LED封裝結構、顯示裝置和色彩顯示方法與流程

2024-04-01 14:31:05

本發明實施例涉及顯示技術，尤其涉及一種LED封裝結構、顯示裝置和色彩顯示方法。

背景技術：

目前顯示行業內實現彩色顯示採用的是紅綠藍三基色混色的方式，根據混色原理，三基色的色坐標點所圍成的三角形的面積，即為可實現的顏色範圍，稱之為顯示設備的色域。顯示器用於顯示的常見器件為LED，對於所有的LED器件，其發光顏色或波長均由發光材料決定，一旦LED器件製備完成，其發光波長是固定的。

因此，由於LED器件的發光波長固定，因此顯示設備利用三基色混色可實現的色域極限如圖1所示。該色域極限是紅綠藍三色均落在馬蹄圖的光譜線上後所圍成的最大的三角形的面積。然而，人眼所能感受到的色彩是整個馬蹄圖，三角形外的範圍顯示設備無法顯示。

因此，如何提高顯示設備的色域顯示範圍是目前技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種LED封裝結構、顯示裝置和色彩顯示方法，用以解決現有技術中色域顯示範圍較窄，無法滿足用戶的顯示要求的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供一種發光二極體LED封裝結構，包括：發光波長可調的石墨烯LED晶片、用於發射基色光且發光顏色不同的第一LED晶片和第二LED晶片、設置有光杯的LED封裝支架；

其中，所述石墨烯LED晶片、所述第一LED晶片和所述第二LED晶片封裝在所述光杯中，所述石墨烯LED晶片的多個可調波長點分別與所述第一LED晶片的第一波長點和所述第二LED晶片的第二波長點共同構成色域顯示範圍。

在一種可能的設計中，所述第一LED晶片為發射紅光的紅光晶片，所述第二LED晶片為發射藍光的藍光晶片。

在另一種可能的設計中，所述第一LED晶片為發射紅光的紅光晶片，所述第二LED晶片為發射綠光的綠光晶片。

在又一種可能的設計中，所述第一LED晶片為發射藍光的藍光晶片，所述第二LED晶片為發射綠光的綠光晶片。

可選的，所述LED封裝支架包括三個光杯；

所述石墨烯LED晶片、所述第一LED晶片、所述第二LED晶片分別對應一個光杯。

可選的，所述LED封裝支架包括一個光杯；

所述石墨烯LED晶片、所述第一LED晶片和所述第二LED晶片共同封裝在所述光杯中。

第二方面，本發明實施例提供一種顯示裝置，包括：外殼和顯示面板，所述顯示面板包括多個如上述各實施方式所述的LED封裝結構，所述多個LED封裝結構呈陣列式排布；

其中，所述顯示面板設置在所述外殼中，所述LED封裝結構設置在所述顯示裝置的印製電路板PCB上。

第三方面，本發明實施例提供一種採用LED封裝結構的顯示裝置的色彩顯示方法，所述LED封裝結構包括如上述各實施方式所述的結構，所述方法包括：

確定石墨烯LED晶片的多個可調波長點分別與所述第一LED晶片的第一波長點和所述第二LED晶片的第二波長點構成的多個區域；

若所述多個區域間存在重疊區域，則所述重疊區域的顏色採用流明數最高的波長點與第一LED晶片的第一波長點、第二LED晶片的第二波長點進行混合顯示。

本發明實施例提供的LED封裝結構、顯示裝置和色彩顯示方法，通過將發光波長可調的石墨烯LED晶片、用於發射基色光且發光顏色不同的第一LED晶片和第二LED晶片封裝在LED封裝支架的光杯中，從而通過調節石墨烯LED晶片的柵極電壓得到多個可調波長點，進而使得這多個可調波長點可以與第一LED晶片的第一波長點和第二LED晶片的第二波長點構成多個三角形，並確保這多個三角形所佔的面積即色域顯示範圍大於現有技術中顯示設備的色域顯示範圍，即本發明實施例提供的LED封裝結構，能夠大大提高顯示設備的色域顯示範圍。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的現有技術中色域極限示意圖；

圖2為本發明提供的LED封裝結構實施例一的結構示意圖；

圖3為本發明提供的色彩顯示原理示意圖；

圖4為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例二的結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例三的結構示意圖；

圖6為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例四的結構示意圖；

圖7為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例五的結構示意圖；

圖8為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例六的結構示意圖；

圖9為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例七的結構示意圖；

圖10為本發明實施例提供的顯示裝置的結構示意圖；

圖11為本發明實施例提供的採用LED封裝結構的顯示裝置的色彩顯示方法的流程示意圖；

圖12為本發明實施例提供的人眼視覺函數示意圖。

附圖標記：

100：LED封裝結構；

10：石墨烯LED晶片；

11：第一LED晶片；

12：第二LED晶片；

13：LED封裝支架；

14：光杯；

101：紅光晶片；

102：藍光晶片；

103：綠光晶片；

200：顯示裝置；

20：外殼；

21：顯示面板；

22：PCB。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明實施例涉及的LED封裝結構，可以適用於任一的具有顯示裝置的終端設備中，例如可以適用於液晶電視、手機、平板電腦、PDA(Personal Digital Assistant，個人數字助理)、POS(Point of Sales，銷售終端)、車載電腦等具有顯示屏的設備，本發明實施例對所適用於的終端設備的形式並不做限制。

應當理解，儘管在本發明實施例中可能採用術語第一、第二、第三等來描述XXX，但這些XXX不應限於這些術語。這些術語僅用來將XXX彼此區分開。例如，在不脫離本發明實施例範圍的情況下，第一XXX也可以被稱為第二XXX，類似地，第二XXX也可以被稱為第一XXX。

現有的顯示設備在進行色彩顯示時，採用的是三基色混色的原理，其利用三基色混色可實現的色域極限如圖1所示。該色域極限是紅綠藍三色均落在馬蹄圖的光譜線上後所圍成的最大的三角形的面積。然而，人眼所能感受到的色彩是整個馬蹄圖，三角形外的範圍顯示設備無法顯示。因此，現有技術的色域顯示範圍較窄，無法滿足用戶的顯示要求。

本發明實施例所提供的LED封裝結構、顯示裝置以及顯示方法，旨在解決現有技術的如上技術問題，從而達到提高顯示裝置的色域顯示範圍的目的。

下面以具體地實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。下面這幾個具體的實施例可以相互結合，對於相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。

圖2為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例一的結構示意圖。如圖2所示，該LED封裝結構100包括：發光波長可調的石墨烯LED晶片10、用於發射基色光且發光顏色不同的第一LED晶片11和第二LED晶片12、設置有光杯14的LED封裝支架13；

其中，所述石墨烯LED晶片10、所述第一LED晶片11和所述第二LED晶片12封裝在所述光杯14中，所述石墨烯LED晶片10的多個可調波長點分別與所述第一LED晶片11的第一波長點和所述第二LED晶片12的第二波長點共同構成色域顯示範圍。

具體的，在介紹本發明實施例的具體方案之前，這裡先對本發明實施例所採用的石墨烯LED晶片10的特性做一介紹：

石墨烯LED晶片10主要採用的是半還原狀態的氧化石墨烯(Semi-reduced Graphene Oxide，簡稱srGO)材料，該srGO材料可以通過雷射直寫技術從氧化石墨烯和還原石墨烯的界面處獲得，該材料兼備石墨烯的高導電性和氧化石墨烯的寬帶隙特徵，通過構建晶片的面內柵極結構，對石墨烯LED晶片10的柵極施加電壓可以調整srGO材料的費米能級，從而實時調控石墨烯LED晶片10的發光波長。也就是說，本發明實施例所採用的石墨烯LED晶片10，其通過調節施加在柵極的電壓可以實時調控石墨烯LED發光的中心波長，通過施加不同的柵極電壓，該石墨烯LED晶片10的發光波長可以在450nm～750nm範圍內連續可調，基本覆蓋整個可見光範圍，因而該石墨烯LED晶片10具有多個波長點。

本發明實施例提供的LED封裝結構100，其將上述石墨烯LED晶片10、用於發射基色光且發光顏色不同的第一LED晶片11和第二LED晶片12一起封裝在封裝支架的光杯14中，該第一LED晶片11具有固定的第一波長點，即第一LED晶片11的波長固定，該第二LED晶片12也具有固定的第二波長點，該LED封裝支架13採用高反射、抗光照老化及可塑性強的材料組成，如EMC材質，其作用是可以為將上述各個LED晶片及其他組件封裝保護起來，該封裝支架上的光杯14可以提高正向出光的效率。可選的，該LED封裝支架13上的光杯14可以是一個，還可以是多個，本發明實施例對光杯14的個數不做限定，上述圖2所示的光杯14是以兩個為例，本發明並不以此為限。可選的，上述石墨烯LED晶片10、第一LED晶片11和第二LED晶片12的驅動分別獨立控制。

由於上述石墨烯LED晶片10具有多個可調波長點、且上述第一LED晶片11和第二LED晶片12分別具有各自固定的第一波長點和第二波長點，故，上述石墨烯LED晶片10的每一個波長點可以分別與第一波長點和第二波長點構成一顯示區域，該顯示區域的結構為三角形。這樣，石墨烯LED晶片10的多個可調波長點就和上述第一波長點和第二波長點構成多個三角形，這多個三角形在馬蹄圖上所佔的面積大於圖1中最大三角形所佔的面積，具體理由如下：

現有技術中，顯示設備能夠顯示的色域範圍為圖1中的最大三角形在馬蹄圖上所佔的面積，其中，圖1中的最大三角形是通過紅綠藍三色混色而成，該最大三角形的三個頂點分別為紅光點、藍光點和綠光點；本申請中的LED封裝結構100，包括了兩個波長固定的第一LED晶片11和第二LED晶片12以及波長可調的石墨烯LED晶片10，在馬蹄圖中第一LED晶片11和第二LED晶片12可以對應三角形的兩個頂點(這兩個頂點可以對應圖1最大三角形的任意兩個頂點)，這樣只需要調節石墨烯LED晶片10多個波長點就可以圍成多個面積大小不等的三角形，並且在調節石墨烯LED晶片10的波長點時，確保其所圍成的多個三角形在馬蹄圖上所佔的面積大於圖1中最大三角形所佔的面積即可。

例如，參見圖3所示的色彩顯示原理示意圖，圖3中，其中假設1為第一波長點，5為第二波長點；2、3、4為設置的發光波長可調的石墨烯LED晶片10的幾個波長點，現以石墨烯LED晶片10設置三個波長點為例進行說明，由2,3,4三個點分別與1和5兩個點圍成三角形，那麼圖3中共圍成三個三角形，三個三角形所覆蓋的面積即為採用本發明實施例中顯示設備所能實現的色域顯示範圍。對照圖3和圖1，實際上1、4和5所圍成的三角形的面積已經等於圖1中最大三角形的面積，但是對於1、3、5和1、2、5所圍成三角形與1、4和5所圍成的三角形分別存在未重疊區域，那麼，該顯示設備的所實現的色域顯示範圍為1、4和5所圍成的三角形的面積、上述兩個未重疊區域的面積之和。因而，本發明實施例顯示設備的色域顯示範圍大於現有技術中的色域顯示範圍。

本發明實施例提供的LED封裝結構，通過將發光波長可調的石墨烯LED晶片、用於發射基色光且發光顏色不同的第一LED晶片和第二LED晶片封裝在LED封裝支架的光杯中，從而通過調節石墨烯LED晶片的柵極電壓得到多個可調波長點，進而使得這多個可調波長點可以與第一LED晶片的第一波長點和第二LED晶片的第二波長點構成多個三角形，並確保這多個三角形所佔的面積即色域顯示範圍大於現有技術中顯示設備的色域顯示範圍，即本發明實施例提供的LED封裝結構，能夠大大提高顯示設備的色域顯示範圍。

圖4為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例二的結構示意圖，圖5為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例三的結構示意圖，圖6為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例四的結構示意圖。在圖4至圖6所示的實施例中，上述LED封裝結構100所涉及的LED封裝支架13可以包括三個光杯14；所述石墨烯LED晶片10、所述第一LED晶片11、所述第二LED晶片12分別對應一個光杯14。

可選的，上述第一LED晶片11可以為發射紅光的紅光晶片101，第二LED晶片12可以為發射藍光的藍光晶片102，參見圖4所示；可選的，上述第一LED晶片11可以為發射紅光的紅光晶片101，第二LED晶片12可以為發射綠光的綠光晶片103，參見圖5所示；可選的，上述第一LED晶片11可以為發射藍光的藍光晶片102，第二LED晶片12可以為發射綠光的綠光晶片103，參見圖6所示。需要說明的是，在圖4至圖6任一幅附圖中，上述石墨烯LED晶片10、第一LED晶片11和第二LED晶片12在封裝支架的位置可以任意調換，例如，可以將圖4中第一LED晶片11放置在左邊的第一個光杯14中，將石墨烯LED晶片10放置在中間位置的光杯14中，當然還可以是其他的調換方式，只要一個光杯14中封裝一個晶片即可。

上述圖4至圖6實施例所提供的LED封裝結構，通過光杯和LED晶片的一一對應關係，大大提高了各個LED晶片的出光效率。

圖7為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例五的結構示意圖，圖8為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例六的結構示意圖，圖9為本發明實施例提供的LED封裝結構實施例七的結構示意圖。在圖7至圖9所示的實施例中，上述LED封裝結構100所涉及的LED封裝支架13可以包括一個光杯14；上述石墨烯LED晶片10、所述第一LED晶片11和所述第二LED晶片12共同封裝在該光杯14中。

可選的，上述第一LED晶片11可以為發射紅光的紅光晶片101，第二LED晶片12可以為發射藍光的藍光晶片102，參見圖7所示；可選的，上述第一LED晶片11可以為發射紅光的紅光晶片101，第二LED晶片12可以為發射綠光的綠光晶片103，參見圖8所示；可選的，上述第一LED晶片11可以為發射藍光的藍光晶片102，第二LED晶片12可以為發射綠光的綠光晶片103，參見圖9所示。需要說明的是，在圖7至圖9任一幅附圖中，上述石墨烯LED晶片10、第一LED晶片11和第二LED晶片12在光杯14中的位置可以任意調換，例如，可以將圖4中第一LED晶片11放置在光杯14的最左邊，將石墨烯LED晶片10放置在光杯14的中間，當然還可以是其他的調換方式，只要一個光杯14中封裝上述三個晶片即可。

上述圖7至圖9實施例所提供的LED封裝結構，通過石墨烯LED晶片、第一LED晶片和第二LED晶片共用一個光杯，大大提高了LED封裝結構的封裝效率，且降低了封裝複雜度和封裝成本。

圖10為本發明實施例提供的顯示裝置的結構示意圖。如圖10所示，該顯示裝置200可以包括外殼20和顯示面板21，該顯示面板21包括多個上述實施例中所涉及的LED封裝結構100，這多個LED封裝結構100呈陣列式排布，共同封裝成該顯示面板21，另外，該顯示面板21設置在所述外殼20中，上述LED封裝結構100設置在顯示裝置200的印製電路板PCB22上。

該顯示裝置200中，由於採用了包含發光波長可調的石墨烯LED晶片、以及用於發射基色光且發光顏色不同的第一LED晶片和第二LED晶片，因此可以通過調節石墨烯LED晶片的柵極電壓得到多個可調波長點，進而使得這多個可調波長點可以與第一LED晶片的第一波長點和第二LED晶片的第二波長點構成多個三角形，並確保這多個三角形所佔的面積即色域顯示範圍大於現有技術中顯示設備的色域顯示範圍，即本發明實施例提供的顯示裝置大大提高了所能顯示的色域範圍。

圖11為本發明實施例提供的採用LED封裝結構的顯示裝置的色彩顯示方法的流程示意圖。本實施例中的顯示裝置可以為上述圖10所示的顯示裝置，該顯示裝置中採用了上述圖2至圖9任一實施例所示的LED封裝結構。如圖11所示，該方法包括：

S101：確定石墨烯LED晶片的多個可調波長點分別與所述第一LED晶片的第一波長點和所述第二LED晶片的第二波長點構成的多個區域。

S102：若所述多個區域間存在重疊區域，則所述重疊區域的顏色採用流明數最高的波長點與第一LED晶片的第一波長點、第二LED晶片的第二波長點進行混合顯示。

具體的，基於上述圖2至圖9任一實施例所涉及的LED封裝結構，該LED封裝結構中所採用的發光波長可調的石墨烯LED晶片具有多個波長點，這多個波長點可以與該LED封裝結構中的第一LED晶片的第一波長點、第二LED晶片的第二波長點構成多個區域。當這多個區域存在重疊區域時，根據人眼的視覺函數，如圖12所示，波長越靠近555nm，單位功率所能產生的流明數越高，因而重疊區域的顏色，優先選擇由波長靠近555nm的點與第一波長點和第二波長點進行混合顯示，即流明數最高的波長點與第一波長點、第二波長點進行混合顯示。

為了更好的說明本發明實施例的顯示方法，這裡舉一個簡單的例子來進行說明：

參見上述圖3所示的色彩顯示原理示意圖，圖3中①區域的顏色可以由2點和1、5點混合而成，也可以由3點和1、5點混合而成，也可以由4點和1、5點混合而成，由於4點的波長更靠近555nm，在LED晶片量子效率相同的情況下，採用同樣功率驅動，4點產生的流明數更高，因而①區域的顏色優先採用4點和1、5點混合而成。同理，②區域的顏色由3點和1、5點混合而成，也可以由4點和1、5點混合而成，②區域的顏色優先採用4點和1、5點混合而成；③區域與其他兩個三角形沒有重疊區域，③區域的顏色只能由4點和1、5點混合而成；同樣的，④區域與其他兩個三角形也沒有重疊區域，因此④區域的顏色只能由3點和1、5點混合而成；⑤區域的顏色可以由2點和1、5點混合而成，也可以由3點和1、5點混合而成，按照選擇流明數最高的波長點的原理，⑤區域的顏色優先由3點和1、5點混合而成；⑥區域與其他兩個三角形也沒有重疊區域，因此，⑥區域的顏色只能由2點和1、5點混合而成。

本發明實施例提供的採用LED封裝結構的顯示裝置的色彩顯示方法，通過確定石墨烯LED晶片的多個可調波長點分別與所述第一LED晶片的第一波長點和所述第二LED晶片的第二波長點構成的多個區域，當這多個區域間存在重疊區域，則該重疊區域的顏色採用流明數最高的波長點與第一LED晶片的第一波長點、第二LED晶片的第二波長點進行混合顯示，從而大大提高了顯示效率，優化了顯示效果，並且該方法中的顯示裝置採用了上述LED封裝結構，因此其大大調高了所顯示的色域範圍。

本領域普通技術人員可以理解：實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成。前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執行時，執行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。