CN103730069A - 一种显示单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示单元，包括至少一LED模块，LED模块包括PCB板、若干LED单元；任一LED单元设置数量相同、排布方式相同且为同一分选档及其相邻分选档的LED发光二极管；对应每一LED单元，设置一凹部；LED模块的表面设置一黑色防水层，黑色防水层表面还设置有光触媒层；所述PCB板还设置一散热层，所述散热层与各LED单元，分别设置在PCB板方向相反的两侧面上；还设置至少一标识单元和一调控单元。本发明显示均一、显示效果好；LED单元之间无串扰，LED模块可自动清洁，长时间使用不影响显示效果，安全性高。

Description

一种显示单元

技术领域

本发明涉及LED照明装置，尤其涉及的是，一种显示单元。

背景技术

现有技术中，由于各LED灯在生产过程中，各种条件的影响，必然会存在差异。

由于不同客户对各LED灯的精度要求不一样，并且，对各LED灯的使用量也不相同，因此，一般的灯屏或显示屏制作厂家，在接到客户订单后，再向LED灯生产厂家进行购买LED灯。由于LED灯在存储过程中相对不固定，容易发生震动、碰撞等的影响而损害，因此，LED灯生产厂家生产也不会大量存储货量，灯屏或显示屏制作厂家《艮难买到相同精度的LED灯。

因各个档次的LED灯存在有色度亮度差异，灯屏厂商拿到这些灯后一般不会直接用这些精度分得很高的灯直接做成屏，因为人眼对于色度的差异是J艮敏感的，如果各个区域使用不同档次的灯，就会在区域间形成亮度和色度差异，出现砖块屏，也就是人们常说的“马赛克现象”。

一种显示单元行业的惯例是做屏之前要炒灯，即把JN个档次的LED灯反混在一起搅拌实现全部均匀混合，其目的在于，把档次间的差异打散，以消除整块的不均匀性。但这样做的做法虽然消除了模块之间的大差异，但是模块内LED灯之间的差异明显化，整屏的显示不均一，显示效果差。并且，使高精度的LED灯分光分色的处理，在一种显示单元生产的阶段起不到应有的作用，造成资源浪费。同时，不同批次所炒的灯，其色度和亮度的平均值是不一样的，不能混用，这样，也增加了生产、再生产以及修复的难度。

随着LED技术的发展，一种显示单元的应用也越来越广泛，尤其室外屏，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其他公共场所，用于显示图形、文字、字母和各种动画。室外一种显示单元一般都安装在几米到几十米的高空，经长期使用，

一种显示单元表面沾附的灰尘会严重影响其显示效果；现有技术通过人工清洗，成本高、效率低、并且，安全性差。并且，由于一一种显示单元内，各LED单元间距小，LED单元之间容易发生串扰，影响显示效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是由于将各档次的LED灯均匀混合，导致一种显示单元内各LED发光二极管差异明显、显示不均一、显示效果差，并且，各LED单元之间存在串扰，以及由于长时间使用，从而影响显示效果。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种显示单元，其中，包括至少一LED模块，所述LED模块包括一PCB板、若干LED单元；任一LED单元设置数量相同的各色LED发光二极管，并且，各LED单元中，各色LED发光二极管的排布方式相同；各颜色相同的LED发光二极管设置为亮度相同、波长一致、封装相同、形状相同和大小相同，并且，为同一分选档及其相邻分选档的LED发光二极管；所述PCB板上，对应每一LED单元，还设置一凹部；各LED单元完全容置于其对应的凹部内，并且，通过各凹部的凹口射出光线；所述LED模块的表面还设置一黑色防水层，所述黑色防水层表面还设置有光触媒层；所述PCB板还设置一散热层，所述散热层与各LED单元，分别设置在所述PCB板方向相反的两侧面上。

所述的一种显示单元，其中，任一LED模块中，颜色相同的各LED发光二极管，为同一分选档的LED发光二极管。所述的一种显示单元，其中，所述凹部的表面还设置一聚光层，用于集中射出其对应的LED单元的光线。

所述的一种显示单元，其中，所述凹部的形状与其对应的LED单元的形状一致。

所述的一种显示单元，其中，每一LED单元包括至少一LED发光二极管，各LED发光二极管采用表贴式LED发光二极管。

所述的一种显示单元，其中，每一LED单元包括至少一红色LED发光二极管、至少一绿色LED发光二极管和至少一蓝色LED发光二极管，各LED发光二极管集成封装。

所述一种显示单元，其中，所述各LED发光二极管采用黑色硅树脂封装，所述黑色硅树脂是亮度为零或接近于零的硅树脂。

所述的一种显示单元，其中，还设置至少一标识单元，用于标识所述一种显示单元的性能参数。

所述的一种显示单元，其中，所述标识单元为纸质标签、塑料标签、或条形码。

所述的一种显示单元，其中，还设置一调控单元，用于根据所述一种显示单元的性能参数，调整各色LED发光二极管的亮度。

采用上述方案，本发明通过采用同一分选档及其相邻分选档的各色LED发光二极管组成精确的LED模块，LED模块具有一个具体的、精确的性能参数数据值，在日常的使用、管理和组装等方面操作简单、快捷，并且，显示均一、显示效果好；并且，通过将各LED单元完全容置凹部内，消除了LED单元之间串扰，并且，在所述LED模块的表面设置黑色的防水层和光触媒层，使所述LED模块在具有防水效果下，可以自动清洁，长时间使用也不会影响显示效果。

附图说明

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

图1为本发明实施例1示意图；

图2是本发明实施例2示意图；

图3是本发明实施例3示意图；

图4是本发明实施例4示意图；

图5是本发明实施例5示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种显示单元，包括至少一LED模块，所述LED模块包括一PCB板101以及安装在所述PCB板上的若干LED单元104。

在生产过程中，根据LED晶片的材料不同、可以制作不同颜色的LED发光二极管，将不同颜色的LED发光二极管分别分批次进行生产，并且，可采用相同的封装，制作成相同形状和大小的LED发光二极管，将相同颜色的各LED发光二极管采用分光分色机进行分档，即可以得到各色不同档次的LED发光二极管。

例如，在组成本实施例一种显示单元的任一LED模块内，任一LED单元104包括一个或多个LED发光二极管，各LED发光二极管均为采用分光分色机得到的LED发光二极管，并且，各色LED发光二极管为同一分选档的LED发光二极管，即，同一LED模块内，所有的红色LED发光二极管仅采用一个分选档的LED发光二极管，所有绿色LED发光二极管仅采用一个分选档的LED发光二极管，所有蓝色LED发光二极管亦仅采用一个分选档的LED发光二极管。

因为各色LED发光二极管分别采用相同的分选档，因此，相同颜色的LED发光二极管的亮度相同、波长一致、封装相同、形状相同、并且大小相同；所述的波长一致指的是，各LED发光二极管在某一波长范围内人的肉眼所看到的颜色相同，即可以认为在波长范围内的所有LED发光二极管的波长一致。

并且，各LED单元104的排布方式相同，例如，在每一LED单元104内，均设置1红色LED发光二极管、1绿色LED发光二极管和1蓝色LED发光二极管，并且，各LED发光二极管均呈三角形排布；或者，在每一LED单元104内，均设置2红色LED发光二极管、1绿色LED发光二极管和1蓝色LED发光二极管，并且，各LED发光二极管均呈四边形排布。

由于，每一LED单元104中各LED发光二极管组合的颜色、组合的数量和排布的形状均相同，并且，同一LED模块内，各颜色相同的LED发光二极管采用同一分选档的LED发光二极管，因此，使组成的LED模块、以及由各LED模块组成的一种显示单元，在显示图形、文字、字母、动画等时，显示均一，显示效果好。

其中，所述亮度是指LED发光二极管的明暗程度，所述的颜色是指三基色，即红色、绿色和蓝色，所述的波长指的是LED发光二极管的发光波长，所述的封装包括引脚式封装、表贴式封装、功率式封装等，所述的形状包括圆LED灯、椭圆LED灯、圆柱LED灯、方LED灯、表贴LED灯、食人鱼LED灯等。

或者，一个例子是，同一LED模块内，各色LED发光二极管还可以选择相邻档次的LED发光二极管，例如，选择A分选档的LED发光二极管，以及其前后各一分选档的LED发光二极管，即A±1分选档的LED发光二极管，更具体地说，是A-1分选档的LED发光二极管和A+1分选档的LED发光二极管。

相邻的LED发光二极管同样具有相同的封装、相同的形状和相同的大小，并且，在很小的误差范围内，即人眼对于亮度和波长感知变化的范围内，相邻档次的LED发光二极管，其亮度可以近似地认为是相同的，波长也可以认为一致。

或者，与上例类似，各色LED发光二极管为同一分选档及其一相邻分选档的LED发光二极管，也就是说，各色LED发光二极管还可以选择仅相邻一个档次的LED发光二极管，例如，选择A分选档的LED发光二极管，以及，其前后任一分选档的LED发光二极管，即A-1分选档的LED发光二极管，或者，A十1分选档的LED发光二极管。这样，可以缩小LED精确模块内部的区别。

也就是说，一个较好的例子是，当某一种颜色的同一最小分选档A的LED发光二极管数量足够时，对于一个或多个LED精确模块的该颜色LED发光二极管，仅取该分选档A的LED发光二极管；当某一种颜色的同一最小分选档A的LED发光二极管数量不足时，对于一个或多个LED精确模块的该颜色LED发光二极管，可以选取分选档A-16勺LED发光二极管，或者，可以选取分选档A+16勺LED发光二极管，或者，还可以选取分选档A-1的LED发光二极管以及分选档A+1的LED发光二极管。

所述PCB板101上，对应每一LED单元104，还设置一凹部102，即在各LED模块中，设置的各LED单元的数量与设置的凹部102的数量相同；并且，各LED单元104完全容置于其对应的凹部102内，即各LED单元的高度与其对应的凹部102的高度相等，或小于其对应的凹部102的高度，以使各LED单元能完全容置于对其对应的凹部102内，各凹部102对各LED单元起到保护和隔离的作用，可以避免各LED单元在运输、安装、和使用过程中因碰撞而损坏，并且，可以起到隔离相邻LED单元，防止LED单元之间的串扰。

置于凹部102内的LED单元104，通过其对应凹部102的凹口105将各光线射出，凹口105即为各LED单元104的出光面，光线相对集中，不受其他相邻LED单元的影响。

并且，所述LED模块的表面还设置一防水层103，即所述防水层103用。并且，所述光触媒层还可以所述黑色防水层103一体设置，简化生产流程，降低成本。

并且，所述PCB板101上还设置有电源正极线、电源负极线、信号线和各LED单元的驱动控制模块。

所述电源正极线用于为各LED发光二极管、以及其他电子元器件提供电压来源，所述电源负极线与各电源正极线形成一回路，使各LED发光二极管可以相互并行电连接；其他电子元器件可以是电阻、电容等。

各LED单元的驱动控制模块可以为单线驱动控制模块、或双线驱动控制模块、或多线驱动控制模块。单线驱动控制模块通过一根所述信号线相互级联；双线驱动控制模块通过两根所述信号线相互级联；多线驱动控制模块通过多根所述信号线相互级联；所述信号线用于传递LED控制信号，并将所述LED控制信号传到各驱动控制模块；各驱动控制模块根据传递的LED控制信号，驱动控制各LED单元，使各LED单元按照要求工作，如，用于显示图形、文字、字母、动画等；各驱动控制模块与各组LED单元管集中设置，例如，与各组LED发光二极管集成封装，即与各组LED发光二极管设置在同一封装内，或者，与各LED发光二极管一起设置在同一PCB板上。

另外，还可以设置一条或多条的电源地线，各电源地线用于将多余的电荷倒入大地，以防止多余电流或强电势对人体造成伤害，并且，也还可以设置一条或多条信号地线，以使各信号线免受其他干扰。

各LED单元相互之间可通过电源正极线、所述电源负极线和所述信号线串行连接，并且，各LED发光二极管通过各电源正极线和各电源负极线并行连接，并且，各驱动控制模块通过各信号线串行级联。

并且，所述PCB板101上还可以设置一散热层，如，散热层可以为铝基板层、导热胶层等，所述散热层与各LED单元，分别设置在所述PCB板方向相反的两侧面上，即所述散热层和各LED单元，分别设置在缩水PCB板的两个相平行的侧面上，以所述散热层在达到散热的效果下，不影响各LED单元的显示面，不影响显示效果。

实施例2

如图2所示，在上述各例的基础上，所述凹部的表面还设置一聚光层201，聚光层201用于集中射出其对应的LED单元的光线。聚光层201用于将照射凹部上的光线，聚集在所述凹部的凹口105上，并且将各光线通过所述凹口105集中射出外部，使各LED单元的出光面的光线更加集中，光线亮度增强。

例如，聚光层201为内腔中空、具有出光口、内表面为球形或椭球形的反射式聚光镜，聚光层设置在所述凹部的表面上。这样，就可以把LED灯点发出非出光面方向的光线有效地通过凹口105反射出去，作为出光面光源的一部分，从而增加了显示亮度，使光线更加集中。

又如，所述聚光层还可以设置为至少一反射式聚光镜片的组合，所述聚光镜片的侧面为直线形或弧形，LED单元对于非出光面方向发出的光线通过各片直线形或弧形聚光镜，进行聚集和反射，按照设置的角度反射光线，这样不仅增加了射向外面的光强，而且便于按照要求调整光线的照射角度。更好的是，采用三片、四片或者更多的直线形或弧形反射式聚光镜片。

为了使各聚光层201可以稳固的凹部的表面上，聚光层201和所述凹部之间设置固定单元固定。固定单元可以为螺接单元、卡接单元、粘贴单元、焊接单元和插接单元，并且，还可以与凹部一体成型。例如：聚光层201上设置内螺纹，而在所述凹部上设置外螺纹，通过内外螺纹螺接来使聚光层固定在所述凹部的表面上；或在聚光层上201设置卡槽，所述凹部上设置卡扣，通过卡槽和卡扣实现聚光层与所述凹部的卡接。

并且，所述聚光层201在使用时，还可以使LED单元发出的光线按照预设定的角度照射，这样不仅增加了射向外面的光线强度，而且便于按照要求调整光线的照射角度。

并且，所述凹部的形状可以与其对应的LED单元的形状一致，例如，对应的LED单元为三角形，则凹部设置为三角形；或对应的LED单元为圆形，则凹部设置为圆形；或对应的LED单元为椭圆形，则凹部设置为椭圆形；或对应的LED单元为方向，则凹部设置为方形等等。

实施例3

如图3所示，在上述的基础上，每一LED单元104包括至少一LED发光二极管，如，包括一个或多个红色LED发光二极管R、一个或多个绿色LED发光二极管G和一个或多个蓝色LED发光二极管B，各LED发光二极管均采用表贴式LED发光二极管，表贴式LED发光二极管亮度高、视角大、平整度好、可靠性和一致性较强，并且，对可采用更轻的PCB板和反射层材料，在显示反射层需要填充的环氧树脂更少，并去除较重的碳钢材料引脚，通过缩小尺寸，降低重量，可轻易地将产品重量减轻一半。

并且，每一LED单元中的各LED发光二极管可以集成封装，使所述LED单元的体积更加小，光线更加集中，显示效果更好。

并且，每一LED单元的封装或每一LED发光二极管除了可以采用常用的环氧树脂封装外，还可以采用黑色硅树脂封装。

硅树脂是具有高度交联网状结构的聚有机硅氧烷，兼具有机树脂及无机材料的双重特性，具有独特的物理化学性能。主要包括：甲基苯基硅树脂、甲基硅树脂、低苯基甲基硅树脂、有机硅树脂乳液、自干型有机硅树脂、高温型有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、有机硅聚酯改性树脂、自干型环保有机硅树脂、环保型有机硅树脂、不粘涂料有机硅树脂、高光有机硅树脂、苯甲基透明硅树脂、甲基透明有机硅树脂、云母粘接硅树脂、聚甲基硅树脂、氨基硅树脂、氟硅树脂、硅树脂溶液、有机硅-环氧树脂、有机硅聚酯树脂、耐溶剂型有机硅树脂、有机硅树脂胶粘剂、氟硅树脂密封剂、耐高温甲基硅树脂、自干型有机硅绝缘漆、甲基MQ硅树脂、乙烯基MQ硅树脂和硅丙树脂涂料。

由于硅树脂具有非常好的透光性、耐热性、耐腐蚀和绝缘性等，因此硅树脂可以用于LED发光二极管的封装材料。而黑色的硅树脂，尤其采用亮度为零或接近于零的黑色硅树脂，不仅具有良好的透光性，并且硅树脂对LED发光二极管发出的光线几乎不产生影响，因此，采用黑色的硅树脂封装，各LED发光二极管发出的光线最纯，透射率高，从而使本实例通透的一种显示单元显示效果最好。

实施例4

如图4所示，在上述各例的基础上，本实施例中一种显示单元还设置一个或者多个标识单元，例如，设置标识单元303和标识单元304；所设置的标识单元的数量，可以仅设置为一个，用于整体标识本实施例中一种显示单元的性能参数；或者，标识单元还可以设置为多个，用于根据每一LED模块的性能参数，分别标识本实施例中一种显示单元的性能参数，或者，设置多个标识单元来分别标识实施例中一种显示单元不同的性能参数。

例如，本实施例可以仅设置一标识单元303或标识单元304，所述一种显示单元的各性能参数可以包括，所述一种显示单元的组装结构和发光色域，例如，所述组装结构为，组装成所述一种显示单元的各LED模块的数量和尺寸，或者，相邻各LED单元的间距，或，所述面一种显示单元的形状和大小等；所述发光色域可以为组成所述一种显示单元的各LED模块具有的相同的发光色域。

或者，还可以在每一LED模块上分别设置一标识单元，即，标识单元的数量与组成本实施例中一种显示单元的LED模块的数量相同，用于根据其对应的LED模块来标识各性能参数；如，在LED模块301上设置标识单元303，在LED模块302上设置标识单元304，标识单元303用于根据LED模块301来标识各性能参数，识单元304用于LED模块302来标识各性能参数；各性能参数可以为各LED模块中，各LED发光二极管的亮度和波长范围，另外，还可以标识各LED发光二极管的颜色、封装、大小以及LED模块的形状、尺寸等。由于LED模块内相同颜色发光二极管的亮度、封装、大小相同，并且波长一致，因此一LED模块内相同颜色的各LED发光二极管，可以看作为一个LED发光二极管进行标识，具有精确的性能参数数值，因此，标识内容简单、方便。

或者，还可以在本实施例中一种显示单元上设置两个或两个以上的标识单元，用于标识所述一种显示单元的不同性能参数，例如，设置标识单元A和标识单元B，标识单元A用于标识所述一种显示单元的组装结构，标识单元B用于标识所述一种显示单元的发光色域。

各标识单元可采用嵌入或粘贴的方式，可以设置在所述一种显示单元或其对应的LED模块的边缘部，例如，设置在所述一种显示单元或其对应的LED模块的各侧边上，或设置在所述一种显示单元或其对应的LED模块的任一侧边，另外，还可以设置在所述一种显示单元或其对应的LED模块的侧面的边缘上，将标识单元设置在侧边上，可以使标识单元不占用所述一种显示单元或其对应的LED模块上其他电子元器件的安装位置，并且，也不影响一种显示单元的显示面的的外表美观。

而将标识单元嵌入设置在所述一种显示单元或其对应的LED模块上，可以使标识单元在存放、使用、运输等情况下不容易脱落，使经过长时间存放、使用或运输的所述一种显示单元或其对应的LED模块，仍能清楚地辨认出来所述一种显示单元或其对应的LED模块的各性能参数。

又如，标识单元可以为一纸质标签或塑料标签；使用纸质标签可以使在使用时候非常方便，例如，可以直接将纸质标签粘贴在所述IED显示屏或其对应的LED模块的侧边或侧面上，标识方式简单，并且方便。而使用塑料标签可以使标签更加耐用，不容易损害。

另外，标识单元还可以为具有根据所述一种显示单元或其对应的LED模

块的各性能参数而设计的条形码，通过扫描即可显示所述一种显示单元或其对应的LED模块的各具体性能参数；采用条形码，通过将数据输入电脑，

同时采用电子工具管理，使管理更加规范化，使在寻找、使用各性能参数的所述一种显示单元或其对应的LED模块时更加方便、快捷。

实施例5

如图5所示，在上述各例基础上，本实施例一种显示单元还设置一调控单元，所述调控单元用于根据所述一种显示单元的各性能参数，来调整各色LED发光二极管的亮度。所述一种显示单元的各性能参数包括组成一种显示单元的结构、发光色域、以及各LED发光二极管的各性能参数，如各LED发光二极管的波长、亮度等。

所述一种显示单元的各性能参数，可以为在生产各LED发光二极管时得到的数据，也可以为通过采集装置采集而得到的性能参数，例如，可以通过照相机和亮度计等采集装置采集，并且，通过专门的分析装置得到各色LED发光二极管的各性能参数，或者，还可以是通过标识单元直接得到的各性能参数。

所述调控单元可以用于调整不同LED模块上的各LED发光二极管的亮度，如，调整每一组LED发光二极管中各色LED发光二极管，即红色、蓝色、绿色的LED发光二极管的亮度比例，即可得到不同的色域，因此，可以通过调节各基色的LED发光二极管在其对应的LED模块中的发光比例，采用各LED模块相同的发光色域，使各LED模块的显示色域相同，消除了LED模块之间的显示差异，从而使一种显示单元整体显示均一，显示效果好，并且，也可以通过调整各LED发光二极管的亮度，得到所要求的最佳视角。

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 (3)

1.一种显示单元，其特征在于，包括至少一LED模块，所述LED模块包括一PCB板、若干LED单元；任一LED单元设置数量相同的各色LED发光二极管，并且，各LED单元中，各色LED发光二极管的排布方式相同；各颜色相同的LED发光二极管设置为亮度相同、波长一致、封装相同、形状相同和大小相同，并且，为同一分选档及其相邻分选档的LED发光二极管；所述PCB板上，对应每一LED单元，还设置一凹部，所述凹部的表面还设置一聚光层，用于集中射出其对应的LED单元的光线；各LED单元完全容置于其对应的凹部内，且通过各凹部的凹口射出光线；所述各LED发光二极管采用黑色硅树脂封装，所述黑色硅树脂是亮度为零或接近于零的硅树脂；所述LED模块的表面还设置一黑色防水层，所述黑色防水层表面还设置有光触媒层；所述PCB板还设置一散热层，所述散热层与各LED单元，分别设置在所述PCB板方向相反的两侧面上；还设置至少一标识单元，用于标识所述一种显示单元的性能参数。

2.根据权利要求1所述的一种显示单元，其特征在于，所述标识单元为纸质标签、塑料标签、或条形码。

3.根据权利要求1所述的一种显示单元，其特征在于，还设置一调控单元，用于根据所述一种显示单元的性能参数，调整各色LED发光二极管的亮度。

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