的强度和均匀度会改变,所以会调节远场光分布,能避免光串扰。
通过调整在四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数的技术手段,其调节原理是通过特定结构的折射、散射的原理,此填充的微和/或纳米颗粒的参数改变后,会将LED芯片侧面发射经过此填充空间内的不同立体角内的光散射到正面去,所以反射后的不同立体角照射的强度和均匀度会改变,所以会,能避免光串扰,这里的散射指的是米氏散射和瑞利散射,当微纳米颗粒的尺寸比5倍LED的出光波长的尺寸更小且比LED的出光波长尺寸更小时候为瑞利散射,微纳米颗粒的尺寸与LED的5倍出光波长的尺寸相当或者比5倍LED的出光波长的尺寸更小且比LED的出光波长尺寸更大的时候为米氏散射,所以通过调节纳米粒子尺寸可以实现瑞利散射和米氏散射之间的转换。
调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数的技术手段,其调节原理是通过设计在出光界面的出射角度变大来避免正面出射的光发生全反射,通过出光角度的控制,可以控制正面出光和侧面出光的光分布,所以会调节远场光分布,从而调节光串扰。
与现有技术相比,本实用新型底部反射结构能够提高光强度,四周反射结构不仅能防止光串扰,而且通过带有斜度的反射层能将光线散射至各个角度,从而基于该Mini/Micro-LED芯片的屏幕具有更大的视角,从而基于该Mini/Micro-LED芯片的屏幕具有更大的视角,从而调节实现不同参数的Mini/Micro-LED芯片远场光分布,从而调节Mini/Micro-LED芯片的光串扰问题。
本实用新型简单可靠,能够通过半导体工艺来Mini/Micro-LED芯片的远场光分布和光串扰进行调节,能实现Mini/Micro-LED芯片替代目前的LED+透镜的作用,能节省透镜,节省材料,减少重量,减少用作显示的距离,可以做超薄显示器,降低成本,提高光效,制作工艺兼容目前的精密半导体工艺,可以精准实现对Mini/Micro-LED的远场光分布和光串扰的精密调节,具有极大的应用市场。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图。
图2是本实用新型实施例2的结构示意图。
图3是图1是剖视图。
图中:1-Mini/Micro-LED芯片;2-底部反射结构;3-四周反射结构;4-均匀光调节层;5-电极;6-透明绝缘材料;7-微和/或纳米颗粒;8-绝缘物。
具体实施方式
为了更好的了解本实用新型的目的和功能,下面结合附图,对本实用新型的一种可调Mini/Micro-LED大角度远场光分布且防漏光串扰的芯片结构做进一步详细的描述。
实施例1,如图1所示的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,包括Mini/Micro-LED芯片1,底部反射结构2和四周反射结构3,底部反射结构2位于Mini/Micro-LED芯片1的底端,四周反射结构3围绕Mini/Micro-LED芯片1一周但不与Mini/Micro-LED芯片1相接;底部反射结构2上表面具有反射层,四周反射结构3包括多个依次首尾相接内表面,每个内表面与底部反射结构2的上表面的夹角均为100°。在图1中显示出四周反射结构3包括4个依次首尾相接内表面。
在本实施例中底部反射结构2和四周反射结构3包括基板和敷设在基板表面的金属镀膜,金属镀膜形成反射层。在另一优选实施例中,用具有立体结构的光子晶体替代金属镀膜,将具有更宽域的反射效果。或者用具有多层反射层的布拉格反射镜替代金属镀膜,也将具有更宽域的反射效果。
在本实施例中Mini/Micro-LED芯片1为1个单色芯片,在另一优选实施例中Mini/Micro-LED芯片为3个RGB(红绿蓝)三色芯片,在另一优选实施例中Mini/Micro-LED芯片为4个RGBW(红绿蓝白)四色芯片。
在本实施例中,四周反射结构3的4个内表面与底部反射结构2的上表面的夹角相等。在另一优选实施例中,多个内表面与底部反射结构2的上表面的夹角两两相等或对角相等或互不相等。当夹角全部相等的情况下,其出射的远场光分布各个方向也比较均匀;当夹角两两相等的情况下,其远场各个角度的光分布也两两相等;当对角相等的情况下,其远场的对角也相等,当芯片为四边形的情况下,就能实现在水平和垂直两个方向角度不同且对角相等,满足长方形显示屏对芯片的远场光分布的要求;当互补相等的情况下,其远场光分布的各个角度也不相等。所以通过调控夹角的角度可以调控远场光分布的角度均匀度。
在本实施例中,Mini/Micro-LED芯片1的最上层还设置作为出光层的均匀光调节层4。在另一优选实施例中并无此设置。
在本实施例中,Mini/Micro-LED芯片1至少包括P型半导体,N型半导体和量子阱结构。
在另一优选实施例中,底部反射结构2与电极5相连,四周反射结构3与底部反射结构2绝缘;底部反射结构2围绕Mini/Micro-LED芯片1四周有一圈绝缘物8。芯片P型电极和N型电极之间是绝缘的。
在另一优选实施例中,底部反射结构2上表面的反射层兼做Mini/Micro-LED芯片1的导电层。这样只有一次反射,把两次折射的损失降到最低。
在本实施例中,通过调节四周反射结构3与Mini/Micro-LED芯片1之间的距离来调节Mini/Micro-LED芯片1远场光分布。
在另一优选实施例中,通过调节每个内表面与底部反射结构2的上表面的夹角来调节Mini/Micro-LED芯片1远场光分布。
在另一优选实施例中,通过调节Mini/Micro-LED芯片1本身的高度来调节Mini/Micro-LED芯片1的远场光分布。
当调节四周反射结构3与Mini/Micro-LED芯片1之间的距离固定、且四周反射结构3的每个内表面与底部反射结构2的上表面的夹角较小时,就会出现远场光分布中间部分强度降低。因为原本四周出射的光线被吸收后,不能被入射到侧壁也就不能反射到中间角度。因此在四周反射结构3与Mini/Micro-LED芯片1之间填充特定折射率的透明绝缘材料6以提高出光效率。
在另一优选实施例中,填充微和/或纳米颗粒7的透明绝缘材料7以产生散射,调节远场光分布。填充的透明绝缘材料的特定折射率大于空气的折射率且小于LED芯片的P型和N型半导体的折射率,能够减小光线的全反射和界面反射,提高LED的出光效率,因为根据全反射角度的公式,当两个折射率差别比较小的情况下,光在此两种界面的全反射角度会变小,会让出光锥增大,增加更多的出射光,并且根据光的反射定律,当两个材料的折射率差别比较小的情况下,光在两种材料的界面发生的反射部分更小且透射部分更大。
综上,调节Mini/Micro-LED远场光分布包括但不限于如下6种方式:
①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离
②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度
③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角
④调节底部反射结构的反射率和反射面积
⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数
⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数
在调节远场光分布时,还可以通过以上调节Mini/Micro-LED芯片1的远场光分布的技术任意数量的组合,从而调节Mini/Micro-LED芯片1的远场光分布。如图3所示,Mini/Micro-LED芯片1发出的一部分光线可以直接经过填充的特定折射率的透明绝缘材料6后穿出,由于特定折射率的透明绝缘材料6的折射作用得到较大的远场光分布;一部分光线经底部反射结构2反射、再经四周反射结构3反射、再经填充在透明绝缘材料6中的微和/或纳米颗粒7的散射、再经特定折射率的透明绝缘材料6的折射后穿出,得到更大的远场光分布;一部分光线先经填充的微和/或纳米颗粒7的散射、散射光一部分经特定折射率的透明绝缘材料6的折射后穿出,另一部分经底部反射结构2反射、再经特定折射率的透明绝缘材料6的折射后穿出,也得到更大的远场光分布。因此需要强调的是,两种以上技术方式的结合,并非两种以上技术方式的简单叠加,前面已经说到单种技术起作用的原理,由于每种技术调节的原理不同,每种调节技术的调节的手段不同,调节的内容,包括调节的出光角度、出光立体角、光强度、出光方向、出光面积、出光均匀度等都不相同,所以当不同的技术协同调节的时候,能够做到相互补充或相互叠加或者相互倍增的效果。多种技术一起调节的时候,能起到单一调节技术所不能达到的效果,比如说一次折射加一次反射,再加一次反射,再加一次散射,就相当于光线的路径越来越复杂、越来越分散、越来越均匀,光的强度、均匀性和范围就更大了,并不是光线的简单叠加。
例如以上技术的两种组合,共有如下15种方式:
1.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度。
2.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角。
3.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+④调节底部反射结构的反射率和反射面积。
4.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
5.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
6.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角。
7.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+④调节底部反射结构的反射率和反射面积。
8.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
9.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
10.③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积。
11.③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
12.③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
13.④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
14.④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
15.⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
例如以上技术的三种组合,共有如下20种方式:
1.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角。
2.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+④调节底部反射结构的反射率和反射面积。
3.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
4.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
5.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积。
6.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
7.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
8.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
9.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
10.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
11.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积。
12.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
13.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
14.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
15.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
16.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
17.③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
18.③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
19.③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
20.④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
例如以上技术的四种组合,共有如下15种方式:
1.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积。
2.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
3.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
4.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
5.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
6.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
7.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
8.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
9.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
10.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
11.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
12.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
13.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
14.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
15.③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
例如以上技术的五种组合,共有如下6种方式:
1.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数。
2.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
3.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
4.②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
5.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
6.①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
还可以是以上技术的全部组合,当然只有如下1种方式:
①通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离+②调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度+③调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角+④调节底部反射结构的反射率和反射面积+⑤调节在四周反射结构与芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数+⑥调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数。
在本实施例中,通过调节四周反射结构3的每个内表面与底部反射结构2的上表面的夹角,能够调节四周反射结构反射光的出光角度,从而避免相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰。
在另一优选实施例中,通过调节四周反射结构3的高度,也能控制四周反射结构反射光的面积和光通量,从而调节远场不同位置单位面积上接收到的光通量,从而调节芯片以外特定面积上的光分布,从而避免相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰。
在另一优选实施例中,通过调节底部反射结构2的反射率和反射面积,从而控制底部反射结构2反射光的面积和光通量,从而调节芯片以外特定面积上单位面积上接收到的光通量,从而调节芯片以外特定面积上的光分布,从而避免相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰。
在另一优选实施例中,通过调整在四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数,微和/或纳米颗粒的参数包括浓度、微和/或纳米颗粒的尺寸及不同尺寸颗粒的比例来调节Mini/Micro-LED远场光分布,从而调节芯片以外特定面积上的光分布,从而避免相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰。
在另一优选实施例中,通过调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数来调节Mini/Micro-LED远场光分布,从而调节芯片以外特定面积上的光分布,从而避免相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰。
在避免相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰时,还可以通过以上调节Mini/Micro-LED芯片1的远场光分布的技术任意数量的组合,从而调节Mini/Micro-LED芯片1的远场光分布。
例如以上的技术可以两种组合,共有15种方式;以上技术的三种组合,共有20种方式;以上技术的四种组合,共有15种方式,以上技术的任意物种组合,共有6种方式;及所有技术的组合的1种方式。这些组合方式与调节Mini/Micro-LED芯片1的远场光分布的技术方案的组合方式类似,同样如图3所示,Mini/Micro-LED芯片1发出的一部分光线可以直接经过填充的特定折射率的透明绝缘材料6后穿出,由于特定折射率的透明绝缘材料6的折射作用从而调节芯片以外特定面积上的光分布,从而避免相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰;一部分光线经底部反射结构2反射、再经四周反射结构3反射、再经填充的微和/或纳米颗粒的透明绝缘材料7中的微和/或纳米颗粒的散射、再经特定折射率的透明绝缘材料6的折射后穿出,从而调节芯片以外特定面积上的光分布,从而避免相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰;一部分光线先经填充的微和/或纳米颗粒的透明绝缘材料7中的微和/或纳米颗粒的散射、散射光一部分经特定折射率的透明绝缘材料6的折射后穿出,另一部分经底部反射结构2反射、再经特定折射率的透明绝缘材料6的折射后穿出,从而调节芯片以外特定面积上的光分布,从而避免相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰。因此需要强调的是,两种以上技术方式的结合,并非两种以上技术方式的简单叠加,前面已经说到单种技术起作用的原理,由于每种技术调节的原理不同(如上,特定立体角的反射原理,特定形状面积的反射原理,特定面积的全反射原理,特定结构的折射、散射的原理,特定形状面积的反射和吸收原理,特定角度的反射原理),每种调节技术的调节的手段不同(通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离,和/或通过调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角,和/或通过调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度,和/或通过调节底部反射结构的反射率和反射面积,和/或通过调整在四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数,或/和调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数),得到的调节效果(出光角度大小、出光立体角不同、光强度大小、出光方向角度、出光面积大小、出光均匀度)也不同,比如包括调节的出光角度、出光立体角、光强度、出光方向、出光面积、出光均匀度等都不相同,所以当不同的技术协同调节的时候,会形成新的调节原理(特定立体角的反射原理,特定形状面积的反射原理,特定面积的全反射原理,特定结构的折射、散射的原理,特定形状面积的反射和吸收原理,特定角度的反射原理,可以任意的两两和多种结合),能够做到相互补充或相互叠加或者相互倍增的效果。具体的如下多种技术一起调节的时候,能起到单一调节技术所不能达到的效果,比如说出光角度大小、出光立体角不同、光强度大小、出光方向角度、出光面积大小、出光均匀度都不相同。在此不再赘述。
实施例2,如图2所示,其他与实施例1相同,不同的是Mini/Micro-LED芯片1具有5个边,相应地四周反射结构3包括5个依次首尾相接内表面。
在另一优选实施例中,内表面的数目在3个以上的任意整数,如7、8等。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (11)
1.一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,包括Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,还包括底部反射结构和四周反射结构,底部反射结构位于Mini/Micro-LED芯片的底端,四周反射结构围绕Mini/Micro-LED芯片一周但不与Mini/Micro-LED芯片相接;四周反射结构包括多个依次首尾相接内表面,每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角大于等于90°、小于180°。
2.根据权利要求1所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,底部反射结构为金属反光膜或/和光子晶体或/和布拉格反射镜;四周反射结构包括支撑体和金属反光膜,或包括支撑体和布拉格反射镜,或包括光子晶体。
3.根据权利要求1所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间填充特定折射率的透明绝缘材料以提高出光效率或填充微和/或纳米颗粒的透明绝缘材料以产生散射,其特定折射率为填充的透明绝缘材料的特定折射率大于空气的折射率且小于LED芯片的P型和N型半导体的折射率,微纳米颗粒的折射率与透明绝缘材料的折射率不同,且微纳米颗粒的折射率大于透明绝缘材料的折射率,且微纳米颗粒的尺寸大于等于或者小于LED的出光波长的尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,Mini/Micro-LED芯片为1个单色芯片或3个RGB三色芯片或4个RGBW四色芯片。
5.根据权利要求1所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,四周反射结构的多个内表面与底部反射结构的上表面的夹角全部相等或两两相等或对角相等或互不相等。
6.根据权利要求1或3所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,Mini/Micro-LED芯片的最上层还设置作为出光层的均匀光调节层。
7.根据权利要求1所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,底部反射结构上表面的反射层兼做Mini/Micro-LED芯片的导电层。
8.根据权利要求1所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,Mini/Micro-LED芯片至少包括P型半导体,N型半导体和量子阱结构。
9.根据权利要求6所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离,和/或通过调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角,和/或通过调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度,和/或通过调节底部反射结构的反射率和反射面积,和/或通过调整在四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数,和/或通过调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数,来调节Mini/Micro-LED远场光分布,或来改善相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰。
10.根据权利要求6所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,通过调节四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间的距离,和/或通过调节每个内表面与底部反射结构的上表面的夹角,和/或通过调节Mini/Micro-LED芯片四周反射结构的高度,和/或通过调节底部反射结构的反射率和反射面积,和/或通过调整在四周反射结构与Mini/Micro-LED芯片之间填充的微和/或纳米颗粒的参数,和/或通过调节出光层的均匀光调节层的折射率和厚度光学参数,来调节Mini/Micro-LED远场光分布,或来改善相邻Mini/Micro-LED像素或者相邻Mini/Micro-LED像素子像素的串扰。
11.根据权利要求1所述的一种大视角防串扰的Mini/Micro-LED芯片,其特征在于,底部反射结构与电极相连,四周反射结构与底部反射结构绝缘;底部反射结构围绕Mini/Micro-LED芯片四周有一圈绝缘物。
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