[发明专利]具有倾斜峰值发射图样的发光二极管显示器

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED)，且具体涉及采用LED的显示器。

背景技术

发光二极管(LED)是将电能转化成光的固态器件，且通常包括一个或多个夹在相反掺杂层之间的半导体材料的有源层。当跨过掺杂层施加偏压时，空穴和电子注入进有源层，它们在有源层中复合，从而产生光。光从有源层以及从LED的所有表面发射出来。

过去的十年或更长时间的技术进步导致LED具有更小的占地面积、增加的发射效率以及降低的成本。相比其他发射器，LED还具有增加了的工作寿命。例如，LED的工作寿命可超过50000小时，而白炽灯泡的工作寿命约为2000小时。LED还比其他光源更耐用，且可消耗更少的功率。基于这些和其他原因，LED变得更受欢迎且如今已经应用于越来越多的应用中，这些应用传统上是白炽、荧光、卤素及其它发射器的领域。

LED还用于大型和小型显示器中。基于LED的大屏幕显示器(通常称为巨屏)在许多室内和室外场所(例如体育比赛、赛道、音乐会以及诸如纽约时代广场这样的大型公共区域)变得越来越普遍。许多这样的显示器或屏幕可达到60英尺高乘60英尺宽。这些屏幕可包括成千上万个“像素”或“像素模块”，其中每一个“像素”或“像素模块”可包含多个LED。像素模块可使用高效率和高亮度的LED，这样的LED使得即使在白天的阳光照射的情况下，也能从相对较远的地方清晰地看到该显示器。像素模块中的LED可少至三或四个LED(一个红色、一个绿色以及一个蓝色)，这些LED允许像素发射由红、绿和/或蓝色光组合而成的多种不同颜色的光。在最大的巨型屏幕中，每个像素模块都可具有许多LED。像素模块排列成矩形网格。例如，网格可以是640个模块宽乘以480个模块高，而屏幕的最终尺寸则取决于像素模块的实际尺寸。

基于LED的常规显示器由计算机系统控制，该计算机系统接收输入信号(例如TV信号)，且根据像素模块所需的特定颜色形成整体显示图像，计算机系统决定每个像素模块中的哪个LED发光以及发射多亮的光。还可包括电源系统，其将电能提供给每个像素模块，以及提供给每个LED的电能可被调制，从而使其以所需亮度发射光。提供导体，从而将适当的电源信号提供给像素模块中的每个LED。

LED显示器很少安装于观众的视高度处，而更普遍地安装于视高度以上的高度，例如安装于建筑物的侧面上或体育场的看台顶上。现在参考图1和2，其示出安装于观众12的视高度以上的高处的常规LED显示器10。观众12通常位于显示器10下，并向上看显示器，使得观众观看显示器10的视线14与垂直于显示器表面的显示器发射方向16成θ角。现在参考图2，如图1中所示的LED显示器通常包括多个诸如LED封装体20的发射器，而该封装体20通常包括安装于反射杯24中的LED 22，上述反射杯24封闭在通常为子弹形的密封剂26中。LED封装体20的峰值发射通常沿着封装体纵轴28。图3是LED封装体20的极坐标iso-坎德拉(candelar)图30，其示出典型峰值发射沿着发射器纵轴。

再次参考图1，示出一种显示器，其包括多个LED封装体20，LED封装体20以图30中示出的特性发射，导致在垂直方向16上的显示器峰值发射特性垂线，如图所示。LED显示器10的I_V和远场图(FFP)峰值发射特性也沿着垂直轴16垂直于显示器。观众的视线14在显示器10安装在高处时位于垂线之下，显示器发射的许多光没有被观众看到并浪费掉。一种减少被浪费的光的数量的方法是以与观众的视线14更匹配的角度来安装显示器，但这可能需要难以使用的复杂且昂贵的安装硬件，特别是对于位于高处的非常巨大的显示器而言。

发明内容

本发明涉及LED封装体以及采用该LED封装体的LED显示器，其中LED的峰值发射是倾斜的或偏移的，从而将其峰值发射定制为与LED显示器的安装高度或位置相匹配。根据本发明的LED显示器的一个实施例包括多个LED封装体，其中至少一些LED封装体的峰值发射从封装体中心线倾斜。以这种方式将LED封装体安装在显示器中，以便产生具有从显示器平面的垂线倾斜的峰值发射的图像。公开了可用于根据本发明的LED显示器中的LED封装体实施例的多种不同类型和设置。可以理解的是，还可应用许多其他实施例。

LED封装体的一个实施例包括位于反射杯中的LED，该LED偏离反射杯的中心。另一实施例包括安装于反射杯内的LED以及覆盖反射杯的至少一部分的密封剂。反射杯可偏离LED封装体的垂直中心线。LED封装体的另一实施例包括安装于反射杯内的LED以及覆盖反射杯的至少一部分的密封剂。反射杯可偏离密封剂的中心线。