CN102661494B - 一种led灯、模块及显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED灯、模块及显示方法，其包括排列为3×3矩阵的九个LED芯片、灯体以及六个管脚，灯体的安装面具有两对平行边，各LED芯片安装于安装面；第一、二、三管脚分别与矩阵第一、二、三行的各LED芯片连接，第四、五、六管脚分别与矩阵第一、二、三列的各LED芯片连接。通过对九个LED芯片的整体封装，应用于虚拟显示屏中相当于3×3的分辨率，可以制备出小间距的表面贴装LED虚拟像素显示屏，大大降低了小间距LED显示屏的产品生产限制条件，提升了LED显示屏的产品生产中缩小间距的可行性，还极大地改善了小间距LED显示屏的显示效果。

Description

一种LED灯、模块及显示方法

技术领域

本发明涉及LED灯，尤其涉及的是，一种LED灯、采用该LED灯的模块及采用该LED灯的显示方法。

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。

并且，受现有表面贴封装技术的限制，在制造点间距较小的LED显示模块或显示屏时，通常很难制造p3以下的产品，例如，p2、P1.5甚至更低。

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提供一种结构简单，可以应用于小间距显示以及虚拟显示屏中的一种LED灯、模块及显示方法。

本发明的技术方案如下：一种LED灯，其包括排列为3×3矩阵的九个LED芯片、灯体以及六个管脚；所述灯体具有安装面，所述安装面具有两对平行边；各LED芯片安装于所述安装面；第一、二、三管脚分别与矩阵第一、二、三行的各LED芯片连接，第四、五、六管脚分别与矩阵第一、二、三列的各LED芯片连接。

应用于上述技术方案，所述LED灯，其包括三个第一色LED芯片、三个第二色LED芯片、三个第三色LED芯片；所述矩阵的任一行且任一列均有三种色的LED芯片。

应用于上述各技术方案，所述LED灯，所述安装面为直角矩形或者圆角矩形，所述灯体为相应的直角矩形或者圆角矩形叠加而成的柱体。

应用于上述各技术方案，所述LED灯，所述安装面与所述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LED灯，所述灯体在所述安装面的外边缘还设置一光线隔离带。

应用于上述各技术方案，所述LED灯，所述灯体在相邻LED芯片间还设置凸起的光线隔离条。

应用于上述各技术方案，所述LED灯，所述矩阵中，同一行的两元素之间的距离，等于或者超过所述矩阵边缘一元素与其相近矩阵边缘的距离的2倍；同一列的两元素之间的距离，等于或者超过所述矩阵元素与其相近矩阵边缘的距离的2倍。

应用于上述各技术方案，所述LED灯，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，其包括矩阵排列的如上述任一技术方案所述的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、获取如上述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，本发明通过对九个LED发光芯片的整体封装，即一个LED封装应用于虚拟显示屏中相当于3×3的分辨率，可以制备出小间距的LED显示屏，还可以制备小间距的表面贴装LED虚拟像素显示屏。通过对LED芯片的整体封装，减小了单LED灯的尺寸，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LED灯结构的一个实施例示意图；

图2是本发明LED灯的引脚结构的一个实施例示意图；

图3是本发明LED灯电路连接的一个实施例示意图；

图4是本发明LED灯体的安装面的一个实施例示意图；

图5是本发明LED灯体的安装面的又一个实施例示意图；

图6是本发明LED灯内部类井字的光线隔离带的一个实施例示意图；

图7是本发明LED灯内部带弧形的光线隔离带的一个实施例示意图；

图8是本发明LED模块的各灯的组合方式的一个实施例示意图。

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，包括排列为3×3矩阵的九个LED芯片、灯体以及六个管脚；各LED芯片所发光线的波长相同或者相异；例如，其包括三个第一色LED芯片、三个第二色LED芯片、三个第三色LED芯片；所述矩阵的任一行且任一列均有三种色的LED芯片。例如，3×3矩阵如图1所示，第一行LED芯片依序为R、B、G，第二行LED芯片依序为G、R、B，第三行LED芯片依序为B、G、R。或者，3×3矩阵排列为第一行LED芯片依序为R、G、B，第二行LED芯片依序为B、R、G，第三行LED芯片依序为G、B、R，又或者，3×3矩阵排列为第一行LED芯片依序为G、B、R，第二行LED芯片依序为B、R、G，第三行LED芯片依序为R、G、B。以此类推，所述3×3矩阵还可以有其他排列方式，本发明对此不做额外限制，需要说明的是，无论何种排列方式，所述矩阵的任一行且任一列均有三种色的LED芯片。

本实施例中的6个管脚如图2、3所示，例如，第一行第一列的LED芯片分别连接第一管脚11、第四管脚21，第一行第二列的LED芯片分别连接第二管脚12、第四管脚21，第一行第三列的LED芯片分别连接第三管脚13、第四管脚21；第二行第一列的LED芯片分别连接第一管脚11、第五管脚22，第二行第二列的LED芯片分别连接第二管脚12、第五管脚22，第二行第三列的LED芯片分别连接第三管脚13、第五管脚22；第三行第一列的LED芯片分别连接第一管脚11、第六管脚23，第三行第二列的LED芯片分别连接第二管脚12、第六管脚23，第三行第三列的LED芯片分别连接第三管脚13、第六管脚23。也就是说，第一管脚11分别与矩阵第一行第一、二、三列的三个LED芯片连接，第二管脚12分别与矩阵第二行第一、二、三列的三个LED芯片连接，第三管脚13分别与矩阵第三行第一、二、三列的三个LED芯片连接；第四管脚21分别与矩阵第一列第一、二、三行的三个LED芯片连接，第五管脚22分别与矩阵第二列第一、二、三行的三个LED芯片连接，第六管脚23分别与矩阵第三列第一、二、三行的三个LED芯片连接。又例如，所述管脚可以设置为贴片形式、插针形式以及其他形式。优选的，所述LED灯由9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。

所述灯体具有安装面，所述安装面具有两对平行边；详细的说，所述的两对平行边，如图5所示，Line11与Line12平行，Line21与Line22平行；或者，如图4所示，所述安装面具有两对平行边，相交处可以为圆角。

各LED芯片安装于所述安装面，举例说明，所述安装面为直角矩形或者圆角矩形，所述灯体为相应的直角矩形或者圆角矩形叠加而成的柱体。例如，所述安装面为直角矩形，所述灯体为棱柱体，例如四棱柱；或者，所述安装面为圆角矩形，如图4所示，所述灯体为类似圆柱体的具有弧形边缘的棱柱体或者棱柱经圆滑处理的变形棱柱体。

所述第一、二、三管脚分别与矩阵第一、二、三行的各LED芯片连接，第四、五、六管脚分别与矩阵第一、二、三列的各LED芯片连接。如图2和3所示，所述管脚11、12、13分别与矩阵灯的第一、二、三列的各LED芯片连接，所述管脚21、22、23分别与矩阵灯的第一、二、三行的各LED芯片连接。如图3所示，矩阵中第一行第一列的LED芯片的亮灭由管脚11和21共同决定，同样的，矩阵中的第二行第二列的LED芯片的亮灭由管脚12和22共同决定，依此类推。这样，通过所述6个管脚就达成了所述矩阵中9个LED芯片的发光控制。

一个例子是，所述的LED灯，包括三个第一色LED芯片、三个第二色LED芯片、三个第三色LED芯片；所述矩阵的任一行且任一列均有三种色的LED芯片。所述排列可以如图1所示，也可以有其他排列组合方式，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。

又一个实施例是，所述的LED灯，所述安装面为直角矩形或者圆角矩形，所述灯体为相应的直角矩形或者圆角矩形叠加而成的柱体。例如，所述安装面为直角矩形，所述灯体为棱柱体，例如四棱柱；或者，所述安装面为圆角矩形，如图4所示，即该矩形的四个直角分别被弧形替代，所述灯体为类似圆柱体的具有弧形边缘的棱柱体或者棱柱经圆滑处理的变形棱柱体。

一个例子是，所述的LED灯，所述安装面与所述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。

应用于上述例子，所述的LED灯，所述灯体在所述安装面的外边缘还设置一光线隔离带。所述隔离带采用表面覆黑色的塑料材质，用于隔离LED灯之间的发光干扰。例如，所述隔离带采用表面覆黑色的塑料材质制造的直角矩形，或者，所述隔离带采用表面覆黑色的塑料材质制造的圆角矩形，其具体形状由灯体形状和实际情况确定。

应用于上述例子，所述的LED灯，所述灯体在相邻LED芯片间还设置凸起的光线隔离条。优选的，所述矩阵中间设置类井字形遮光片或者相邻LED芯片间由带有一定角度的弧形遮光片，如图6与图7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。所述遮光片设置为类井字形，其长和宽可以设置为相等也可以设置为不相等，如图6所示，具体数值根据封装形状以及需要确定。所述矩阵中间还可以在相邻LED芯片间设置带有一定角度的弧形遮光片，以实现同一LED灯的内部遮蔽，自身不会发生混光。例如，如图7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，所述的LED灯，所述灯体在相邻LED芯片间还设置凸起的光线隔离条，其高度设置为1-5毫米，或者，其高度为LED芯片高度的50％至150％，例如80％至120％。或者，所述矩阵中间不设置光线隔离条，这样利于各LED芯片间的混色，从而实现虚拟显示技术。另一个例子是，所述灯体的安装面对应各LED芯片设置3×3矩阵的安装位，例如，所述安装位为凹槽，其深度为LED芯片高度的50％至150％，例如70％至120％。

应用于上述各实施例，所述LED矩阵中，同一行的两元素之间的距离，等于或者超过所述矩阵边缘一元素与其相近矩阵边缘的距离的2倍；同一列的两元素之间的距离，等于或者超过所述矩阵元素与其相近矩阵边缘的距离的2倍。例如，如图8所示，所述LED灯的规格为5.8毫米×5.8毫米，同一矩阵中相邻的两LED芯片的距离是2.0毫米，用于制备两个LED灯的中心间距是2毫米的显示屏，用于排列组合成间距为4毫米的显示屏，每一个LED灯的宽度是5.8毫米，相邻LED矩阵中同一色LED芯片的间距是6毫米，所述靠近封装边缘的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0.2毫米；加上该间距值，两个LED矩阵中的相同位置LED芯片的间距是6毫米，LED灯排列组合成间距为2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。

应用于上述各实施例，所述LED灯矩阵中，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。如图8所示，其左上角R芯片的中心，与其同行相邻的B芯片的中心，两者之间的间距RB，等于该R芯片的中心与其左下角G芯片的中心，两者之间的间距BR；并且，还等于其右上角G芯片的中心，与其同行相邻的B芯片的中心，两者之间的间距BG；例如，如图8所示，同一矩阵中同一行的相邻两LED芯片的距离是2.0毫米，则同一矩阵中同一列的相邻两LED芯片的距离也是2.0毫米。所述具体数值不限于此，本发明对此不做一一例举。

应用于上述各实施例，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，一个p2的LED模块，其中，一个LED灯的规格为5.8毫米×5.8毫米，相邻的两个LED灯之间留有0.2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2.0毫米，其中一元素与其相近边缘的距离为0.9毫米，两个LED灯中间的间距是2.0毫米，两个LED灯相邻处的间距为0.2毫米。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36个LED灯按规则排列组合成一个6×6的LED模块，或者将81个LED灯按规则排列成9×9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。

应用于上述各实施例，本发明的又一个例子是，一种LED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灯为三个红光LED芯片、三个蓝光LED芯片、三个绿光LED芯片，9个LED芯片排列为3×3的矩阵，并且，所述矩阵的任一行且任一列均有三种色的LED芯片，所述相同颜色的LED芯片处于同条对角线上；9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。又如，步骤A1之后，还执行以下步骤：判断是否3×3矩阵组成的LED显示屏，是则按3×3矩阵处理灯点信息，例如，在后续步骤中，依此计算LED显示屏的分辨率。

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，其分辨率是实像素的两倍，例如，N×M的LED的虚拟显示屏其分辨率是2N×2M。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灯包括排列为3×3矩阵的九个LED芯片、灯体以及六个管脚；

所述灯体具有安装面，所述安装面具有两对平行边；

各LED芯片安装于所述安装面；

第一、二、三管脚分别与3×3矩阵第一、二、三行的各LED芯片连接，第四、五、六管脚分别与3×3矩阵第一、二、三列的各LED芯片连接；

所述九个LED芯片包括三个第一色LED芯片、三个第二色LED芯片、三个第三色LED芯片；所述3×3矩阵的任一行且任一列均有三种色的LED芯片；

所述灯体的安装面对应各LED芯片设置3×3矩阵的安装位，所述安装位为凹槽，其深度为LED芯片高度的50％至150％；

所述3×3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；

相邻的LED灯中相邻LED芯片之间的横向和竖向的间距和所述LED灯内部的LED芯片的间距相同。

2.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于，所述安装面为直角矩形或者圆角矩形，所述灯体为相应的直角矩形或者圆角矩形叠加而成的柱体。

3.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于，所述安装面与所述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1所述的LED模块，其特征在于，所述灯体在所述安装面的外边缘还设置一光线隔离带。

5.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于，所述灯体在相邻LED芯片间还设置凸起的光线隔离条。

6.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于，所述3×3矩阵中，同一行的两芯片之间的距离，等于或者超过矩阵边缘一芯片与其相近矩阵边缘的距离的2倍；同一列的两芯片之间的距离，等于或者超过所述矩阵边缘一芯片与其相近矩阵边缘的距离的2倍。

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任一项所述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。