[发明专利]发光二极管封装件与发光二极管显示器

说明书

本申请涉及发光二极管封装件和发光二极管显示器。该发光二极管封装件，包括：腔，具有多个发光二极管，该腔反射来自该发光二极管的光以促成该发光二极管封装件的发射；透镜，在该腔之上，以与没有该透镜的发光二极管的发射相比将该发光二极管的发射成形为更宽的角度；以及引线和/或接合线，至各个该发光二极管，以个别地控制各个发光二极管的发射，该发光二极管封装件发射来自该发光二极管的发射的不同颜色的组合。该发光二极管显示器包括多个发光二极管封装件。每个封装件包括在每个腔上方的透镜以与没有透镜的发射相比产生具有更广角的发光二极管发射。发光二极管封装件安装在显示器内以生成广角图像。

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED或多个LED)并且具体地涉及利用LED的显示器。

背景技术

发光二极管(一个或多个LED)为将电能转换为光的固态器件，并且一般包括夹在相对掺杂层之间的半导体材料的一个或多个有源层。当偏压跨掺杂层而施加时，空穴和电子被注入到有源层中，在此它们重新组合以生成光。光从有源层并且从LED的所有表面而发出。

在过去十年或更久时间内，技术进步已经产生了尺寸更小、发光效率更高和成本更低的LED。相比于其它发射器，LED也具有增加的使用寿命。例如，LED的使用寿命可超过50,000小时，而白炽灯的使用寿命为约2,000小时。LED也能够比其他光源更耐用(robust)并且可消耗更少的功率。由于这些和其它原因，LED变得更加普及并且现在正用于传统上为白炽、荧光、卤素以及其它发射器领域的越来越多的应用中。

LED现在正用于显示器中，大显示器和小显示器两者。基于LED的大屏幕显示器(通常称为巨型屏幕)在许多室内和室外位置处变得更加常见，诸如体育赛事、赛道、音乐会时和诸如纽约市的时代广场的大型公共区域中。这些显示器或屏幕中的许多可大到60英寸高和60英寸宽或更大。这些屏幕可包括安装在平坦表面上用来生成图像的数千个“像素”，其中各像素含有多个LED。像素可使用高效率且高亮度的LED，这些LED允许显示器从相对较远处可见，甚至在经受阳光照射时的白天。像素可具有少至三或四个LED(一个红色、一个绿色以及一个蓝色)，从而允许像素发射来自红、绿和/或蓝光组合中的许多不同颜色的光。在最大的巨型屏幕中，每个像素模块可具有多于三个的LED，其中一些像素模块具有数十个LED。像素可被布置成矩形网格，其中屏幕的大小和密度决定像素的数目。例如，矩形显示器可为640个像素宽和480个像素高，其中屏幕的最终尺寸取决于像素的实际尺寸。

常规的基于LED的显示器通过接收输入信号(例如，TV信号)的计算机系统控制并且基于在像素模块处所需要的特定颜色，来形成整个显示图像，计算机系统决定在各个像素模块中的哪个LED发射光和多亮的光。也可以包括为各个像素模块提供电力的电源系统，并且可调制提供给各个LED的电力，使得其以期望亮度发光。导体被设置为将适当的功率信号施加到像素模块中的各个LED。

一些大的LED显示器被排列成用于允许视角的横向范围宽的广角或宽倾角发射(wide pitch emission)。用于常规的广角显示器的像素可使用椭圆形灯LED，其中的一些针对每个像素使用3个灯。图1示出了可在显示器中用来形成像素的常规的红色LED 12、绿色LED 14以及蓝色LED 16的一个实施例，并且图2示出了包括使用常规通孔技术被安装到衬底18上的红色LED 12、绿色LED 14以及蓝色LED 16的常规像素10。LED灯12、14、16中的每个具有椭圆形透镜以与具有圆形透镜的灯相比产生更宽角度的发射图案。制造具有每像素三个或更多个单独LED灯的巨型屏幕可能是昂贵且复杂的。

图3示出来自LED 12、14、16的红色LED灯发射图案20、绿色LED灯发射图案22以及蓝色LED灯发射图案。如图2所示的LED灯12、14、16的间距可导致各个发射图案从像素中心点26偏移。这种偏移可抑制像素颜色混合，特别是在远场中。图4为示出表现来自红色LED32、绿色LED 34以及蓝色LED 36的发射的常规像素的发射图案的一个实例的图形30。发射未完全重叠，这可导致在远场中达不到最优颜色混合。

发明内容