[实用新型]LED显示器

说明书

技术领域

本实用新型涉及发光二极管封装和利用发光二极管封装作为其光源的显示器。

背景技术

发光二极管（LED）是将电能转换成光的固态装置，通常包括一个或多个夹置在相反掺杂的层之间的半导体材料的有源层。当在掺杂层上施加偏压时，空穴和电子注入到有源层中，空穴和电子在有源层重新组合以产生光。光从有源层发出、并且从LED的所有表面发出。

近十年或更长时间以来的技术发展已经产生了具有更小占地面积、增加的发射效率和降低的成本的LED。与其他发射器相比，LED还具有增加的工作寿命。例如，LED的工作寿命可超过50,000小时，而白炽灯泡的工作寿命大约是2,000小时。LED还可比其他光源更坚固且消耗更少的功率。由于这些原因以及其他原因，LED变得更流行，并且，现在正在越来越多的应用场合中使用，而传统地，这些应用场合是白炽灯、荧光灯、卤素灯和其他发射器的领域。

为了在传统的应用场合中使用LED芯片，已知将LED芯片包封在封装中，以提供环境和/或机械保护、颜色选择、光线会聚等。LED封装还包括电导线、触点或迹线，以用于将LED封装与外部电路电连接。在图1所示的典型的二管脚LED封装/元件10中，通过焊接接合或导电环氧树脂将单个LED芯片12安装在反射杯13上。一个或多个导线结合部11将LED芯片12的欧姆触点与引线15A和/或15B连接，引线15A和/或15B可附接至反射杯13或与反射杯形成整体。可用密封材料16填充反射杯13，并且，在LED芯片上或在密封件中，可包括波长转换材料，例如磷光体。LED在第一波长下发出的光可由磷光体吸收，磷光体可响应地发出第二波长的光。然后，可将整个组件封装在透明的保护树脂14中，可能将该保护树脂模制成透镜的形状，以引导从LED芯片12发出的光或使该光成形。

图2所示的传统的LED封装20可更适合于高功率操作，其可产生更多热量。在LED封装20中，将一个或多个LED芯片22安装在载体上，所述载体诸如印刷电路板（PCB）载体、衬底或基台（submount）23。安装于基台23上的金属反射器24包围LED芯片22，并将由LED芯片22发出的光远离封装20反射。反射器24还对LED芯片22提供机械保护。在LED芯片22上的欧姆触点与基台23上的电迹线25A、25B之间形成一个或多个导线结合连接部21。然后，用密封剂26覆盖所安装的LED芯片22，密封剂可对芯片提供环境和机械保护，同时还用作透镜。典型地，通过焊接或环氧树脂结合，将金属反射器24附接至载体。

图3示出了另一种LED封装30，其包括壳体32、以及至少部分地嵌在壳体32中的引线框34。引线框34布置为用于封装30的表面安装。通过壳体32中的腔体暴露引线框34的部分，其中三个LED 36a-c安装在引线框34的部分上并且通过导线结合部38连接于引线框的其他部分。可使用不同类型的LED 36a-c，其中一些封装具有发红光、发绿光和发蓝光的LED。封装30包括具有六个管脚40的管脚输出部结构，并且引线框布置为使得可通过相应的一对管脚40来独立地控制每个LED 36a-c的发光。这允许该封装从LED 36a-c发出各种颜色的组合。

可用不同的LED封装（例如图1至图3所示的那些）作为标志和显示器（大的和小的）的光源。包含大屏幕LED的显示器（通常叫做巨型屏幕）在多种户内和户外场所正变得更普遍，例如，在体育场、跑道、音乐会，以及在大型共用区域中，例如，在纽约市的时代广场。通过目前的技术，部分这些显示器或屏幕可大到60英尺高60英尺宽。随着技术发展，预计将开发更大的屏幕。

这些屏幕可包括数百万或数十万的“像素”或“像素模块”，每个可包含一个或多个LED芯片或封装。像素模块可使用高效率和高亮度的LED芯片，其允许可从相对远的地方看到显示器，甚至是在白天当受到阳光时。在一些标志中，每个像素可具有一个LED芯片，像素模块可具有少至三个或四个LED（例如，一个红色，一个绿色，一个蓝色），其允许像素从红光、绿光和/或蓝光的组合中发出多种不同颜色的光。可将像素模块布置在矩形格栅中，其可包括数十万的LED或LED封装。在一种类型的显示器中，格栅可以是640个模块宽480个模块高，屏幕的尺寸取决于像素模块的实际尺寸。当像素的数量增加时，显示器的互连复杂性也增加。此互连复杂性会是这些显示器的主要开支中的一个，并且，会是制造过程中和显示器的工作寿命过程中的主要故障来源中的一个。

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