CN211555890U - Led显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种LED显示装置，其包括呈白色的电路基板、呈白色的分隔基板、LED芯片、荧光层以及透明密封层；分隔基板盖设固定于电路基板，分隔基板设有贯穿其上的收容孔；LED芯片收容于收容孔内，且LED芯片固定于电路基板上并与电路基板电连接；荧光层填充于收容孔内，其由荧光材料和树脂材料混合固化形成，且荧光层与LED芯片一一对应设置；透明密封层贴设于分隔基板远离电路基板一端并完全覆盖收容孔，且透明密封层与LED芯片间隔设置。与相关技术相比，本实用新型的LED显示装置对比度高且出光效率高。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及显示装置领域，尤其涉及一种LED显示装置。
【背景技术】
随着显示装置领域的不断发展，LED显示装置的应用越来越广泛。其中，LED显示装置主要是通过分别调节三基色LED芯片(即红光LED芯片、绿光LED芯片和蓝光LED芯片)的电流以控制其亮度值，从而实现三基色的组合，达到全彩显示的效果。在实际的LED生产和封装过程中有一个对LED分Bin的过程，在不同的Bin中，峰值波长会发生移动，LED的色度、亮度等会存在一致性偏离问题，在这个过程中由于不同晶圆生长出的LED很大概率处于不同Bin中，所以LED的色度一致性偏离是一个必然现象。
相关技术中，通过现有荧光转换的方式制作的LED显示模块中，相邻蓝光LED芯片之间和不同颜色荧光粉间的颜色串扰是显而易见的，通常采用在像素间设置黑色分隔壁以提高对比度，解决颜色串扰的问题。
然而，相关技术中，黑色分隔壁会吸收光，造成LED显示模块的出光效率下降，即不能在保证对比度高的同时，保证出光效率高。
因此，实有必要提供一种新的LED显示装置解决上述技术问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种LED显示装置，在保证高对比度的同时，解决了颜色串扰问题，提高出光效率。
为达到上述目的，本实用新型提供一种LED显示装置，其包括：
呈白色的电路基板；
呈白色的分隔基板，所述分隔基板盖设固定于所述电路基板，所述分隔基板设有贯穿其上的收容孔；
LED芯片，所述LED芯片收容于所述收容孔内，且所述LED芯片固定于所述电路基板上并与所述电路基板电连接；
荧光层，所述荧光层填充于所述收容孔内，其由荧光材料和树脂材料混合固化形成，且所述荧光层与所述LED芯片一一对应设置；以及，
透明密封层，所述透明密封层贴设于所述分隔基板远离所述电路基板一端并完全覆盖所述收容孔，且所述透明密封层与所述LED芯片间隔设置。
优选的，所述分隔基板还包括用于对所述分隔基板进行改性增强的玻纤布，所述玻纤布的含量占所述分隔基板的总质量的39％至60％；所述玻纤布沿与所述收容孔的贯穿方向垂直的平面排列设置。
优选的，所述分隔基板的厚度大于0.2毫米；所述收容孔横截面的形状呈圆形或方形，所述收容孔的孔径为0.02毫米至1毫米。
优选的，所述收容孔包括多个且相互间隔设置，所述分隔基板设置于相邻两个所述收容孔之间的侧壁的宽度为0.05毫米至0.3毫米。
优选的，所述收容孔包括相互间隔设置的第一收容孔、第二收容孔以及第三收容孔；所述荧光层包括：
红光层，所述红光层由红粉和树脂材料填充于所述第一收容孔内形成；
绿光层，所述绿光层由绿粉和树脂材料填充于所述第二收容孔内形成；
蓝光层，所述蓝光层由蓝粉和量子点材料中其中一种与树脂材料填充于所述第三收容孔内形成。
优选的，所述LED显示装置还包括：
第一蓝光吸收层，所述第一蓝光吸收层涂覆于所述红光层远离所述电路基板的上表面；和/或，
第二蓝光吸收层，所述第二蓝光吸收层涂覆于所述绿光层远离所述电路基板的上表面；和/或，
第三蓝光吸收层，所述第三蓝光吸收层涂覆于所述透明密封层靠近所述电路基板的下表面。
优选的，所述LED显示装置还包括：
黑色吸收层，所述黑色吸收层涂覆于所述分隔基板远离所述电路基板一侧的上表面。
优选的，所述LED显示装置还包括：
粘接胶膜，所述粘接胶膜的相对两侧分别与所述分隔基板及所述电路基板胶合固定，且所述粘接胶膜与所述收容孔对应的位置设有贯穿其上的通孔。
优选的，所述粘接胶膜由环氧树脂制成或由散射粒子材料和环氧树脂混合制成；所述散射粒子材料包括二氧化钛、氧化铝、氧化硅、硫酸钡、硫化锌、氧化锌和氧化钇中的至少一种。
优选的，所述粘接胶膜的厚度为15微米至50微米，且所述粘接胶层的厚度大于或等于所述电路基板的厚度的两倍。
优选的，所述分隔基板由白色聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺制成，其玻璃态转化温度高于所述粘接胶膜的热固化温度。
优选的，所述分隔基板的内侧面和所述粘接胶膜的内侧面分别设置一层用于反射光的白色反射层，所述白色反射层由苯基硅胶和环氧树脂中的其中一种与散射粒子材料混合固化形成；所述散射粒子材料包括二氧化钛、氧化铝、氧化硅、硫酸钡、硫化锌、氧化锌和氧化钇中的至少一种。
与相关技术相比，本实用新型的LED显示装置中，通过在分隔基板设置收容孔，将LED芯片和与该LED芯片对应的荧光层分别设置于收容孔内，避免了LED芯片发出的光照射在与其相邻的其他颜色的荧光层上，以解决相邻的LED芯片之间发生颜色串扰的问题，使得LED显示装置的对比度高；同时，由于电路基板和分隔基板均呈白色，即分隔基板位于收容孔内的内侧面和电路基板与收容孔对应设置的上表面均呈白色，有利于将照射在分隔基板的内侧面和电路基板的上表面的光向外反射，避免了将光吸收，有效地提高出光效率。
【附图说明】
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本实用新型LED显示装置实施方式一的截面示意图；
图2为本实用新型LED显示装置实施方式一的部分结构俯视图；
图3为本实用新型LED显示装置实施方式一的玻纤布含量与分隔基板的弯曲模量和反射率的关系示意图；
图4为本实用新型LED显示装置实施方式二的截面示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施方式一
请参阅图1及图2所示，本实用新型提供一种LED显示装置100，其特征在于，其包括电路基板1、分隔基板2、LED芯片(图未标)、荧光层(图未标)、透明密封层3以及粘接胶膜4。
所述分隔基板2盖设固定于所述电路基板1，所述分隔基板2设有贯穿其上的收容孔(图未标)。
在本实施方式中，所述分隔基板2由白色聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺制成，使得所述分隔基板2整体呈白色，即使得所述分隔基板2位于所述收容孔内的内侧面呈白色，能够有效地将照射在所述分隔基板2内侧面的光向外反射出去。
进一步的，所述电路基板1由白色塑料材质制成，其具体的材料是不限的，为了更好地将照射所述电路基板1上的光向外反射，优选的，所述电路基板1呈白色的聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的其中一种材料制成，使得电路基板1整体呈白色，即使得所述电路基板1与所述收容孔对应设置的上表面呈白色，有利于将照射在所述电路基板1的光向外反射，提高了出光效率；更优的，所述电路基板1与所述分隔基板2采用相同的材料制成，有效地使得两者之间的热膨胀系数一致，使得可靠性更高。
更优的，所述分隔基板2还包括用于对所述分隔基板2进行改性增强的玻纤布；所述玻纤布沿与所述收容孔的贯穿方向垂直的平面排列设置。在此，需要指出的是，玻纤布的含量直接影响所述分隔基板2的弯曲模量和反射率，具体如图3所示，在所述分隔基板2中，当玻纤布的含量低于39％时，抗折强度低于20GPa，由于抗折强度过低，无法进行对所述分隔基板2进行机加打孔，但当玻纤布含量高于60％时，所述分隔基板2内侧面的反射率低于88％，不利于将光向外反射。
因此，在所述分隔基板2中，所述玻纤布的含量占所述分隔基板2的总质量的39％至60％，为在分隔基板2上打收容孔提供了条件，同时保证了打孔后的分隔基板2的内侧面具有较高的反射率，有利于将光向外反射。
值得一提的是，所述分隔基板2的厚度d1与分隔基板2的内侧面的反射率呈正相关，更优的，为了进一步提高所述分隔基板2的内侧面的反射率，所述分隔基板2的厚度d1大于0.2毫米。
而所述收容孔的横截面的形状是不限的，其可以根据实际使用的情况进行具体的设置，而收容孔与该横截面的形状对应的孔径也是不限的，比如，在本实施方式中，所述收容孔横截面的形状呈方形，所述收容孔的孔径为该收容孔横截面的边长，该边长优选为0.02毫米至1毫米；当然，所述收容孔横截面呈圆形也是可以的，所述收容孔的孔径为该收容孔横截面的直径，该直径优选为0.02毫米至1毫米。
更优的，所述收容孔包括多个且相互间隔设置，所述分隔基板2设置于相邻两个所述收容孔之间的侧壁21的宽度d2对所述LED显示装置100的出光效率和色差，当该宽度d2小于0.05毫米时，所述分隔基板2的内侧面的反射率低，导致所述LED显示装置100的出光效率低，而当该宽度d2大于0.3毫米时，所述LED显示装置100在不同水平视角的色差较大，显示效果较差；因此，优选的，所述分隔基板2设置于相邻两个所述收容孔之间的侧壁21的宽度d2为0.05毫米至0.3毫米，保证所述LED显示装置100的出光效率高，同时保证显示的色差小。
更优的，为了提高所述LED显示装置100显示的对比度，所述LED显示装置100还包括黑色吸收层(图未标)；在本实施方式中，该黑色吸收层涂覆于所述分隔基板2远离所述电路基板1一侧的上表面，该黑色吸收层可以吸收环境光或者相邻像素间的泄漏光，有效地提高所述LED显示装置100显示的对比度；需要说明的是，所述黑色吸收层的厚度是不限的，其厚度优选为0.01微米至10微米之间。
所述LED芯片收容于所述收容孔内，且所述LED芯片固定于所述电路基板1上与所述电路基板1电连接。
需要说明的是，所述LED芯片具体的类型是不限，其可以包括蓝光LED芯片、紫光LED芯片和紫外光LED芯片中的至少一种；其中，所述蓝光LED芯片用于发射波长为420纳米至480纳米的蓝光，所述紫光LED芯片用于发射波长小于420纳米的紫光，所述紫外光芯片用于发射紫外光。
而为了实现所述LED显示装置100的彩色显示功能，需在所述收容孔内设置与所述LED芯片对应设置的荧光层，该荧光层由填充于所述收容孔内的荧光材料和树脂材料混合固化形成。
需要说明的是，所述荧光材料包括荧光粉和量子点材料中的其中一种；所述荧光粉包括红粉、绿粉和蓝粉中其的其中一种，所述荧光粉的颗粒粒径为0.1微米至30微米；所述树脂材料是不限的，为了提高所述荧光层的成型效率，所述树脂材料优选为苯基硅胶和环氧树脂中的其中一种，且使得形成的荧光层气密性好、折射率高。
当所述LED芯片为发射波长为420纳米至480纳米蓝光的蓝光LED芯片时，所述蓝光层PB是由具有散射粒子的量子点材料和树脂材料混合固化形成；当然，所述LED芯片也可以为发射波长小于420纳米的紫光LED芯片或为紫外光LED芯片时，所述蓝光层PB是由蓝粉和树脂固化形成。
在本实施方式中，所述收容孔包括相互间隔设置的第一收容孔、第二收容孔和第三收容孔。
由于所述蓝光LED芯片具有电光转化效率高、颜色一致性最高，且老化缓慢，其可靠性高的优点，所述LED芯片优选为蓝光LED芯片。
所述LED芯片包括第一LED芯片B1、第二LED芯片B2和第三LED芯片B3。所述荧光层包括红光层PR、绿光层PG和蓝光层PB。
所述第一LED芯片B1收容于所述第一收容孔内，并通过第一电极层E1与所述电路基板1电连接，所述红光层PR由红粉和树脂材料填充于所述第一收容孔内形成。
所述第二LED芯片B2收容于所述第二收容孔内，并通过第二电极层E2与所述电路基板1电连接，所述绿光层PG由绿粉和树脂材料填充于所述第二收容孔内形成，所述第二LED芯片B2发射出的蓝光经所述绿光层PG的激发后，向外发射出绿光。
所述第三LED芯片B3收容于所述第三收容孔内，并通过第三电极层E3与所述电路基板1电连接，所述蓝光层PB由量子点材料与树脂材料填充于所述第三收容孔内形成。
上述结构中，所述第一LED芯片B1发射出的蓝光经所述红光层PR的激发后，向外发射出红光，所述第二LED芯片B2发射出的蓝光经所述绿光层PG的激发后，向外发射出绿光，所述第三LED芯片B3发射出的蓝光经所述蓝光层PG后，向外发射出蓝光，而产生的荧光经分隔基板2的内侧面向外反射出去，使得所述LED显示装置100能够产生的红光，绿光和蓝光(即RGB三基色)的三种色光以实现彩色显示功能；
同时，所述LED显示装置100通过分别控制通过红光层PR和绿光层PG的厚度和面积，以分别调整红光和绿光的一致性，其调整红光和绿光的一致性的操作方便，且成本低；另外，与红光LED芯片和绿光LED芯片相比，蓝光LED芯片的电光转换效率更高，因此，采用蓝光LED芯片对荧光粉的激发效率也更高，尤其是通过蓝光LED芯片对绿光的激发效率更高，有效地提高了所述LED显示装置100对红光和绿光的出光效率，使得彩色显示的效果更佳；另外，值得一提的是，由于本实施方式中只采用一种颜色的LED芯片，即只使用蓝光LED芯片，使得所述LED显示装置的封装更为方便，为制作小芯片小间距制程的微型的LED设备提供有利条件。
需要说明的是，所述第一LED芯片B1、第二LED芯片B2和第三LED芯片B3发射出的蓝光的波长的值是不限的，其根据实际具体应用的情况进行具体的设置，比如，更优的，所述第一LED芯片B1和所述第二LED芯片B2均发射波长为440纳米至455纳米的短波蓝光，而所述第三LED芯片B3发射波长为460纳米至480纳米的长波蓝光，短波蓝光激发红粉和绿粉的效率高于长波蓝光，有效提高了红光和绿光的出光效率，使得所述LED显示装置的彩色显示效果更佳。
更优的，为了进一步提升色纯度和颜色均匀性和稳定性，可以在第一收容孔的出光口的位置和/或第二收容孔的出光口的位置设置用于吸收蓝光的蓝光吸收层(图未标)，即在所述红光层PR远离所述电路基板1的上表面，和/或所述绿光层PG远离所述电路基板1的上表面，和/或所述透明密封层3靠近所述电路基板1的下表面设置一层蓝光吸收层，所述蓝光吸收层可以根据实际设计的需要进行具体的设置，比如，在本实施方式中，所述蓝光吸收层包括：
第一蓝光吸收层(图未标)、第二蓝光吸收层(图未标)及第三蓝光吸收层(图未标)；所述第一蓝光吸收层涂覆于所述红光层PR远离所述电路基板1的上表面，所述第二蓝光吸收层涂覆于所述绿光层PG远离所述电路基板1的上表面，所述第三蓝光吸收层涂覆于所述透明密封层3靠近所述电路基板1的下表面，通过所述第一蓝光吸收层和所述第三吸收层的设置，有效地将由所述第一收容孔向外发射的蓝光吸收，从而避免向外发射的红光混合有蓝光，通过所述第一蓝光吸收层和所述第三吸收层的设置，有效地将由所述第二收容孔向外发射的蓝光吸收，从而避免向外发射的绿光混合有蓝光，更有效地避免了颜色串扰的问题，进一步提升红光和绿光的颜色纯度、颜色均匀性和稳定性，使得LED显示装置100的显示对比度更高，使得彩色显示的效果更佳。
所述透明密封层3贴设于所述分隔基板2远离所述电路基板1一端并完全覆盖所述收容孔，且所述透明密封层3与所述LED芯片间隔设置。
进一步的，所述透明密封层3为聚氨酯、环氧树脂、派瑞林、氧化硅和氮化硅中的其中一种材料制成的单层膜结构，或为聚氨酯、环氧树脂和派瑞林中的至少两种材料制成的多层膜结构。
所述粘接胶膜4的相对两侧分别与所述分隔基板2及所述电路基板1胶合固定，且所述粘接胶膜4与所述收容孔对应的位置设有贯穿其上的通孔(图未标)。
值得一提的是，所述粘接胶膜4由环氧树脂制成或由散射粒子材料和环氧树脂混合制成；所述散射粒子材料包括二氧化钛、氧化铝、氧化硅、硫酸钡、硫化锌、氧化锌和氧化钇中的至少一种。当然，为了进一步防止RGB三基色的颜色串扰问题，在本实施方式中，所述粘接胶膜4优选为由散射粒子材料和环氧树脂混合制成。
进一步的，所述粘接胶膜4的厚度为15微米至50微米，且所述粘接胶层4的厚度大于或等于所述电路基板1的厚度的两倍，有效地保证了所述粘接胶层4与所述电路基板1之间的粘接强度，使得两者之之间的固定更可靠。
更进一步的，所述分隔基板2的玻璃态转化温度(Glass TransitionTemperature，即Tg温度)高于所述粘接胶膜4的热固化温度，避免分隔基板2发生较大的变形而翘曲。
实施方式二
请参图4所示，实施方式二的LED显示装置100’与实施方式一的LED显示装置的结构基本相同，在此，两者相同的部分不再一一展开赘述，两者的区别在于实施方式二的LED显示装置100’设有白色反射层，具体的：
LED显示装置100’的分隔基板2’的内侧面和所述粘接胶膜4’的内侧面分别设置一层用于反射光的白色反射层5’。
在本实施方式中，所述白色反射层5’由苯基硅胶和环氧树脂中的其中一种与散射粒子材料混合固化形成；所述散射粒子材料包括二氧化钛、氧化铝、氧化硅、硫酸钡、硫化锌、氧化锌和氧化钇中的至少一种。
通过白色反射层5’的设置，进一步提升所述分隔基板2’的内侧面和所述粘接胶膜4’的内侧面的反射率和反射率一致性，有效地提高LED显示装置100’的出光效率。
与相关技术相比，本实用新型的LED显示装置中，通过在分隔基板设置收容孔，将LED芯片和与该LED芯片对应的荧光层分别设置于收容孔内，避免了LED芯片发出的光照射在与其相邻的其他颜色的荧光层上，以解决相邻的LED芯片之间发生颜色串扰的问题，使得LED显示装置的对比度高；同时，由于电路基板和分隔基板均呈白色，即分隔基板位于收容孔内的内侧面和电路基板与收容孔对应设置的上表面均呈白色，有利于将照射在分隔基板的内侧面和电路基板的上表面的光向外反射，避免了将光吸收，有效地提高出光效率。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED显示装置，其特征在于，其包括：
呈白色的电路基板；
呈白色的分隔基板，所述分隔基板盖设固定于所述电路基板，所述分隔基板设有贯穿其上的收容孔；
LED芯片，所述LED芯片收容于所述收容孔内，且所述LED芯片固定于所述电路基板上并与所述电路基板电连接；
荧光层，所述荧光层填充于所述收容孔内，其由荧光材料和树脂材料混合固化形成，且所述荧光层与所述LED芯片一一对应设置；以及，
透明密封层，所述透明密封层贴设于所述分隔基板远离所述电路基板一端并完全覆盖所述收容孔，且所述透明密封层与所述LED芯片间隔设置。
2.根据权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，所述分隔基板的厚度大于0.2毫米；所述收容孔横截面的形状呈圆形或方形，所述收容孔的孔径为0.02毫米至1毫米。
3.根据权利要求2所述的LED显示装置，其特征在于，所述收容孔包括多个且相互间隔设置，所述分隔基板设置于相邻两个所述收容孔之间的侧壁的宽度为0.05毫米至0.3毫米。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的LED显示装置，其特征在于，所述收容孔包括相互间隔设置的第一收容孔、第二收容孔以及第三收容孔；所述荧光层包括：
红光层，所述红光层由红粉和树脂材料填充于所述第一收容孔内形成；
绿光层，所述绿光层由绿粉和树脂材料填充于所述第二收容孔内形成；
蓝光层，所述蓝光层由蓝粉和量子点材料中其中一种与树脂材料填充于所述第三收容孔内形成。
5.根据权利要求4所述的LED显示装置，其特征在于，所述LED显示装置还包括：
第一蓝光吸收层，所述第一蓝光吸收层涂覆于所述红光层远离所述电路基板的上表面；和/或，
第二蓝光吸收层，所述第二蓝光吸收层涂覆于所述绿光层远离所述电路基板的上表面；和/或，
第三蓝光吸收层，所述第三蓝光吸收层涂覆于所述透明密封层靠近所述电路基板的下表面。
6.根据权利要求5所述的LED显示装置，其特征在于，所述LED显示装置还包括：
黑色吸收层，所述黑色吸收层涂覆于所述分隔基板远离所述电路基板一侧的上表面。
7.根据权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，所述LED显示装置还包括：
粘接胶膜，所述粘接胶膜的相对两侧分别与所述分隔基板及所述电路基板胶合固定，且所述粘接胶膜与所述收容孔对应的位置设有贯穿其上的通孔。
8.根据权利要求7所述的LED显示装置，其特征在于，所述粘接胶膜的厚度为15微米至50微米，且所述粘接胶层的厚度大于或等于所述电路基板的厚度的两倍。
9.根据权利要求7所述的LED显示装置，其特征在于，所述分隔基板由白色聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺制成，其玻璃态转化温度高于所述粘接胶膜的热固化温度。
10.根据权利要求7所述的LED显示装置，其特征在于，所述分隔基板的内侧面和所述粘接胶膜的内侧面分别设置一层用于反射光的白色反射层。
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