一种可实现面发光的led屏及其裸眼立体显示装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种可实现面发光的LED屏及其裸眼立体显示装置。所述LED屏包括LED像素点阵列、各LED像素点之间的黑矩阵、设置于所述黑矩阵上方的障壁框框阵列以及设置于所述障壁框框阵列上的用于将各LED像素点发出的点光源发散成面光源的均光板；所述LED像素点与所述障壁框框一一对应，以保证相邻的LED像素点不发生串扰；所述各障壁框框阵列内壁均设置有反射膜，有利于传导照射到所述障壁框框内壁的光。本发明的显著优点在于，利用障壁框框阵列对相邻的光源进行隔离，防止串扰；利用均光板将LED像素发出的点光源发散成面光源，减小或消除LED屏中的黑矩阵，使像素点发光柔和，解决了3D-LED显示系统中的莫尔条纹问题，提高立体显示性能。
【专利说明】-种可实现面发光的LED屏及其裸眼立体显示装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LED显示屏领域，特别是一种可实现面发光的LED屏及其裸眼立体显 示装置。
【背景技术】
[0002] 如图1为现有技术封装的一种LED显示屏结构，主要包括LED像素点（001)以及 相邻像素点之间的黑矩阵（002)组成。LED显示屏中的黑矩阵会使得显示屏的开口率小、发 光面为点光源发光，势必造成发光不柔和、显示图像比较刺眼等问题。同时，当LED显示屏 应用于裸眼3D-LED，由于存在的黑矩阵和产生立体分光的光栅阵列之间的周期性排布会造 成莫尔条纹，影响3D显示的立体效果，造成观看者的观看效果。
[0003] 现有技术提出了一种解决LED黑矩阵或者解决裸眼3D-LED显示中的莫尔条纹的 方法。专利CN 201310566242. 2提出了一种解决LED像素与像素之间不发光黑矩阵。通 过在LED显示屏表面覆盖透镜阵列I和透镜阵列II，利用透镜阵列I和透镜阵列II共同作 用对LED像素进行放大，消除像素与像素之间的不发光间隙。该方法对透镜阵列I和透镜 阵列II的焦距设计严格和准确，否则图像经透镜阵列I和透镜阵列II放大后容易出现相邻 像素之间的串扰；同时透镜阵列I和透镜阵列II加工精度和安装过程要精确，造成该装置 LED显示屏制作工艺复杂，成本高。CN200710048223. 5提供的无莫尔干扰条纹的裸眼立体 显示装置及方法，其方法之一是通过散射屏与光栅式3D裸眼立体显示器配合来消除莫尔 条纹，或也可通过在光栅表面镀一层增透膜的方法来消除莫尔条纹，这两种方法虽然能过 解决莫尔条纹，但是相邻像素之间会发生串扰，即由于散射屏或增透膜的作用，隔壁像素的 光会跑到本像素上而发生混光。对于2D显示而言带来的影响是画面变模糊，画质变差，对 于3D-LED而言则会观测不到立体效果。同时其说明书中也未提出解决相邻像素之间的串 扰问题及解决方法。
[0004] 综上，现有LED屏存在黑矩阵，又由于LED像素为点发光，所以发光比较刺眼。同 时，当应用于3D-LED立体显示系统中时，黑矩阵与光栅狭缝会产生莫尔条纹影响观看效 果。故而本发明主要解决的问题为将LED屏发光变均匀变柔和，并且解决黑矩阵，同时也解 决3D-LED中的莫尔条纹等问题，以及针对若干其他专利所提的解决方法带来的串扰问题 的一种改良和优化。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种可实现面发光的LED屏及其裸眼立体显示装置，以解 决将LED屏发光变均匀变柔和，并且解决黑矩阵，同时也解决3D-LED中的莫尔条纹等问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可实现面发光的LED屏，该LED屏包 括LED像素点阵列、各LED像素点之间的黑矩阵、设置于所述黑矩阵上方的障壁框框阵列以 及设置于所述障壁框框阵列上的用于将各LED像素点发出的点光源发散成面光源的均光 板；所述LED像素点与所述障壁框框一一对应，以保证相邻的LED像素点不发生串扰；所述 各障壁框框内壁均设置有反射膜，有利于传导照射到所述障壁框框内壁的光。
[0007] 在本发明实施例中，所述障壁框框阵列与所述均光板为一体化的均光阵列模块， 或将所述障壁框框阵列与所述均光板通过组装而成均光阵列模块。
[0008] 在本发明实施例中，所述障壁框框阵列为特定几何形状的一种或多种的组合框 体；所述特定几何形状包括正方形、梯形、圆弧形和圆锥形。
[0009] 在本发明实施例中，所述均光板设置于所述障壁框框阵列之上；或所述均光板内 嵌于所述障壁框框阵列内部，且所述均光板出射面与所述障壁框框阵列外框面平行。
[0010] 在本发明实施例中，所述均光板是一种将LED像素点发出的点光源发射成面光源 的平面面板；该均光板采用材料包括磨砂PC塑料、磨砂PMMA、磨砂PET、磨砂PVC、磨砂PP、 磨砂PS、磨砂环氧树脂、磨砂玻璃或液晶聚合物与光敏树脂的混合物。
[0011] 在本发明实施例中，所述障壁框框阵列与所述均光板之间设置有用于提高LED显 示屏对比度的不透光层阵列。
[0012] 在本发明实施例中，所述不透光层阵列设置于所述障壁框框阵列的上表面；或所 述不透光层阵列设置于所述均光板的表面，且与所述障壁框框阵列的上表面一一对应接 触；或所述不透光层阵列设置于所述均光板中，且所述不透光层阵列的下表面与所述障壁 框框阵列的上表面一一对应接触，所述不透光层阵列的上表面与所述均光板的上表面在一 条水平线上。
[0013] 在本发明实施例中，所述障壁框框阵列与所述均光板之间还设置有一层导光层。
[0014] 在本发明实施例中，所述障壁框框阵列的相邻障壁框框之间设有用于散热、冷却 的散热通道。
[0015] 本发明还提供一种包含所述一种面发光LED屏的裸眼立体显示，其特征在于：包 括一所述面发光的LED屏、一分光光栅和电路驱动组件。
[0016] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果： (1) 本发明利用障壁框框阵列对相邻的光源进行隔离，防止光线串扰；同时在障壁框 框 阵列内壁设置有反射膜，有利于传导照射到所述障壁框框内壁的光，减少光的损耗； (2) 本发明还利用设置于障壁框框阵列表面的均光板将LED点光源发散成面光源，减 小 或消除LED屏中的黑矩阵，使像素点更加柔和；又由于LED屏黑矩阵的消除或减小，也 解决了 3D-LED显示系统中的莫尔条纹问题，提高立体显示性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为传统LED屏结构示意图。
[0018] 图2为本发明第一实施例提供的一种可实现面发光的LED屏整体示意图。
[0019] 图3为本发明第一实施例提供的一种可实现面发光的LED屏部分结构图。
[0020] 图4为本发明第一实施例中的磨砂均光层示意图。
[0021] 图5为本发明第一实施例提供的一种可实现面发光LED屏的光路图。
[0022] 图6为本发明第二实施例提供的一种可实现面发光的LED屏的结构示意图。
[0023] 图7为本发明第三实施例提供的一种可实现面发光的LED屏的结构示意图。
[0024] 图8为本发明第四实施例提供的一种可实现面发光的LED屏的结构示意图。
[0025] 图9为本发明第五实施例提供的一种均光层结构。
[0026] 图10为本发明第六实施例提供的一种可实现面发光的LED屏的结构示意图。
[0027] 图11为本发明提供的一种基于狭缝光栅的无莫尔条纹3D-LED显示系统结构图。
[0028] 图12为本发明提供的一种基于柱透镜光栅的无莫尔条纹3D-LED显示系统结构 图。
[0029] 图中，001、011、021、031、041、061 为 LED 像素点， 002、012、022、032、042、062 为黑矩阵， 013、 023、033、043、063 为障壁框框， 014、 024、034、044、054、064 为均光板， 015、 025、035、045、065 为反射膜， 0341为均光层，0342为不透光层，0442为光敏树脂，0443为液晶聚合物，0541为导光板 网点，066为散热通道， 071、081为电路驱动组件，072、082为LED显示屏，073为狭缝光栅，083为柱透镜光栅。
【具体实施方式】
[0030] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相 关附图，对本发明作进一步详细说明。在图中，为了清楚，放大了层和区域的厚度，但作为示 意图不应该被认为严格反映了几何尺寸的比例关系。在此，参考图是本发明的理想化实施 例的示意图，本发明所示的实施例不应该被认为仅限于图中所示的区域的特定形状，而是 包括所得到的形状，比如制造引起的偏差。在本实施例中均以矩形表示，图中的表示是示意 性的，但这不应该被认为限制本发明的范围。
[0031] 下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0032] 本发明提供一种可实现面发光的LED屏，该LED屏包括LED像素点阵列、各LED像 素点之间的黑矩阵、设置于所述黑矩阵上方的障壁框框阵列以及设置于所述障壁框框阵列 上的用于将各LED像素点发出的点光源发散成面光源的均光板；所述LED像素点与所述障 壁框框一一对应，以保证相邻的LED像素点不发生串扰；所述各障壁框框内壁均设置有反 射膜，以利于传导照射到所述障壁框框内壁的光。
[0033] 第一实施例 如图2为本发明第一实施例提供的一种可实现面发光的LED屏，该LED屏包含LED像 素点阵列（该LED像素点阵列由LED像素点（011)组成)，LED像素点（011)之间的黑矩阵 (012)，设置于黑矩阵（012)上的障壁框框（013)(所述障壁框框（013)组成障壁框框阵列)， 设置于障壁框框（013)上的均光板（014)。如图2所示，为使相邻LED像素点（011)不发生 串扰，一个LED像素点（011)对应一个障壁框框（013)。
[0034] 如图3所示，在具体实施过程中，本发明第一实施例优选LED像素点之间的黑矩阵 之间的宽度为1毫米，LED像素点为2毫米；所述障壁框框（013)的材质优选亚克力板。每 个障壁框框（013)内壁设置有反射膜（015)，目的在于将照射在障壁上的光也传导到外边， 减少光损耗。
[0035] 所述障壁框框阵列与所述均光板可为一体化的均光阵列模块，也可将所述障壁框 框阵列与所述均光板通过组装而成均光阵列模块；所述障壁框框为特定几何形状的一种或 多种的组合框体；所述特定几何形状包括正方形、梯形、圆弧形和圆锥形。所述均光板可设 置于所述障壁框框之上；也可内嵌于所述障壁框框内部，且所述均光板出射面与所述障壁 框框阵列外框面平行；设置于壁障框框阵列之外的均光板包括磨砂PC塑料、磨砂PMMA、磨 砂PET、磨砂PVC、磨砂PP、磨砂PS、磨砂环氧树脂、磨砂玻璃或液晶聚合物与光敏树脂的混 合物。
[0036] 在具体实施过程中，本发明第一实施例优选厚度为0. 25毫米矩形状的障壁框框 (013)与磨砂PC塑料的均光板（014)二者采用UV胶进行连接，自组装成一个均光阵列模 块，如图4所示。
[0037] 如下对本发明第一优选实施例提供的一种可实现面发光的LED屏的发光原理的 进行进一步说明。如图5所示，LED像素点（011)发出的光以及由经障壁框框（013)上的反 射膜（015)反射的光出射到磨砂PC塑料的均光板（014)上发生漫反射，LED点光源变成了 面光源。一方面本身障壁框框（013)宽度比原有黑矩阵（012)要小，减小了黑矩阵大小。在 另一方面，磨砂PC塑料的均光板（014)发生漫发射也会有一定的扩散，而使壁障框框带来 的黑矩阵得到消除。本发明第一优选实施例提供的这种方法的显著优点在于，相比于原有 的LED点光源发光，点光源变成面光源发光，发光面积增大，光源更为柔和；同时消除了 LED 屏黑矩阵问题，也就消除了 3D-LED立体显示系统的莫尔条纹问题。
[0038] 第二实施例 如图6为本发明第二实施例提供的一种可实现面发光的LED屏，所述LED屏包含LED像 素点阵列，LED像素点（021)之间的黑矩阵（022)，设置于黑矩阵（022)上的障壁框框（023) (所述障壁框框（023)组成障壁框框阵列)，设置于障壁框框阵列上的均光板（024)。如图6 所示，为使相邻LED像素点不发生串扰，一个LED像素点（021)对应一个障壁框框（023)。
[0039] 在具体实施过程中，本发明第二实施例优选LED像素点之间的黑矩之间宽度为1 毫米，像素点为2毫米；所述障壁框框的材质优选不透光的PVC塑料制成。每个障壁框框 (024)内壁设置有反射膜（025)，目的在于将照射在壁障上的光也传导到外边，减少光损耗。
[0040] 所述障壁框框阵列与所述均光板可为一体化的均光阵列模块，也可将所述障壁框 框阵列与所述均光板通过组装而成均光阵列模块；所述障壁框框为特定几何形状的一种或 多种的组合框体；所述特定几何形状包括正方形、梯形、圆弧形和圆锥形。所述均光板可设 置于所述障壁框框之上；也可内嵌于所述障壁框框内部，且所述均光板出射面与所述障壁 框框阵列外框面平行；设置于壁障框框阵列之外的均光板包括磨砂PC塑料、磨砂PMMA、磨 砂PET、磨砂PVC、磨砂PP、磨砂PS、磨砂环氧树脂、磨砂玻璃或液晶聚合物与光敏树脂的混 合物。所述障壁框框阵列与所述均光板之间可设置用于提高LED显示屏对比度的不透光层 阵列；所述不透光层阵列设置于障壁框框阵列的上表面；或设置于均光板的表面，且与所 述障壁框框阵列的上表面一一对应接触；或设置于所述均光板中，且所述不透光层阵列的 下表面与所述障壁框框阵列的上表面一一对应接触，所述不透光层阵列的上表面与所述均 光板的上表面在一条水平线上。
[0041] 在具体实施过程中，本发明第二实施例优选均光板（024)内嵌于厚度为0. 25毫米 矩形状的障壁框框（023)内，使得LED像素点（021)与均光板阵列的均光板（024) -一对 应，且均光板（024)上表面与障壁框框表面的不透光阵列的不透光层在同一水平线上，自组 装成一个均光阵列模块，如图6所75。
[0042] 第三实施例 如图7为本发明第三实施例提供的一种可实现面发光的LED屏，所述LED屏包含LED像 素点，LED像素点（031)之间的黑矩阵（032)，设置于黑矩阵（032)上的障壁框框（033)(所 述障壁框框（033)组成障壁框框阵列)，设置于障壁框框阵列上的均光板（034)。如图7所 示，为使相邻LED像素点不发生串扰，一个LED像素点（031)对应一个障壁框框（033)。
[0043] 在具体实施过程中，本发明第三实施例优选LED像素点之间的黑矩之间宽度为 1毫米，像素点为2毫米；所述障壁框框的材质优选透光的PVC塑料制成。每个障壁框框 (034)内壁设置有反射膜（035)，目的在于将照射在壁障上的光也传导到外边，减少光损耗。 [0044] 所述障壁框框阵列与所述均光板可为一体化的均光阵列模块，也可将所述障壁框 框阵列与所述均光板通过组装而成均光阵列模块；所述障壁框框为特定几何形状的一种或 多种的组合框体；所述特定几何形状包括正方形、梯形、圆弧形和圆锥形。所述均光板可设 置于所述障壁框框之上；也可内嵌于所述障壁框框内部，且所述均光板出射面与所述障壁 框框阵列外框面平行；设置于壁障框框阵列之外的均光板包括磨砂PC塑料、磨砂PMMA、磨 砂PET、磨砂PVC、磨砂PP、磨砂PS、磨砂环氧树脂、磨砂玻璃或液晶聚合物与光敏树脂的混 合物。所述障壁框框阵列与所述均光板之间可设置用于提高LED显示屏对比度的不透光层 阵列；所述不透光层阵列设置于障壁框框阵列的上表面；或设置于均光板的表面，且与所 述障壁框框阵列的上表面一一对应接触；或设置于所述均光板中，且所述不透光层阵列的 下表面与所述障壁框框阵列的上表面一一对应接触，所述不透光层阵列的上表面与所述均 光板的上表面在一条水平线上。
[0045] 如图7所示，具体实施过程中，本发明第三实施例优选厚度为0. 25毫米矩形状障 壁框框阵列与所述均光板（034)-体化成型，组装成均光阵列模块。且所述不透光阵列（由 不透光层（0342)组成）优选设置于所述均光板（034)中，不透光阵列的下表面与所述障壁 框框阵列的上表面一一对应接触，所述不透光阵列的不透光层（0342)上表面与所述均光层 (0341)的上表面在一条水平线上。
[0046] 第四实施例 如图8本发明第四实施例提供的一种可实现面发光的LED屏，所述LED屏包含LED像 素点阵列，LED像素点（041)之间的黑矩阵（042)，设置于黑矩阵（042)上的障壁框框阵列 (由障壁框框（043)组成)，设置于障壁框框阵列上的均光板（044)。为使相邻LED像素点不 发生串扰，一个LED像素点（041)对应一个障壁框框（043)。
[0047] 在具体实施过程中，本发明第四实施例优选LED像素点之间的黑矩之间宽度为 1毫米，像素点为2毫米；所述障壁框框的材质优选透光的PVC塑料制成。每个障壁框框 (043)内壁设置有反射膜（045)，目的在于将照射在壁障上的光也传导到外边，减少光损耗。 [0048] 所述障壁框框阵列与所述均光板可为一体化的均光阵列模块，也可将所述障壁框 框阵列与所述均光板通过组装而成均光阵列模块；所述障壁框框为特定几何形状的一种或 多种的组合框体；所述特定几何形状包括正方形、梯形、圆弧形和圆锥形。所述均光板可设 置于所述障壁框框之上；也可内嵌于所述障壁框框内部，且所述均光板出射面与所述障壁 框框阵列外框面平行；设置于壁障框框阵列之外的均光板包括磨砂PC塑料、磨砂PMMA、磨 砂PET、磨砂PVC、磨砂PP、磨砂PS、磨砂环氧树脂、磨砂玻璃或液晶聚合物与光敏树脂的混 合物。所述障壁框框阵列与所述均光板之间可设置用于提高LED显示屏对比度的不透光层 阵列；所述不透光层阵列设置于障壁框框阵列的上表面；或设置于均光板的表面，且与所 述障壁框框阵列的上表面一一对应接触；或设置于所述均光板中，且所述不透光层阵列的 下表面与所述障壁框框阵列的上表面一一对应接触，所述不透光层阵列的上表面与所述均 光板的上表面在一条水平线上。
[0049] 具体实施过程中，本发明第四实施例优选厚度为0. 25毫米矩形状障壁框框阵列 与所述均光板（044)采用UV胶固化，组装成均光阵列模块。且所述均光板是采用液晶聚合 物（0443 )与光敏树脂（0442 )进行混合，并在紫外线照射下形成均光板（044 )，如图8所示。 在其它结构与第一实施例相同的情况下，替换均光板。由于液晶聚合物具有散射的光学特 性，所以LED点像素为被其扩大化，而遮蔽其背面的黑矩阵，从何解决黑矩阵问题。
[0050] 第五实施例 本发明提供第五实施例是基于上述任何一个实施之上提供一种可实现面发光的LED 屏。在保持其他参数结构不变，在障壁框框阵列与均光板之间设置一层导光板（054)，如图 9所示。在本实施例中导光板网点（0541)大小为200微米，在P3规格的LED屏中，每个障 壁框框中包含100个导光板网点。
[0051] 第六实施例 本发明提供第六实施例是基于上述任何一个实施之上提供一种可实现面发光的LED 屏。其结构如图10所示，所述LED屏包含LED像素点阵列，LED像素点（061)之间的黑矩阵 (062) ，设置于黑矩阵（062)上的障壁框框阵列（由障壁框框（063)组成)，设置于障壁框框阵 列上的均光板（064)。为使相邻LED像素点不发生串扰，一个LED像素点（061)对应一个障 壁框框（063)。
[0052] 与上述实施例不同在于，在本实施例中障壁框框（063)包含上下两部分，其中靠 近均光板（064)的下部分为正方形框体，靠近PCB的上部分为梯形框体。相邻的障壁框框 (063) 间包含散热通道（066)，作用在于散热、冷却。障壁框框（063)内壁上贴布有与之相对 应反射膜（065 )，也包括上下部分。
[0053] 根据本实施例，障壁框框（063)的结构仍然可以变形，包括正方体、梯形体、圆弧形 体、圆锥形体或者其它结构及它们的组合。可实现面发光的LED屏则由这些LED像素点阵 列排布而成。
[0054] 至此本发明提供关于可实现面发光的LED屏实施例介绍完毕。
[0055] 利用上述实施例1飞所提供的可实现面发光的LED屏，本发明还提供一种基于上 述任意一种可实现面发光的LED屏的无莫尔条纹的3D-LED立体显示器，包含 ： 一可实现面发光的LED屏； 一分光光栅； 以及其它电路驱动。
[0056] 如图11是本发明第提供的一种无莫尔条纹的3D-LED显示器，包含： 一可实现面发光的LED显示屏（072)， 一狭缝光栅（073)， 以及电路驱动组件（071); 如图11为本发明提供的一种无莫尔条纹的3D-LED显示器，由三角形相似关系，可得
【权利要求】
1. 一种可实现面发光的LED屏，其特征在于：该LED屏包括LED像素点阵列、各LED像 素点之间的黑矩阵、设置于所述黑矩阵上方的障壁框框阵列以及设置于所述障壁框框阵列 上的用于将各LED像素点发出的点光源发散成面光源的均光板；所述LED像素点与所述障 壁框框一一对应，以保证相邻的LED像素点不发生串扰；所述各障壁框框内壁均设置有反 射膜，有利于传导照射到所述障壁框框内壁的光。
2. 根据权利要求1所述的一种可实现面发光的LED屏，其特征在于：所述障壁框框阵 列与所述均光板为一体化的均光阵列模块，或将所述障壁框框阵列与所述均光板通过组装 而成均光阵列模块。
3. 根据权利要求1所述的一种可实现面发光的LED屏，其特征在于：所述障壁框框阵 列为特定几何形状的一种或多种的组合框体；所述特定几何形状包括正方形、梯形、圆弧形 和圆锥形。
4. 根据权利要求1所述的一种可实现面发光的LED屏，其特征在于：所述均光板设置 于所述障壁框框阵列之上；或所述均光板内嵌于所述障壁框框阵列内部，且所述均光板出 射面与所述障壁框框阵列外框面平行。
5. 根据权利要求1所述的一种可实现面发光的LED屏，其特征在于：所述均光板是一 种将LED像素点发出的点光源发射成面光源的平面面板；该均光板采用材料包括磨砂PC塑 料、磨砂PMMA、磨砂PET、磨砂PVC、磨砂PP、磨砂PS、磨砂环氧树脂、磨砂玻璃或液晶聚合物 与光敏树脂的混合物。
6. 根据权利要求1所述的一种可实现面发光的LED屏，其特征在于：所述障壁框框阵 列与所述均光板之间设置有用于提高LED显示屏对比度的不透光层阵列。
7. 根据权利要求6所述的一种可实现面发光的LED屏，其特征在于：所述不透光层阵 列设置于所述障壁框框阵列的上表面；或所述不透光层阵列设置于所述均光板的表面，且 与所述障壁框框阵列的上表面一一对应接触；或所述不透光层阵列设置于所述均光板中， 且所述不透光层阵列的下表面与所述障壁框框阵列的上表面一一对应接触，所述不透光层 阵列的上表面与所述均光板的上表面在一条水平线上。
8. 根据权利要求1所述一种可实现面发光的LED屏，其特征在于：所述障壁框框阵列 与所述均光板之间还设置有一层导光层。
9. 根据权利要求1所述一种可实现面发光的LED屏，其特征在于：所述障壁框框阵列 的相邻障壁框框之间设有用于散热、冷却的散热通道。
10. -种包含如权利要求1-9任一项所述的LED屏的裸眼立体显示装置，其特征在于： 包括一所述面发光的LED屏、一分光光栅和电路驱动组件。
【文档编号】G02B27/22GK104049374SQ201410322085
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月5日 优先权日:2014年7月5日
【发明者】张永爱, 郭太良, 周雄图, 叶芸, 林锑杭, 林婷 申请人:福州大学