立体LED显示屏的制作方法

本发明属LED发光技术领域，特别涉及一种立体LED显示屏。

背景技术：

中国LED显示屏产业起步于上世纪90年代初，发展迅速；进入21世纪以来，LED显示屏产业面临良好的市场发展机遇；一方面，需求不断扩大，电子政务、政务公开、公众信息展示等需求旺盛；另一方面，技术的进步为LED显示屏产品市场扩展和开创新的应用领域提供了创新技术支持。LED显示屏的最大特点其制造不受面积限制，可达几十甚至几百平方米以上，应用于室内、室外的各种公共场合显示文字、图形、图像、动画、视频图像等各种信息，具有较强的广告渲染力和震撼力。

随着LED显示技术的快速发展，裸眼3D是目前热门的显示技术发展方向，其通过显示屏显示画面，让观看者无需佩戴特制的3D眼镜，就能观看到3D效果的画面。

但由于现有的裸眼立体技术均对光源的分辨率和散热性能有着很高的要求，目前以三颗单基色灯珠为主的全彩像素单元在分辨率和散热性方面均有一定的不足，极大的限制了裸眼立体的发展应用；因此，制造一种分辨率和散热性较好的立体LED显示屏变的越来越重要。

技术实现要素：

为了提高立体LED显示屏的工作性能，本发明提供了一种立体LED显示屏；本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的实施例提供了一种立体LED显示屏，包括：

LED显示屏1和控制模块2，所述控制模块2与所述LED显示屏1电连接，所述LED显示屏1上间隔设置左眼显示单元3和右眼显示单元4。

在本发明的一个实施例中，所述左眼显示单元3为多个间距相等且均向左弯折的左视LED灯珠。

在本发明的一个实施例中，所述右眼显示单元4为多个间距相等且均向右弯折的右视LED灯珠。

在本发明的一个实施例中，所述左视LED灯珠和所述右视LED灯珠均为全彩LED灯珠。

在本发明的一个实施例中，所述全彩LED灯珠包括一个全彩LED灯芯。

在本发明的一个实施例中，述全彩LED灯芯包括：导电衬底和设置于所述导电衬底上的蓝光材料、红光材料和绿光材料。

在本发明的一个实施例中，所述全彩LED灯珠四周均设置有隔热板。

在本发明的一个实施例中，所述隔热板的高度大于所述全彩LED灯珠的高度6～12mm。

在本发明的一个实施例中，所述隔热板的材料为玻璃纤维，所述隔热板的底部宽度大于顶部宽度。

在本发明的一个实施例中，所述控制模块2为扰编器或混合器或复用器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的立体LED显示屏采用全彩LED灯珠，在提高了LED显示屏分辨率的同时散热效果更好。

2、本发明提供的立体LED显示屏通过在每个全彩LED灯珠周围设置隔热板，从而降低了全彩LED灯珠的光衰速度，提高全彩LED灯珠的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种立体LED显示屏结构示意图；

图2a～图2c为本发明实施例提供的一种左眼显示单元和右眼显示单元排列示意图；

图3为本发明实施例提供的一种全彩LED灯珠结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种全彩LED灯珠的散热基板结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种全彩LED灯芯结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种蓝光外延层的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种第一有源层的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种红光外延层的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种第二有源层的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种绿光外延层的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种第一有源层的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

具体地，请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种立体LED显示屏结构示意图，包括：LED显示屏1和控制模块2，所述控制模块2与所述LED显示屏1电连接，所述LED显示屏1上间隔设置左眼显示单元3和右眼显示单元4。

优选地，请参见图2a～图2c，图2a～图2c为本发明实施例提供的一种左眼显示单元和右眼显示单元排列示意图，包括：如图2a所示，左眼显示单元3和右眼显示单元4水平间隔排列；如图2b所示，左眼显示单元3和右眼显示单元4垂直间隔排列；如图2c所示，左眼显示单元3和右眼显示单元4斜线间隔排列。

优选地，所述左眼显示单元3可以为多个间距相等且均向左弯折的左视LED灯珠；所述右眼显示单元4可以为多个间距相等且均向右弯折的右视LED灯珠。

优选地，所述左眼显示单元3也可以为LED灯珠和设置于LED灯珠上向左折射的折射罩；所述右眼显示单元4可以为LED灯珠和设置于LED灯珠上向右折射的折射罩；所述折射罩有单一折射面或多个折射面。

具体地，所述折射罩可以是覆盖每个LED灯珠独立的或可以是成行、成列的，也可以是制成可以覆盖或遮挡若干LED灯珠的罩板。

进一步地，所述LED灯珠均为全彩LED灯珠，所述全彩LED灯珠之间等间距矩阵排列，相邻两个全彩LED灯珠间距为1.2～3.2mm。

优选地，所述全彩LED灯珠四周均设置有隔热板，所述隔热板的高度大于所述全彩LED灯珠的高度6～12mm。各个隔热板互相连接可以在LED显示屏表面形成网格结构。

优选地，所述隔热板的材料为玻璃纤维，所述隔热板的底部宽度大于顶部宽度。通过在每个全彩LED灯珠周围设置隔热板，可以有效阻隔全彩LED灯珠之间的相互热辐射，从而降低了全彩LED灯珠的光衰速度，提高全彩LED灯珠的使用寿命。

优选地，所述控制模块2为扰编器或混合器或复用器。

具体地，请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种全彩LED灯珠结构示意图，全彩LED灯珠包括芯片封装体、第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚；

进一步地，芯片封装体由下往上依次包括：散热基板101、全彩LED灯芯102、第一硅胶层103、透镜区104及第二硅胶层105。其中，第一硅胶层103为不含荧光粉的硅胶；使荧光粉与LED灯芯分离，解决了高温引起的荧光粉的量子效率下降的问题。

优选地，第一硅胶层103、第二硅胶层105以及透镜区104中硅胶的折射率依次增加，可以保证LED芯片的光源能够更多的透过封装材料照射出去。

进一步地，请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种全彩LED灯珠的散热基板结构示意图，散热基板101中沿宽度方向设置有圆槽。圆槽中轴与散热基板平面呈一定夹角；其中，采用设置有斜圆槽的散热基板，在强度几乎没有变化的同时，降低了散热基板成本；同时增加空气流通的通道，利用烟囱效应提升空气的热对流速率，增加了散热效果。

优选地，透镜区103包括若干个呈矩形或菱形均匀分布的硅胶球。硅胶球呈矩形均匀排列或者菱形排列，可以保证光源的光线在集中区均匀分布。

进一步地，所述全彩LED灯芯102包括：导电衬底和设置于所述导电衬底上的蓝光材料、红光材料和绿光材料。

具体地，所述导电衬底与第一引脚连接作为全彩LED灯珠的阳极；蓝光材料、红光材料和绿光材料分别与第二引脚、第三引脚及第四引脚连接作为全彩LED灯珠的三个阴极。

本实施例提供的LED显示屏通过在LED显示屏上设置集成了蓝、红、绿三基色的全彩LED灯珠阵列，解决了现有立体LED显示屏的分辨率和散热性不好的问题，提高了立体LED显示屏的分辨率和散热性效果；同时，通过在每个全彩LED灯珠周围设置隔热板，从而降低了全彩LED灯珠的光衰速度，提高全彩LED灯珠的使用寿命。

实施例二

本实施例在上述实施例的基础上详细介绍控制模块的控制原理。

优选地，控制模块可以为扰编器、混合器或复用器。

结合控制模块，裸眼立体图形的具体实现方式为，将全彩LED灯珠分为两组，分别为左视LED灯珠和右视LED灯珠，左视LED灯珠和右视LED灯珠两组灯珠间隔排列，控制模块将左右眼图像信息数据分别发送至左右眼图像相关的左视LED灯珠和右视LED灯珠，以形成两组发光像素，一组图像的光线以法线为中心向左偏移，而另一组图像的光线则以法线为中心向右偏移，左右眼图像分别进入观看者的左眼和右眼，形成左右眼图像视觉差，最终在人脑中形成立体图像。

优选地，左右眼图像可以是上下排列、左右排列、左上斜向分开或者是右上斜分开排列。

本实施例提供的立体LED显示屏可以适用于室内外各种大屏幕显示，左视LED灯珠和右视LED灯珠在屏幕上的排列不受上下、左右位置的限制，可以是隔行排列，也可以是隔列排列，或者是斜线排列等；可以用于任何分辨率的大屏幕显示。

实施例三

本实施例在上述实施例的基础上详细介绍全彩LED灯芯，具体地，请参照图5，图5为本发明实施例提供的一种全彩LED灯芯结构示意图。包括：

导电衬底11；

反光层12，设置于所述导电衬底11上；

第一电极13，设置于所述反光层12上；

蓝光外延层14、红光外延层15及绿光外延层16，均设置于所述第一电极13上；

隔离层17，设置于所述第一电极13上以使所述蓝光外延层14、红光外延层15及绿光外延层16之间相互隔离；

所述第二电极18分别设置于所述蓝光外延层14、红光外延层15及绿光外延层16上；

所述钝化层19覆盖于所述蓝光外延层14、红光外延层15、绿光外延层16及所述隔离层17上。

具体地，通过将蓝、红、绿三种颜色发光材料集成在一个发光芯片上，使每颗全彩LED灯珠均可独立实现全彩显示。相对于传统全彩像素单元由三个蓝、红、绿三基色灯珠组成，本发明提供的全彩LED灯珠由于将三基色集成在一个芯片上，使每个全彩独立像素内部的间距更小，在LED显示屏尺寸不变的情况下全彩LED灯珠可设置的数量更多，分辨率更高。

进一步地，第一电极13作为蓝光LED、红光LED及绿光LED共连的阳极；第二电极18分别作为蓝光LED、红光LED及绿光LED的阴极。控制模块通过控制蓝光LED、红光LED及绿光LED的阴极的闭合或关断，就可以控制全彩LED灯珠发出不同颜色的光线。

进一步地，请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种蓝光外延层的结构示意图，该蓝光外延层形成蓝光LED结构；具体的，该蓝光外延层14包括：第一缓冲层141、第一稳定层142、第一过渡层143、第一有源层144、第一阻挡层145及第一接触层146；

所述第一接触层146、所述第一阻挡层145、所述第一有源层144、所述第一过渡层143、所述第一稳定层142及所述第一缓冲层141依次层叠于所述第一电极13上表面第一指定区域。

其中，第一缓冲层141为N型GaN材料，厚度为3000～5000nm，优选为4000nm；

第一稳定层142为N型GaN材料，厚度为500～1500nm，优选为1000nm；

第一过渡层143为N型GaN材料，厚度为200～1000nm，优选为400nm，掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3，优选为1×10¹⁹cm^-3；

请参见图7，图7为本发明实施例提供的一种第一有源层的结构示意图；该第一有源层144为由第一InGaN量子阱1441和第一GaN势垒1442形成的第一多重结构，该第一多重结构中所述第一InGaN量子阱(1441)和第一GaN势垒(1442)交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，第一InGaN量子阱1441的厚度为1.5～3.5nm，优选为2.8nm；第一GaN势垒1442的厚度为5～10nm，优选为5nm；第一InGaN量子阱1441中In的含量依据光波长而定，含量越高光波长越长，通常为10～20％；

第一阻挡层145的厚度为10～40nm，优选为20nm；

第一接触层146的厚度为100～300nm，优选为200nm。

进一步地，请参见图8，图8为本发明实施例提供的一种红光外延层的结构示意图，该红光外延层形成红光LED结构；具体的，该红光外延层15包括：第二缓冲层151、第二稳定层152、第二过渡层153、第二有源层154、第二阻挡层155及第二接触层156；

所述第二接触层156、所述第二阻挡层155、所述第二有源层154、所述第二过渡层153、所述第二稳定层152及所述第二缓冲层151依次层叠于所述第一电极13上表面第二指定区域。

其中，第二缓冲层151为N型GaN材料，厚度为2000～3000nm，优选为2500nm；

第二稳定层152为N型GaAs材料，厚度为1000～2000nm，优选为1500nm，掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3，优选为5×10¹⁷cm^-3；

第二过渡层153为N型GaAs材料，厚度为500～1000nm，优选为700nm，掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^～3，优选为1×10¹⁹cm^-3；

请参见图9，图9为本发明实施例提供的一种第二有源层的结构示意图；该第二有源层154为由GalnP量子阱1541和A1GaInP势垒1542形成的第二多重结构，第二多重结构中所述GalnP量子阱1541和A1GaInP势垒1542交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，GalnP量子阱1541的厚度为2～10nm，优选为7nm；A1GaInP势垒的厚度为5～10nm，优选为7nm；A1GaInP势垒中A1含量为10～40％(Al含量依据光波长而定，含量越高光波长越长)；

第二阻挡层155为P型A1GaInP材料，厚度为10～500nm，优选为100nm，掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3，优选为1×10¹⁸cm^-3；

第二接触层156为P型GaAs材料，厚度为100～500nm，优选为150nm，掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁹cm^-3，优选为1×10¹⁸cm^-3。

进一步地，请参见图10，图10为本发明实施例提供的一种绿光外延层的结构示意图；该绿光外延层16包括：第三缓冲层161、第三稳定层162、第三过渡层163、第三有源层164、第三阻挡层165及第三接触层166；

所述第三接触层166、所述第三阻挡层165、所述第三有源层164、所述第三过渡层163、所述第三稳定层162及所述第三缓冲层161依次层叠于所述第一电极13上表面第三指定区域。

其中，第三缓冲层161为N型GaN材料，其厚度为3000～5000nm，优选为4000nm；

第三稳定层162为N型GaN材料，厚度为500～1500nm，优选为1000nm；

第三过渡层163为N型GaN材料，厚度为200～1000nm，优选为400nm，掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10¹⁹cm^-3，优选为1×10¹⁹cm^-3；

请参见图11，图11为本发明实施例提供的一种第三有源层的结构示意图；该第三有源层164为由第二InGaN量子阱1641和第二GaN势垒1642形成的第三多重结构，该第三多重结构中所述第二InGaN量子阱1641和第二GaN势垒1642交替层叠的周期为8～30，优选为20；其中，第二InGaN量子阱1641的厚度为1.5～3.5nm，优选为2.8nm；第二GaN势垒1642的厚度为5～10nm，优选为5nm；第二InGaN量子阱1641中In的含量依据光波长而定，含量越高光波长越长，通常为20～30％；

第三阻挡层165的厚度为10～40nm，优选为20nm；

第三接触层166的厚度为100～300nm，优选为200nm。

进一步地，导电衬底11应选用电导率高的材料，厚度为500～2500nm。可选地，所述导电衬底11为导电Si片、铝板或者铜板。其中，导电Si片应为重掺杂硅片，以提高其电导率。

进一步地，所述反光层12应选用反光性好的材料，其厚度为300～1500nm。可选地，所述反光层12材料为Ni、Pb、Ni/Pb合金或者Al。

进一步地，隔离层15与钝化层17材料均可选为二氧化硅材料；其中，隔离层15的厚度为50～150nm，钝化层17的厚度为300～800nm。

进一步地，第一电极13与第二电极18应选用导电性能好的材料，例如Ni、Au、或者Ni/Au合金等材料。在退火工艺条件下，上述金属材料与半导体材料发生反应并形成金属硅化物，该金属硅化物与半导体材料接触势垒小，易于形成欧姆接触，可以减小接触电阻；

在实际应用中，蓝光LED、红光LED及绿光LED的数量可以根据需要而定。

本实施例提供的全彩LED芯片，通过在单芯片上形成蓝光、红光与绿光，可以减少后期封装时荧光粉的用量，且色温调节更加灵活；此外，采用导电衬底作为LED的阳极，可以提高LED的散热效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。