CN102537743B - 一种led灯、模块与显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED灯、模块和显示方法，其包括二个红光LED芯片、一个蓝光LED芯片、一个绿光LED芯片；4个LED芯片排列为2×2的矩阵，并且，二个红光LED芯片分布在同一条对角上；4个LED芯片采用表面贴装方式集成设置为一个LED光源。通过对四个LED发光芯片的整体封装，可以制备出小间距的表面贴装LED虚拟像素显示屏，在同等点阵数量的条件下，其分辨率相当于N×M的LED实像素显示屏的(2N-1)×(2M-1)倍。因此，大大降低了小间距LED显示屏的产品生产限制条件，即提升了LED显示屏的产品生产中，缩小间距可行性；还极大地提升了小间距LED显示屏的显示效果。

Description

一种LED灯、模块与显示方法

技术领域

本发明涉及一种集成封装的LED灯，尤其涉及的是，一种由四灯组成的表面贴装方式集成封装的LED灯、其所组成的LED模块、以及采用上述LED模块的LED显示方法。

背景技术

现有的SMT(SurfaceMountTechnology，表面贴装技术)方式所生产的SMD(SurfaceMountedDevices，表面贴装器件)LED灯，通常只是红光、蓝光、绿光各1个LED芯片封装在一起。也就是三合一表贴灯，由红光、蓝光、绿光各1个LED芯片封装在一起形成一个表贴灯，根据其尺寸的不同以及发光亮度的不同，而形成如3528表贴灯、5050表贴灯等等，但是其内部的芯片组合形式是固定一致的。

这样在LED的实像素显示中是可行的，但是，不适用于LED的虚拟像素显示。

现有的虚拟像素显示的LED显示屏的LED灯，一般采用四个单灯按规则排列成一个虚拟像素，实现虚拟显示。但是由单灯排列组成的虚拟像素一般尺寸较大，不能应用于小间距的LED显示屏中，间距相差3-10倍，例如，一个小间距的LED显示屏需要间距为2-3毫米甚至更低，例如1-1.5毫米，而现有的虚拟像素显示的LED显示屏的LED灯，间距达到5-10毫米或者更高。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是集成贴片LED灯不能应用于虚拟显示的LED显示屏，现有的技术制作小间距的虚拟显示屏存在限制和困难。

本发明的技术方案如下：一种LED灯，其包括二个第一色LED芯片、一个第二色LED芯片、一个第三色LED芯片；4个LED芯片排列为2×2的矩阵，并且，二个第一色LED芯片分布在同一条对角线上；4个LED芯片采用表面贴装方式集成设置为一个LED光源。

应用于上述技术方案，所述的LED灯中，所述矩阵为正方形或长方形。

应用于上述各技术方案，所述的LED灯中，所述LED灯的封装表面与所述LED灯的边缘平齐或者低于所述LED灯的边缘1至3毫米。

应用于上述各技术方案，所述的LED灯中，所述矩阵中间设置十字形遮光片或者由四段弧形组成的类十字形遮光片，用于遮蔽相邻LED芯片的光线。

应用于上述各相关技术方案，所述的LED灯中，所述十字形遮光片采用表面覆黑色的塑料材质，即所述十字形遮光片采用塑料材质，其在被观看的一面覆盖有黑色涂料。

应用于上述各技术方案，所述的LED灯中，所述矩阵的右上角为第二色LED芯片或者第三色LED芯片。

应用于上述各技术方案，所述的LED灯中，所述矩阵中，同一行的两元素之间的距离，等于或者超过其中一元素与其相近边缘的距离的2倍；同一列的两元素之间的距离，等于或者超过其中一元素与其相近边缘的距离的2倍。优选的，所述封装设置为四个管脚或六个管脚输出，所述输出管脚设置为贴片形式，所述贴片设置在芯片外围或芯片底部。

应用于上述各技术方案，所述的LED灯中，同一行的两元素之间的距离，等于同一列的两元素之间的距离。

本发明的又一个技术方案是，一种LED模块，包括矩阵排列的如上任一各技术方案所述的LED灯。

本发明的又一个技术方案是，一种LED显示方法，其包括以下步骤：A1、获取如上任一技术方案所述的LED灯所组成的LED显示屏的灯点信息；A2、确定是否启动虚拟显示控制方式；A3、计算分辨率；A4、获取视频源，进行编解码后，在LED显示屏播放。

采用上述方案，本发明通过对四个LED发光芯片的整体封装，可以制备出小间距的表面贴装LED虚拟像素显示屏，在同等点阵数量的条件下，其分辨率相当于N×M的LED实像素显示屏的(2N-1)×(2M-1)倍或者其他倍数。因此，大大降低了小间距LED显示屏的产品生产限制条件，即提升了LED显示屏的产品生产中，缩小间距可行性；还极大地提升了小间距LED显示屏的显示效果。

附图说明

图1为本发明一个实施例的LED灯结构示意图；

图2是本发明的一种组合方式的结构示意图；

图3是本发明类十字形遮光片一个实施例的结构示意图；

图4是本发明十字形遮光片一个实施例的结构示意图；

图5是本发明十字形遮光片又一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

本实施例提供一种LED灯，所述LED灯通过对四个LED芯片的整体表贴封装实现虚拟像素的四合一LED灯，在相同LED灯点数量的情况下，达到多倍的分辨率。

例如，一种LED灯，其包括二个第一色LED芯片、一个第二色LED芯片、一个第三色LED芯片；4个LED芯片排列为2×2的矩阵，并且，二个第一色LED芯片分布在同一条对角线上；4个LED芯片采用表面贴装方式集成设置为一个LED光源。例如，第一色为红色，第二色为绿色，第三色为蓝色；又如，第一色为红色，第二色为黄色，第三色为蓝色；又如，第一色为黄色，第二色为蓝色，第三色为绿色；又如，第一色为蓝色，第二色为绿色，第三色为红色；需要说明的是，LED芯片所发出光线的颜色由其波长决定，例如，红色发光二极管的波长一般为620～700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为630～650nm，橙色发光二极管的波长一般为610～630nm，黄色发光二极管的波长一般为585nm左右，绿色发光二极管的波长一般为520～570nm，蓝色发光二极管的波长一般为450nm～475nm。一个实施例是，第一色为波长465nm的蓝色光，第二色为波长560nm的绿色光，第三色为波长670nm的红色光。又一个实施例是，第一色为波长625nm的红色光，第二色为波长525nm的绿色光，第三色为波长470nm的蓝色光。优选的，所述矩阵的右上角为第二色LED芯片或者第三色LED芯片。上述的各色LED芯片，其波长可以为一固定值，也可以为一本领域通常所指的范围值，本发明各实施例对此无额外限制。

一个实施例是，一种LED灯，包括二个红光LED芯片、一个蓝光LED芯片、一个绿光LED芯片；需要说明的是，本发明的所有实施例，均适用于各种发出不同颜色光的LED芯片，下面不做赘述；如图1所示，4个LED芯片排列为2×2的矩阵，并且，二个红光LED芯片分布在同一条对角线上；例如，如图1所示，所述LED灯包括二个红光LED芯片、一个蓝光LED芯片、一个绿光LED芯片。所述4个LED芯片排列为2×2的矩阵，该矩阵一般设置为正方形，也可以设置为长方形。所述LED芯片可以按照图1的排列位置排列，也可以以其他规则排列，例如，将图1中的蓝光LED芯片和绿光LED芯片调换位置，也可以把二个红光LED芯片的位置和蓝光LED芯片、绿光LED芯片整体调换位置，但是，无论位置怎么样调换，所述二个红光LED芯片必须分布在同一条对角线上，也就是说，两个红光LED芯片不相邻，每一红光LED芯片分别与一蓝光LED芯片、绿光LED芯片相邻。

所述LED灯由4个LED芯片采用表面贴装方式集成设置为一个LED光源。所述表面贴装方式可以采用薄小外形封装(TSOP)、缩小外形封装(SSOP)、薄的缩小外形封装(TSSOP)等各种表贴封装形式，其管脚可以设置在封装底部或者是封装四周或者是封装对称的两侧边。本发明对此不做限制。

应用于上述例子，优选的，所述矩阵为正方形或长方形。所述LED灯的封装尺寸可以设置为长度和宽度相等或不相等。优选的，设置为相等，则所述矩阵为正方形，便于常规显示应用；或者，设置为不相等，则所述矩阵为长方形，这样，有利于设置为其他特殊分辨率的显示屏。

应用于上述例子，优选的，所述LED灯的封装表面与所述LED灯的边缘平齐或者低于所述LED灯的边缘1至3毫米。例如，LED灯的封装表面与LED灯的边缘平齐，这样，在外形上，每一LED灯的发光面，除去凸出的遮光部之外，都是一个平面；又如将所述LED灯封装表面设置为低于LED灯的边缘，例如，在LED灯的发光面，LED灯的边缘平齐略高于LED灯的封装表面。一个例子是，在封装表面周围加光线隔离圈，使LED灯相互间的光线加以区分，例如，所述LED灯封装表面低于LED灯的边缘1毫米，在其周围加一个厚度为1毫米的光线隔离圈，使LED灯封装表面与LED灯的边缘平齐，这样既可以隔离LED灯间的光线干扰也不遮挡所述LED灯内部的光线发光角度。或者，将所述LED灯的封装表面与所述LED灯的边缘设置为平齐，考虑到封装的尺寸太小，可以不在LED灯封装边缘加光线隔离圈。

应用于上述例子，优选的，所述矩阵中间设置十字形遮光片或者由四段弧形组成的类十字形遮光片，如图3所示，用于遮蔽相邻LED芯片的光线。所述遮光片通过其靠近LED芯片的一端，固定于LED灯上面，例如粘贴或者插入或者卡扣在所述LED灯的封装表面，或者与所述LED灯一体设置；所述遮光片远离LED芯片的一端，设置为黑色材质或者涂覆黑色材料，例如黑色油漆，以实现同一LED灯的内部遮蔽，自身不会发生混光。所述遮光片设置为十字形，其长和宽可以设置为相等也可以设置为不相等，如图4、图5所示，具体数值根据封装形状以及需要确定。所述遮光片还可以设置为由四段弧形组成的类十字形遮光片，例如，如图3所示，其弧度可以设置为60-120度间任意的弧度，例如，可以设置为80度，90度等等。这样，实现了同一LED灯的内部遮蔽，自身不会发生混光，而相邻LED灯的相邻处的四个LED芯片，则又可以认为是一个虚拟LED灯。例如，左右相邻的两个LED灯，左边一个LED灯，其右上角是一个红光LED芯片，右下角是一个绿光LED芯片，右边一个LED灯，其左上角是一个蓝光LED芯片，左下角是一个红光LED芯片，则相邻处的这四个LED芯片，也组成了一个虚拟的LED灯，可以用于实现LED的虚拟显示。

应用于上述例子，优选的，所述十字形遮光片采用表面覆黑色的塑料材质，例如，所述十字形遮光片采用黑色塑料材质，又如，所述十字形遮光片采用塑料材质，如上所述，其远离LED芯片的一端涂成黑色。

应用于上述各个例子，优选的，所述矩阵的右上角为绿光LED芯片或者蓝光LED芯片。例如，所述矩阵的右上角为绿光LED芯片，则蓝光LED芯片设置在左下角位置；或者，矩阵的右上角为蓝光LED芯片，则绿光LED芯片设置在左下角位置。上述的绿光LED芯片或者蓝光LED芯片，其波长可以为一固定值，也可以为一本领域通常所指的范围值。

应用于上述各个例子，优选的，所述矩阵中，同一行的两元素之间的距离，等于或者超过其中一元素与其相近边缘的距离的2倍；同一列的两元素之间的距离，等于或者超过其中一元素与其相近边缘的距离的2倍。例如，如图2所示，所述LED灯的规格为3.8mm×3.8mm，用于制备两个LED灯的中心间距是4毫米的显示屏，每一个LED灯的宽度是3.8毫米，两个LED灯中间的间距是4毫米，所述LED芯片距离其封装边缘的距离是0.9毫米，而不是理论中的数值1.0毫米，所述LED灯的内部相邻的两芯片，其中心之间的间距为1+1＝2毫米，这样，相邻的两个LED灯之间留有0.2毫米的间距，即两个LED灯相邻处的间距为0.2mm；加上该间距值，LED灯排列组合成间距为4毫米的显示屏，留有该间距可以方便所述LED灯的排列及焊接操作。所述具体数值不限于此，本发明对此不做一一例举。

应用于上述各个例子，优选的，所述LED灯的封装，设置为四个管脚、或六个管脚、或八个管脚输出，所述输出管脚设置为贴片形式，所述贴片设置在芯片外围或芯片底部。

应用于上述各个相关实施例，优选的，同一行的两元素之间的距离，等于同一列的两元素之间的距离。如图1所示，其左上角R芯片的中心，与右上角G芯片的中心，两者之间的间距RG，等于其左下角B芯片的中心，与右下角R芯片的中心，两者之间的间距BR；并且，还等于其左上角R芯片的中心，与左下角B芯片的中心，两者之间的间距RB；还等于其右上角G芯片的中心，与右下角R芯片的中心，两者之间的间距GR。例如，所述LED灯间距设置4毫米，则该LED灯的蓝光LED芯片距离与其横向相邻的LED灯的蓝光LED芯片的距离是4毫米，距离与其竖向相邻的LED灯的蓝光LED芯片的距离也是4毫米。所述LED灯的红光LED芯片与其相邻的LED灯的相同位置的红光LED芯片的距离也应该是相同的。

应用于上述各个例子的LED灯，本发明的又一个例子是，一种LED模块，包括矩阵排列的如上任一所述的LED灯。其可以做实像素显示，也可以做虚拟像素显示，例如，做虚拟像素显示时，LED模块中每一行LED灯之间的间距，等于以下结果的2倍：LED灯内部LED芯片矩阵中同一行的两元素之间的距离，取其1/2，再减去其中一元素与其相近边缘的距离；并且，LED模块中每一列LED灯之间的间距，等于以下结果的2倍：LED灯内部LED芯片矩阵中同一列的两元素之间的距离，取其1/2，再减去其中一元素与其相近边缘的距离；请参考图2；或者，优选的，LED模块中所采用的LED灯，其同一行的两元素之间的距离，等于同一列的两元素之间的距离。例如，一个p3的LED模块，其中，一个LED灯的规格为2.92mm×2.92mm，相邻的两个LED灯之间留有0.08毫米的间距；LED灯内部LED芯片矩阵中同一行的两元素之间的距离为1.54mm，其中一元素与其相近边缘的距离为0.73mm，两个LED灯中间的间距是3毫米，两个LED灯相邻处的间距为0.08mm。其余规格以此类推。所述LED模块是由N×N个数量的LED灯，矩阵排列设置成N×N的模块，或者，所述LED模块是由N×M个数量的LED灯，矩阵排列设置成N×M或M×N的模块。其中，所述LED模块中相邻LED灯之间的横向和竖向的间距和所述LED灯内部的LED芯片的距离相同。例如，将16个LED灯按规则排列组合成一个4×4的LED模块，或者将64个LED灯按规则排列成8×8的LED模块，将所述模块集成设置为一个封装。通过模块的设置可以将封装的面积扩大，降低制作单个LED灯封装的操作难度。

又一个例子是，一种LED虚拟显示方法，包括以下步骤。

A1、获取上述任一实施例的LED灯所组成的LED显示屏的灯点信息；例如，LED灯为二个红光LED芯片、一个蓝光LED芯片、一个绿光LED芯片，4个LED芯片排列为2×2的矩阵，并且，二个红光LED芯片分布在同一条对角线上，蓝光LED芯片位于矩阵右上角；4个LED芯片采用表面贴装方式集成设置为一个LED光源，LED显示屏共有N×M个LED灯。例如，根据LED显示屏的间距选择所需的相同间距的LED灯。例如，所需的LED显示屏的灯间距是4毫米，则选择间距为4毫米的LED灯。

A2、确定是否启动虚拟显示控制方式；所述LED显示屏的控制模块启动虚拟显示控制方式并发送给所述LED显示屏，这一步可以选择是否启动虚拟显示控制，如果是，则在下一步根据虚拟显示的需求计算分辨率，如果不是，则在下一步按实际像素显示的需求计算分辨率。

A3、计算分辨率；根据是否启动虚拟显示控制方式来计算分辨率。根据LED显示屏的分辨率计算所需的LED灯点的数量及排列方式。由于是虚拟显示，在同等点阵数量的条件下，其分辨率相当于N×M的LED实像素显示屏的(2N-1)×(2M-1)倍。例如，LED显示屏共有N×M个LED灯，计算所需的分辨率，例如所需的分辨率为N×M、(N+4)×(M+4)、(2N-1)×(2M-1)、或(2N-3)×(2M-3)等。

A4、获取视频源，进行编解码后，在LED显示屏播放。所述LED显示屏获取播放指令及播放视频，经过内部编解码操作后，在LED显示屏显示播放。

需要说明的是，上述各技术特征的相互组合，形成各个实施例，应视为本发明说明书记载的范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种LED模块，包括矩阵排列的多个LED灯，其特征在于，所述LED灯包括二个第一色LED芯片、一个第二色LED芯片、一个第三色LED芯片；

4个LED芯片排列为2×2的矩阵，并且，二个第一色LED芯片分布在所述2×2的矩阵的同一条对角线上；

4个LED芯片采用表面贴装方式集成设置为一个LED光源；

所述2×2的矩阵中，同一行的两芯片之间的距离，等于同一列的两芯片之间的距离，每一行LED灯之间的间距，等于以下结果的2倍：LED灯内部LED芯片矩阵中同一行的两芯片之间的距离，取其1/2，再减去其中一芯片与其相近边缘的距离；并且，每一列LED灯之间的间距，等于以下结果的2倍：LED灯内部LED芯片矩阵中同一列的两芯片之间的距离，取其1/2，再减去其中一芯片与其相近边缘的距离。

2.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于，所述2×2的矩阵为正方形或长方形。

3.根据权利要求2所述的LED模块，其特征在于，所述LED灯的封装表面与所述LED灯的边缘平齐或者低于所述LED灯的边缘1至3毫米。

4.根据权利要求2所述的LED模块，其特征在于，所述2×2的矩阵中间设置十字形遮光片或者由四段弧形组成的类十字形遮光片，用于遮蔽相邻LED芯片的光线，所述4个LED芯片按一定规则排列成正方形，每个LED芯片间的上下左右间距相等。

5.根据权利要求4所述的LED模块，其特征在于，所述十字形遮光片采用表面覆黑色的塑料材质。

6.根据权利要求4所述的LED模块，其特征在于，所述2×2的矩阵的右上角为第二色LED芯片或者第三色LED芯片。

7.一种LED显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、获取如权利要求1至6任一所述的LED模块所组成的LED显示屏的灯点信息；

A2、确定是否启动虚拟显示控制方式；

A3、计算分辨率；

A4、获取视频源，进行编解码后，在LED显示屏播放。