专利名称：具有覆盖的发光二极管显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光装置，特别涉及具有波长转换材料的覆盖层的发光二级管(LED)显示器。
背景技术：
发光二级管显示装置被用于不同的显示应用中。已知的显示装置使用LED以激发波长或色彩转化材料，如荧光或发光材料，然后将荧光或发光材料的发射与未转换的来自LED的第一发射结合。但是，虽然这些已知的LED显示装置与单LED(single-LED)装置工作良好，但是已知多LED(multi-LED)装置在保持色彩一致性上有困难。由此，需要一种解决关于多LED显示器的现有缺陷的装置。
发明内容
根据本发明的一个实施例，揭示了一种发光二级管显示装置。该装置包括基体，多个布置在所述基体上的壁，所述多个壁形成穴，所述穴被填充有密封剂，所述密封剂不包括荧光材料，布置于所述基体的第一部分在所述穴中的LED，在所述LED与所述基体的第二部分之间的电连接，及处于所述穴的顶端的荧光材料覆盖。
根据本发明的第二实施例，揭示了一种发光二级管显示装置。该装置包括基体，多个布置在所述基体上的壁，所述多个壁形成穴，布置于所述基体的第一部分在所述穴中的LED，在所述LED与所述基体的第二部分之间的电连接，及处于所述穴的顶端的荧光材料覆盖，所述荧光材料覆盖包括塑料层及荧光材料层。
根据本发明的第三实施例，揭示了一种发光二级管显示装置。该装置包括基体，多个穴，所述多个穴的每一个形成在布置在所述基体上的多个壁中，多个LED，所述多个LED的每一个布置于单独的所述多个穴之中，所述多个LED的每一个布置于所述基体的第一部分，多个电连接，所述多个电连接的每一个连接所述多个LED的其中之一到所述基体的一个或更多各个第二部分，及处于所述多个穴的顶端的荧光材料覆盖。
图1是现有装置的剖视图，示出了结合LED使用的荧光或发光材料。
图2是使用多LED的现有显示器。
图3是根据本发明的实施例的LED装置的剖视图。
图4是根据本发明的第二实施例的LED装置的剖视图。
具体实施例方式
参考图1，现有装置的剖视图示出了结合LED 100使用的荧光或发光材料。LED 100被置于基体的第一部分110上。由LED 100到基体的第二部分130建立了电连接120。LED 100大体上被放置在具有反射壁的穴或杯140中。密封剂150添满穴以保护LED 100，电连接120及基体。荧光或发光材料的微粒分散在密封剂中。一种已知的使用在LED显示装置中的荧光或发光材料是磷光体。
当电流通过LED 100时，LED发光。在密封剂中的磷光体微粒吸收来自LED 100的光辐射的一部分并发出不同色彩的光辐射。从穴中出来的所得到的颜色是LED发射光及磷光体发射光的结合。一种在现有技术中已知的结合是使用蓝LED及黄磷光体以发出白光。
图2示出了一种使用多LED的现有显示器。在图2中，LED 200a-200n被安装或布置于基体上。基体被置于具有相应于每个LED的多个穴的反射器220的内部。嵌有磷光体(未示出)的密封剂(未示出)添满每个穴。在这种布置中，每个穴可以不具有相同的尺寸。由此，磷光体微粒的量及其在每个穴中的分散可以不同并造成穴之间的色彩的变化。
参考图3，示出了根据本发明的实施例的LED装置的剖视图。LED300被安装或布置于基体的第一部分310上。由LED到基体的第二部分330建立了电连接320。LED 300被示出朝向穴或杯340的底部定位。穴340形成在多个布置于基体上或基体上方的壁之中。穴340可以包括反射壁。穴可以添满密封剂350以保护LED 300。荧光材料覆盖层360被定位处于或接近穴340的顶端，处于穴的相对于LED 300的一端。
在图3说明的实施例中，当电流通过LED 300时，LED 300发出辐射。荧光材料覆盖层360吸收LED辐射的一部分并发出荧光材料辐射。所得到的被感知的颜色是荧光材料辐射与LED辐射的未被吸收部分的结合。
根据本发明的一个实施例，LED 300发出蓝辐射且荧光材料覆盖层360发出黄辐射。蓝与黄辐射的结合可以产生白光。荧光材料覆盖层360的厚度可以改变以产生希望的LED辐射与荧光材料辐射的比率，由此产生不同色度的白色，例如蓝白到黄白。
根据本发明的另一个实施例，LED 300发出蓝辐射且荧光材料覆盖360发出绿辐射。蓝与绿辐射的结合可以产生青色光。荧光材料覆盖360的厚度可以改变以产生希望的LED辐射到荧光材料辐射的比率，由此产生范围由蓝到绿的色彩。
上述色彩结合是用于说明的目的被给出。任何合适的LED辐射与荧光材料辐射的色彩结合都可以被使用以达成希望的目的及效果。例如，可以使用紫外(UV)或绿LED。而且，可以使用发出绿色及红色的荧光材料。任何合适的色彩结合都在本发明的范围之内。
根据另一个实施例，LED辐射大体上被完全转换为荧光材料辐射。由此，很少有或没有LED辐射光与荧光材料辐射光的结合，且由LED装置发出的光基本上是荧光材料发出的光。例如，在LED显示装置中使用紫外(UV)LED时，希望不会由显示器发出可能有害的UV辐射。
根据本发明的又一实施例，两个或多个荧光材料类的混合可以在荧光材料覆盖层360中被使用。此种多个荧光材料类的结合可以被使用以产生新的耀眼的色彩。两个或多个荧光材料类的混合可以在荧光材料覆盖层中被均匀混合，以像素形式铺设，或以任何合适的形式结合。在以像素形式结合中，荧光材料覆盖层可以包括每个荧光材料类的以可重复形式结合不同的像素。例如，覆盖层可以包括重复红、绿及蓝荧光材料的重复像素。
根据本发明的又一实施例，提供了多LED显示器的制作。在具有多个穴的多LED显示装置中，多LED装置的各个穴之间的色彩不一致性可以被减少，减至最小或消除。一种多LED显示装置包括基体，多个穴，多个穴中的每个都形成在布置于基体上的多个壁中，多个LED，多个LED中的每个都布置在多个穴的单独一个中，多个LED中的每个布置于基体的第一部分上，多个电连接，多个电连接中的每个将多个LED的其中之一连接到基体的一个或更多的不同的第二部分，以及处于多个穴的上面的荧光材料覆盖层。可以建立电连接以提供对LED的希望的控制。例如，可以建立电连接使每个LED被单独控制，或使多个LED的一个或更多子集被一同控制。
荧光材料覆盖层360可以在相应于显示装置的单独的穴的位置具有不同类的荧光材料。由此，根据在特定穴位置的荧光材料的类型，不同穴将产生不同的色彩。在多LED实施例中，可以使用一个或更多荧光材料覆盖层。例如，每个穴，或多个穴中的一个或更多子集可以每个都具有单独的荧光材料覆盖层。
根据本发明的一个实施例，荧光材料覆盖层360具有大体一致的厚度及大体均匀的荧光材料或荧光微粒的基质。通过具有大体一致的厚度，转化到荧光材料辐射的LED辐射的比例被大体保持恒定，而且，为了每个LED 300及关联的穴340，即使穴340的大小不同，被荧光材料覆盖层360吸收的LED辐射的量也将大体相同。
根据另一个实施例，荧光材料覆盖层360可以具有穴340的形状的开口。而且，在覆盖层360中荧光材料的区域可以被定形使得只有覆盖层的一部分具有荧光材料。而且，LED装置也可以具有微特征或微结构，例如点、缩进或透镜布置于覆盖层360上或布置于穴340的顶端。
根据另一实施例，荧光材料覆盖层360是独立于密封剂350并紧靠密封剂350的层。荧光材料覆盖层360可以占据穴340的顶端的层。荧光材料覆盖层360也可以大体位于穴340之外。由此，在荧光材料覆盖层360中的荧光材料的量可以大体独立于穴340的容积。
根据一个实施例，密封剂不包括荧光材料，或密封剂大体没有磷光体或荧光材料，由此密封剂不影响LED显示器的最终色彩。根据本发明的另一实施例，显示装置的穴可以不一定添满密封剂，而可以使用其它合适的保护LED的方法。
荧光材料覆盖层360可以使用任何合适的方法制造。一种示例制造工艺是塑料片成形工艺，例如，喷射造型、轧滚、铸造、层压及其它合适工艺。在塑料片成形的情况下，荧光材料被混合在塑料材料中。可以使用的塑料材料的示例包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅树脂及其它合适的热塑性或热固性聚合物。根据另一个实施例，也可以使用无机玻璃膜。
现在参考图4，示出了根据本发明的第二实施例的LED装置的剖视图。LED 400被安装或布置在基体的第一部分410上。由LED到基体的第二部分430建立了电连接420。LED 400被示出朝向穴或杯440的底部定位。穴440布置于基体或于基体之上。穴440可以包括反射壁。穴可以添满密封剂450以保护LED 400。荧光材料覆盖层460被定位处于或接近穴440的顶端，处于穴的相对于LED 400的一端。在第二实施例中，荧光材料覆盖层460包括使用粘合剂或其它将荧光材料470或磷光体微粒层结合到塑料层480的方法被布置在塑料层480的一侧的密封材料470或磷光体微粒层。荧光材料470或磷光体微粒层可以被布置在塑料层480任何一侧或两侧。塑料层480可以是任何合适的塑料材料，玻璃膜或其它合适的材料。
在可替换的实施例中，荧光材料层在第一塑料层与第二塑料层之间被层压，由此荧光微粒层被夹在第一塑料层与第二塑料层之间。
在一实施例中，荧光材料包括无机磷光体，且无机磷光体可以包括无机磷光体微粒。示例无机磷光体材料包括，但不限于铈激活的钇铝石榴石(YAG:Ce)及铕锶硫代镓酸盐(SrTg:Eu)。纳米磷光体的一个示例是镉化锌(ZnCd)。可以使用的其它合适的荧光或发光材料包括有机染料，例如，DCM(4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对-二甲基氨基苯乙烯)-4H-吡喃)，化学式表达为C19H17N3。此有机材料可从佛罗里达州的FortLauderdale的Lambda Physik公司获得。其它合适的无机和有机材料是所属领域的技术人员熟知的。
可以使用任何合适尺寸的荧光微粒。使用的荧光微粒的尺寸可以基于荧光材料覆盖层的厚度而变化。在一实施例中，荧光微粒具有范围从约10纳米到100纳米的平均直径d50。在另一实施例中，荧光微粒具有范围从1微米到50微米的平均直径d50。在另一实施例中，可以使用纳米大小的微粒。在一实施例中，纳米大小的微粒具有范围从约10纳米到100纳米的平均直径d50。
已经对本发明的实施例进行了详细说明，需要了解的是，在不脱离所附权利要求界定的本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可以想到修改及改变这些实施例。
权利要求
1.一种发光二级管显示装置，包括基体；多个布置在所述基体上的壁，所述多个壁形成穴，所述穴被填充有密封剂，所述密封剂不包含荧光材料；布置于所述基体的第一部分在所述穴中的发光二级管；在所述发光二级管与所述基体的第二部分之间的电连接；及处于所述穴的顶端的荧光材料覆盖层。
2.根据权利要求1所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括磷光体微粒层。
3.根据权利要求1所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层具有大体一致的厚度，且包括大体均匀的磷光体微粒基质。
4.根据权利要求1所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括两个或更多荧光材料类的组合。
5.根据权利要求1所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括具有从1微米到50微米范围内的平均直径的磷光体微粒。
6.根据权利要求1所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括具有从10纳米到100纳米范围内的平均直径的磷光体微粒。
7.根据权利要求1所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括有机染料。
8.一种发光二级管显示装置，包括基体；多个布置在所述基体上的壁，所述多个壁形成穴；布置于所述基体的第一部分在所述穴中的发光二级管；在所述发光二级管与所述基体的第二部分之间的电连接；及处于所述穴的顶端的荧光材料覆盖层，所述荧光材料覆盖层包括塑料层及荧光材料层。
9.根据权利要求8所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层具有大体一致的厚度，且包括均匀的磷光体微粒基质。
10.根据权利要求8所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括两个或更多荧光材料类的组合。
11.根据权利要求8所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括具有从1微米到50微米范围内的平均直径的磷光体微粒。
12.根据权利要求8所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括具有从10纳米到100纳米范围内的平均直径的磷光体微粒。
13.根据权利要求8所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括有机染料。
14.一种发光二级管显示装置，包括基体；多个穴，所述多个穴中的每一个形成在布置于所述基体上的多个壁中；多个发光二级管，所述多个发光二级管中的每一个布置于所述多个穴中的单独的一个中，所述多个发光二级管中的每一个布置于所述基体的第一部分；多个电连接，所述多个电连接中的每一个将所述多个发光二级管的其中之一连接到所述基体的一个或更多各个第二部分；及处于所述多个穴的顶端的荧光材料覆盖层。
15.根据权利要求14所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括磷光体微粒层。
16.根据权利要求14所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层具有大体一致的厚度，且包括大体均匀的磷光体微粒基质。
17.根据权利要求14所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括具有从1微米到50微米范围内的平均直径的磷光体微粒。
18.根据权利要求14所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括具有从10纳米到100纳米范围内的平均直径的磷光体微粒。
19.根据权利要求14所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括有机染料。
20.根据权利要求14所述的发光二级管显示装置，其中所述荧光材料覆盖层包括多个荧光材料类，且所述多个荧光材料类中的每一个都对应于所述多个穴中的一个部分或多个部分。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管(LED)显示装置，包括基体及多个布置于基体上的壁，该多个壁形成穴，穴被添充有不含荧光材料的密封剂。LED被布置在于穴中的基体的第一部分上。在LED及基体的第二部分之间存在电连接，且荧光材料覆盖层定位在穴的顶端。此LED显示装置或者包括多个LED，其中每个LED被布置在单独的穴之中。
文档编号G09F9/33GK1667671SQ2005100018
公开日2005年9月14日 申请日期2005年1月18日 优先权日2004年3月11日
发明者伍启元, 郑馨曜, 贾池韦 申请人:安捷伦科技有限公司