CN106449953A - 发光二极管、led显示模组及led显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发光二极管，包括透镜及部分收容于透镜的发光组件，所述透镜包括位于所述发光组件顶端的出光部，发光组件包括芯片及正负引脚，所述出光部呈不规则球冠体设置；出光部经第一平面剖截而形成第一横截面，所述第一平面经过所述芯片的法线、且与所述正负引脚形成的平面垂直，所述第一横截面以所述法线为基准呈非对称设置；所述出光部经第二平面剖截而形成第二横截面，所述第二平面经过所述法线、且与所述第一平面垂直，所述第二横截面以所述法线为基准呈非对称设置。本发明提供的发光二极管，无需外加挡光工艺，减少光损耗的同时且节能。本发明还公开一种包括上述发光二极管的LED显示模组及包括该LED显示模组的LED显示屏。

Description

发光二极管、LED显示模组及LED显示屏

技术领域

本发明涉及显示器件技术领域，特别是涉及一种发光二极管、LED显示模组及LED显示屏。

背景技术

LED显示屏通常是垂直于水平面安装，形成一个竖直的显示屏幕，因此LED显示屏的最高亮度点是在法线方向，而LED的水平与垂直方向的半功率视角是对称的，LED发光角度是其光线的散射角度。半功率视角又称半功率角度，即为光沿光源中心的法线方向向四周张开，中心光强I到周围的I/2之间的角度。当LED显示屏安装在一定高度或者安装在某些特定的地点时，人们的观看视角为仰视角或者某些水平方向的仰视角，这会导致LED显示屏的可视范围缩小，同时大量的发光损耗或成为危害环境的光污染。

为了满足人们仰视观看的要求，在直插LED安装的过程中，使得LED向某方向偏一定的角度，以改变LED的视角，这种做法需要重新定制LED显示屏的模具，制造成本高，并且通用性差。

直插LED已有上下非对称的结构，可以使出光角度向下倾斜，但是仍然不适用于某些在水平方向有仰望需求的场景，需要外加挡光结构，造成光的损耗且不利于节能。

发明内容

基于此，有必要针对某些在水平方向有仰望需求的场景，需要外加挡光工艺，造成光的损耗且不利于节能的问题提供一种减少光损耗且节能的发光二极管、LED显示模组及LED显示屏。

一种发光二极管，包括透镜及部分收容于所述透镜的发光组件，所述透镜包括位于所述发光组件顶端的出光部，所述发光组件包括芯片及正负引脚，所述出光部呈不规则球冠体设置；

所述出光部经第一平面剖截而形成第一横截面，所述第一平面经过所述芯片的法线、且与所述正负引脚形成的平面垂直，所述第一横截面以所述法线为基准呈非对称设置；

所述出光部经第二平面剖截而形成第二横截面，所述第二平面经过所述法线、且与所述第一平面垂直，所述第二横截面以所述法线为基准呈非对称设置。

本发明提供的发光二极管，透镜的出光部呈不规则球冠体设置，且透镜的出光部形成的第一横截面以芯片的法线为基准呈非对称设置，则可以保证透镜的出光部沿其纵向上的两侧的半功率视角不同，在使用时使半功率视角较大的一侧朝向地面，以增加人们的可视范围，满足人们仰视观看的要求，透镜的出光部还形成有与第一横截面相垂直的第二横截面，且第二横截面以芯片的法线为基准呈非对称设置，则当半功率视角较大的一侧朝向地面时，透镜的出光部的左右两侧的半功率视角不等，从而可以适应在水平方向上有仰望需求的场景，无需外加挡光工艺，减少光损耗的同时且节能。

在其中一个实施例中，所述出光部包括分别位于所述第一横截面两侧的第一弧形体及第二弧形体，所述第一弧形体的体积小于所述第二弧形体的体积或所述第二弧形体的体积小于所述第一弧形体的体积。

在其中一个实施例中，所述第一弧形体与第二弧形体的体积比为1:(1.05～1.2)或所述第二弧形体与所述第一弧形体的体积比为1:(1.05～1.2)。

在其中一个实施例中，所述第一弧形体在所述第二横截面上形成的第一弧线与所述第二弧形体在所述第二横截面上形成的第二弧线具有第一交点，所述第一交点位于所述法线偏向所述第一弧形体与所述第二弧形体中具有相对较小体积所形成的弧线的一侧。

在其中一个实施例中，所述芯片顶面的中心与所述第一交点之间连接为第一连线，所述第一连线与所述法线之间形成第一夹角，所述第一夹角的大小为0～10°。

在其中一个实施例中，所述第一弧形体或所述第二弧形体包括分别位于所述第二横截面两侧的第三弧形体和第四弧形体，所述第三弧形体与所述第四弧形体的体积比为1：(1.1～1.3)。

在其中一个实施例中，所述第三弧形体在所述第一横截面上形成的第三弧线与所述第四弧形体在所述第一横截面上形成的第四弧线具有第二交点，所述第二交点位于所述法线偏向所述第三弧线的一侧。

在其中一个实施例中，所述芯片顶面的中心与所述第二交点之间连接为第二连线，所述第二连线与所述法线之间具有第二夹角，所述第二夹角为0～5°。

一种LED显示模组，包括安装板以及安装于所述安装板上的发光二极管，所述发光二极管为上述的发光二极管。

本发明提供的LED显示模组，包括上述的发光二极管，发光二极管的透镜的出光部呈不规则球冠体设置，且透镜的出光部形成的第一横截面以芯片的法线为基准呈非对称设置，则可以保证透镜的出光部沿其纵向上的两侧的半功率视角不同，在使用时使半功率视角较大的一侧朝向地面，以增加人们的可视范围，满足人们仰视观看的要求，透镜的出光部还形成有与第一横截面相垂直的第二横截面，且第二横截面以芯片的法线为基准呈非对称设置，则当半功率视角较大的一侧朝向地面时，透镜的出光部的左右两侧的半功率视角不等，从而可以适应在水平方向上有仰望需求的场景，无需外加挡光工艺，减少光损耗的同时且节能。

一种LED显示屏，包括箱体以及安装于所述箱体上的LED显示模组，所述LED显示模组为上述的LED显示模组。

本发明提供的LED显示屏，包括上述的LED显示模组，LED显示模组包括上述的发光二极管，发光二极管的透镜的出光部呈不规则球冠体设置，且透镜的出光部形成的第一横截面以芯片的法线为基准呈非对称设置，则可以保证透镜的出光部沿其纵向上的两侧的半功率视角不同，在使用时使半功率视角较大的一侧朝向地面，以增加人们的可视范围，满足人们仰视观看的要求，透镜的出光部还形成有与第一横截面相垂直的第二横截面，且第二横截面以芯片的法线为基准呈非对称设置，则当半功率视角较大的一侧朝向地面时，透镜的出光部的左右两侧的半功率视角不等，从而可以适应在水平方向上有仰望需求的场景，无需外加挡光工艺，减少光损耗的同时且节能。

附图说明

图1为发光二极管沿第一平面剖开的剖面图；

图2为图1所示的发光二极管的俯视图；

图3为本发明一实施例提供的发光二极管沿第二平面剖开的剖面图；

图4为图3所示的发光二极管的俯视图；

图5为图3所示的发光二极管的光型图；

图6为本发明又一实施例提供的发光二极管沿第二平面剖开的剖面图；

图7为图6所示的发光二极管的俯视图；

图8为图6所示的发光二极管的光型图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1及图3，本发明一实施例提供一种发光二极管，包括发光组件10及透镜20，发光组件10包括支架11及设于支架11上的芯片12，支架11具有平行设置的正引脚111与负引脚112，芯片12具有垂直于其顶面中心的法线13。发光组件10部分收容于透镜20，透镜20包括位于发光组件10顶端的出光部21及连接于出光部21并用于收容发光组件10的收容部22。

透镜20的出光部21呈不规则球冠体设置，部分支架11及芯片12收容于收容部22，正引脚111与负引脚112突伸出收容部22。其中，出光部21经第一平面剖截而形成第一横截面23，第一平面为经过芯片12的法线13、且与正引脚111和负引脚112形成的平面垂直的平面，第一横截面23以法线13为基准呈非对称设置。出光部21经第二平面剖截而形成第二横截面24，第二平面为经过法线13、且与第一平面垂直的平面，第二横截面24以法线13为基准呈非对称设置。

本发明实施例提供的发光二极管，透镜的出光部21呈不规则球冠体设置，且透镜20的出光部21形成的第一横截面23以芯片12的法线13为基准呈非对称设置，则可以保证透镜20的出光部21沿其纵向上的两侧的半功率视角不同，在使用时使半功率视角较大的一侧朝向地面，以增加人们的可视范围，满足人们仰视观看的要求，透镜20的出光部21还形成有与第一横截面23相垂直的第二横截面24，且第二横截面24以芯片12的法线13为基准呈非对称设置，则当半功率视角较大的一侧朝向地面时，透镜20的出光部21的左右两侧的半功率视角不等，从而可以适应在水平方向上有仰望需求的场景，无需外加挡光工艺，减少光损耗的同时且节能。简而言之，本发明实施例提供的发光二极管可以实现发光下倾的同时左倾或右倾。

需要说明的是，芯片12的法线13为芯片12未设置透镜时而发光光强最强的一条虚拟直线，其为垂直于芯片12顶面中心的直线，显然，该法线13的设定是忽略了透镜对芯片12发光的影响的。而且，该法线13还是第一平面和第二平面相交形成的直线。

现有的透镜20通常呈椭圆柱体或圆柱体设置，参见图3，在本实施例中，透镜20位于芯片12上方的部分为出光部21，位于芯片12下方的部分为收容部22。进一步地，透镜20的出光部21的第二横截面24延伸于收容部22并在收容部22形成第三横截面25，第三横截面25以芯片12的法线13为基准对称设置，以保证发光二极管的支架11封装的稳固性及密封性。

参见图3，一并结合图6，在本实施例中，出光部21包括分别位于第一横截面23两侧的第一弧形体211及第二弧形体212，第一弧形体211的体积小于第二弧形体212的体积或第二弧形体212的体积小于第一弧形体211的体积。需要说明的是，弧形体在本实施例中为具有凸形发光曲面的形体，不限于具有弧线的发光曲面的形体。

进一步地，可以设置第一弧形体211的体积小于第二弧形体212的体积，具体地，设置第一弧形体211与第二弧形体212的体积比为1:(1.05～1.2)，如图3所示。如此设置，可以使芯片12发出的光主要从第二弧形体212射出。

进一步地，第一弧形体211或第二弧形体212包括分别位于第二横截面24两侧的第三弧形体213和第四弧形体214，还可以设置第三弧形体213与第四弧形体214的体积比为1：(1.1～1.3)，如图1所示。如此设置，可以使芯片12发出的光主要从第四弧形体214射出。

如此，当使第四弧形体214朝向地面时，人站的位置正对发光二极管，则此时第二弧形体212朝向人的右侧，则可以实现发光二极管角度的右下倾斜，以满足人们对右下方向光线的要求。

在本实施例中，第一弧形体211在第二横截面24上形成的第一弧线2111与第二弧形体212在第二横截面24上形成的第二弧线2121具有第一交点A，第一交点A位于法线13偏向第一弧形体211所形成的第一弧线2111的一侧，以满足右半侧对于光强的要求。需要说明的是，第一交点A的偏向是在保证出光部21体积不变的前提下，通过第二弧形体212的发光曲面向第一弧形体211偏移或者第一弧形体211的发光曲面向第二弧形体212偏移而形成的。显然，关于第二横截面24划分第一弧形体211与第二弧形体212是相对性的，而不是绝对性的。另外，本实施例中的弧线为曲线，并不限于圆弧线段。

具体地，芯片12顶面的中心与第一交点A之间连接为第一连线30，第一连线30与法线13之间形成第一夹角a，第一夹角a的大小为0～10°。

通过第一交点A的偏向设置，而使芯片发出的光更集中地从第一弧形体211或第二弧形体212的发光曲面射出，即光向左倾斜或向右倾斜，实现光的倾向控制，避免光污染和光浪费。

参见图1，在本实施例中，第三弧形体213在第一横截面23上形成的第三弧线2131与第四弧形体214在第一横截面23上形成的第四弧线2141具有第二交点B，第二交点B位于法线13偏向第三弧线2131的一侧，以保证半功率视角较大的一侧具有较大的光强。同理，第二交点B的偏向设置的原理与第一交点A相同，且第一横截面23划界功能与第二横截面24相同。

具体地，芯片12顶面的中心与第二交点B之间连接为第二连线40，第二连线40与法线13之间具有第二夹角b，第二夹角b为0～5°。

通过第一交点B的偏向设置，而使芯片发出的光更集中地从第四弧形体214的发光曲面射出，即光向上倾斜或向下倾斜，实现光的倾向控制，避免光污染和光浪费。

因此，如图3所示的实施例中，LED的第四弧形体214朝向地面设置时，且第一交点A偏向第一弧形体211设置，第二弧形体212为右侧，此时LED发出的光的倾向为右下。

参见图4，在本实施例中，出光部21与收容部22之间具有相交平面，出光部21投影于相交平面形成第一椭圆，第一椭圆包括分别对应于第一弧形体211及第二弧形体212的第一半椭圆2112及第二半椭圆2122，第一半椭圆2112与第二半椭圆2122的两端相交形成第一交线50，第一交线50与法线13相交，第一半椭圆2112的短轴与第二半椭圆2122的短轴相等，第一半椭圆2112的长轴小于第二半椭圆2122的长轴，以保证第二横截面24以法线13为基准呈不对称设置。

参见图2，在本实施例中，出光部21投影于上述相交平面形成第二椭圆，第二椭圆包括分别对应于第三弧形体213及第四弧形体214的第三半椭圆2132及第四半椭圆2142，第三半椭圆2132与第四半椭圆2142的两端相交形成第二交线60，第二交线60与法线13相交，第三半椭圆2132的长轴与第四半椭圆2142的长轴相等，第三半椭圆2132的短轴小于第四半椭圆2142的短轴。

参见图5，在本实施例中，当发光二极管实现光线的右下倾斜时，其光型曲线为S2，与不具有倾斜时的光型曲线S1相比，其左倾角的减小度数会大于右倾角的增大度数，正常LED直插器件的左右倾角，θ1＝θ3，当进行右倾角调节时，左右角度变成θ2与θ4，此时θ2<θ1，θ3<θ4，且θ1-θ2>θ4-θ3。

参见图6，在另一实施例中，设置第二弧形体212的体积小于第一弧形体211的体积，具体地，设置第二弧形体212与第一弧形体211的体积比为1:(1.05～1.2)。

进一步地，第一弧形体211或第二弧形体212包括分别位于第二横截面24两侧的第三弧形体213和第四弧形体214，设置第三弧形体213与第四弧形体214的体积比为1：(1.1～1.3)。

如此，当使第四弧形体214朝向地面时，人站的位置正对发光二极管，则此时第一弧形体211朝向人的左侧，则可以实现发光二极管角度的左下倾斜，以满足人们对左下方向光线的要求。

在本实施例中，第一弧形体211在第二横截面24上形成的第一弧线2111与第二弧形体212在第二横截面24上形成的第二弧线2121具有第一交点A，第一交点A位于法线13偏向第二弧形体212所形成的第二弧线2121的一侧，以满足左半侧对于光强的要求。

具体地，芯片12顶面的中心与第一交点A之间连接为第一连线30，第一连线30与法线13之间形成第一夹角a，第一夹角a的大小为0～10°。

参见图1，在本实施例中，第三弧形体213在第一横截面23上形成的第三弧线2131与第四弧形体214在第一横截面23上形成的第四弧线2141具有第二交点B，第二交点B位于法线13偏向第三弧线2131的一侧，以保证半功率视角较大的一侧具有较大的光强。

具体地，芯片12顶面的中心与第二交点B之间连接为第二连线40，第二连线40与法线13之间具有第二夹角b，第二夹角b为0～5°。

因此，如图6所示的实施例中，LED的第四弧形体214朝向地面设置时，且第一交点A偏向第二弧形体212设置，第一弧形体211为左侧，此时LED发出的光的倾向为左下。

参见图7，在本实施例中，出光部21与收容部22之间具有相交平面，出光部21投影于相交平面形成第一椭圆，第一椭圆包括分别对应于第一弧形体211及第二弧形体212的第一半椭圆2112及第二半椭圆2122，第一半椭圆2112与第二半椭圆2122的两端相交形成第一交线50，第一交线50与法线13相交，第一半椭圆2112的短轴与第二半椭圆2122的短轴相等，第二半椭圆2122的长轴小于第一半椭圆2112的长轴，以保证第二横截面24以法线13为基准呈不对称设置。

参见图2，在本实施例中，出光部21投影于上述相交平面形成第二椭圆，第二椭圆包括分别对应于第三弧形体213及第四弧形体214的第三半椭圆2132及第四半椭圆2142，第三半椭圆2132与第四半椭圆2142的两端相交形成第二交线60，第二交线60与法线13相交，第三半椭圆2132的长轴与第四半椭圆2142的长轴相等，第三半椭圆2132的短轴小于第四半椭圆2142的短轴。

参见图8，在本实施例中，当发光二极管实现光线的左下倾斜时，其光型曲线为S3，与不具有倾斜时的光型曲线S1相比，其右倾角的减小度数会大于左倾角的增大度数，正常LED直接器件的左右倾角，θ2＝θ4，当进行左倾角调节时，左右角度变成θ1与θ3，此时θ2<θ1，θ3<θ4，且θ4-θ3>θ1-θ2。

本发明还提供一种LED显示模组，在一实施例中，该LED显示模组包括安装板以及安装于安装板上的发光二极管，发光二极管为上述实施例的发光二极管。由于本实施例的LED显示模组包含了上述实施例的发光二极管的所有技术特征，因此，该LED显示模组具有同样的技术效果，在此不做赘述。

本发明还提供一种LED显示屏，在一实施例中，该LED显示屏包括箱体以及安装于箱体上的LED显示模组，LED显示模组为上述实施例的LED显示模组。由于本实施例的LED显示屏包含了上述实施例的LED显示模组的所有技术特征，因此，该LED显示屏具有同样的技术效果，在此不做赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管，包括透镜及部分收容于所述透镜的发光组件，所述透镜包括位于所述发光组件顶端的出光部，所述发光组件包括芯片及正负引脚，其特征在于，所述出光部呈不规则球冠体设置；

所述出光部经第一平面剖截而形成第一横截面，所述第一平面经过所述芯片的法线、且与所述正负引脚形成的平面垂直，所述第一横截面以所述法线为基准呈非对称设置；

所述出光部经第二平面剖截而形成第二横截面，所述第二平面经过所述法线、且与所述第一平面垂直，所述第二横截面以所述法线为基准呈非对称设置。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述出光部包括分别位于所述第一横截面两侧的第一弧形体及第二弧形体，

所述第一弧形体的体积小于所述第二弧形体的体积；或者，

所述第二弧形体的体积小于所述第一弧形体的体积。

3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，

所述第一弧形体与第二弧形体的体积比为1:(1.05～1.2)；或者，

所述第二弧形体与所述第一弧形体的体积比为1:(1.05～1.2)。

4.根据权利要求2或3所述的发光二极管，其特征在于，所述第一弧形体在所述第二横截面上形成的第一弧线与所述第二弧形体在所述第二横截面上形成的第二弧线具有第一交点，所述第一交点位于所述法线偏向所述第一弧形体与所述第二弧形体中具有相对较小体积所形成的弧线的一侧。

5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述芯片顶面的中心与所述第一交点之间连接为第一连线，所述第一连线与所述法线之间形成第一夹角，所述第一夹角的大小为0～10°。

6.根据权利要求2或3所述的发光二极管，其特征在于，所述第一弧形体或所述第二弧形体包括分别位于所述第二横截面两侧的第三弧形体和第四弧形体，所述第三弧形体与所述第四弧形体的体积比为1：(1.1～1.3)。

7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述第三弧形体在所述第一横截面上形成的第三弧线与所述第四弧形体在所述第一横截面上形成的第四弧线具有第二交点，所述第二交点位于所述法线偏向所述第三弧线的一侧。

8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述芯片顶面的中心与所述第二交点之间连接为第二连线，所述第二连线与所述法线之间具有第二夹角，所述第二夹角为0～5°。

9.一种LED显示模组，包括安装板以及安装于所述安装板上的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管为权利要求1至8任意一项所述的发光二极管。

10.一种LED显示屏，包括箱体以及安装于所述箱体上的LED显示模组，其特征在于，所述LED显示模组为权利要求9所述的LED显示模组。