一种LED显示单元及LED显示屏的制作方法

本实用新型涉及显示屏幕领域，具体而言，涉及一种LED显示单元，及LED显示屏。

背景技术：

传统的LED显示屏具有高亮度、高色彩饱和度、长寿命、发光效率高、尺寸可无限扩展等优点，但是传统LED显示屏完全不透光、不透气的缺陷也限制了其使用范围。现有的新型LED显示屏使用条状PCB，并在上面布设侧面发光的LED，相邻的LED之间的PCB有一定的空隙，从而可以让背景光透过LED显示屏，有利于组装在大面积玻璃幕墙上，又不影响正常的使用。但目前所有的LED透明屏显示的都是2D画面，无法显示真三维立体画面，在各种立体电影、视频、游戏、VR设备越来越流行的今天，显得视觉冲击力不够，不能够给消费者留下深刻的印象。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种LED显示单元及LED显示屏，其能够通过立体显示层将LED发出的平行成像光汇聚到用户双眼对应的观测位置，实现立体显示。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种LED显示单元，其包括立体显示层和显示模组，所述立体显示层设置于所述显示模组的发光的一侧，所述显示模组包括并排设置的至少两个LED灯条，每个所述LED灯条包括多个LED灯，相邻的预设条数的所述LED灯条之间设有透光口，由所述显示模组发出的光经过所述立体显示层汇聚于预设位置。

在本实用新型较佳的实施例中，所述LED灯条的相邻的预设数量的LED独立控制。

在本实用新型较佳的实施例中，相邻的两条所述LED灯条之间设有透光口。

在本实用新型较佳的实施例中，所述透光口为能透光且透气的开口。

在本实用新型较佳的实施例中，所述立体显示层为透镜阵列。

在本实用新型较佳的实施例中，所述显示模组到所述透镜阵列的距离与所述透镜阵列的透镜的焦距满足预设条件。

在本实用新型较佳的实施例中，所述透镜阵列为柱状透镜阵列。

在本实用新型较佳的实施例中，所述柱状透镜阵列为并排设置的柱状透镜，所述柱状透镜阵列的每排柱状透镜之间留有空隙。

在本实用新型较佳的实施例中，所述立体显示层为狭缝阵列。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种LED显示屏，其包括间隔设置的至少两个如上所述的LED显示单元，所述LED显示屏的至少两个所述LED显示单元之间设有间隙。

本实用新型提供的LED显示单元，包括由多个LED组成的LED灯条，通过将至少两个LED灯条并排设置组成显示模组，并在相邻的预设条数的LED灯条之间设有透光口用于透光，再将立体显示层设置在显示模组发光的一侧，可将显示模组发出的光经过立体显示层汇聚于预设位置。相比于现有技术，本实用新型提供的LED显示屏在具有LED透明屏使用优势的同时，能够实现立体显示，从而大大拓展其使用空间。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书内容阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者能够通过实施本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的LED显示单元的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的显示模组的结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的LED灯条在特殊排列情况下的结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例提供的LED灯条中的LED在特殊排列情况下的结构示意图；

图5为本实用新型第一实施例提供的立体显示层的结构示意图；

图6为本实用新型第一实施例提供的LED显示单元立体显示时的光路结构示意图；

图7为本实用新型第一实施例提供的LED显示单元立体显示的第一原理图；

图8为本实用新型第一实施例提供的LED显示单元立体显示的第二原理图；

图9为本实用新型第一实施例提供的LED显示屏的结构示意图；

图10为本实用新型第二实施例提供的LED显示单元的结构示意图；

图11为本实用新型第三实施例提供的LED显示单元的结构示意图；

图12为本实用新型第三实施例提供的LED显示单元立体显示的原理图。

图标：100-LED显示单元；120-显示模组；122-透光口；140-立体显示层；200-LED显示屏。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对水平或竖直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种LED显示单元100，其包括显示模组120和立体显示层140，显示模组120包括至少两个LED灯条，每个LED灯条由多个LED灯组成，设置于显示模组120发光的一侧，在本实施例中，立体显示层140可以是由柱状透镜排列而成的柱状透镜阵列，立体显示层140与显示模组120分别设置在相互平行的两个平面内，且所述两个平面的距离与柱状透镜的焦距相同，即显示模组120设置在柱状透镜阵列的焦平面附近。

请参照图2，单独的LED布设PCB面板上，并通过SMT焊接后形成LED灯条，按一定的间隔层层堆叠起来，多个这样水平设置的LED灯条形成一个显示模组120。在显示模组120中，相邻的预设条数的LED灯条之间开设有透光口122。在本实施例中，所述预设条数可以是两条，即相邻的两条LED灯条之间开设有透光口122；透光口122可以是能透光且透气的开口，例如图2中所示出的两条LED灯条之间的间隙即可作为透光口122；LED灯条中相邻的预设数量的LED独立控制，所述预设数量可以是两个。

在本实施例中，可以理解的是，每一个单独的LED至少能够发出RGB三种颜色的光，其中RGB三种光的亮度能够独立控制，而相邻的两个所述LED之间，其发光的颜色和亮度又是相互独立控制的，即相邻的两个LED发出的光的颜色和亮度可以是相同的，也可以是不同的。本实施例中提供的LED，既可以是普通的无机发光二极管(LED)，也可以是有机发光二极管(OLED)，这两种LED仅仅是材料不同，其发光原理相同，可以根据实际的需求选择LED或OLED进行本实施例提供的LED显示单元100的设计。

根据实际的显示需求和材料尺寸的不同，同一个显示模组120中的所述预设条数和所述预设数量可以根据需求进行改变。例如图3所示，LED灯条的排列可以是两条、三条、两条，而在所述两条、三条、两条LED灯条之间开设透光口122，即在同一个显示模组120中，从材料、布线和美观等角度考虑设计，所述预设条数是可以变化的。又如图4所示，相邻的两个、三个、四个LED分别独立控制其颜色和亮度，即在同一个显示模组120中，从立体显示的效果考虑设计，所述预设数量也可以是变化的。

请参照图5，本实施例中的立体显示层140可以是由多个柱状透镜组成的柱状透镜阵列。多个柱状透镜从左到右连续水平设置形成一排柱状透镜，多排这样的柱状透镜按一定间隔并排设置形成一个柱状透镜阵列。

相邻的两排柱状透镜之间有一定空隙，可以用于透光和透气。所述透光是指可以使LED显示单元100背面发出的光依次通过显示模组120内的透光口122和立体显示层140中的间隙，并从LED显示单元100的正面出射，可以理解为在LED显示单元100的非工作状态下，LED显示单元100看上去是透明的，拥有这样的特性可以扩大LED显示单元100的应用范围，例如安装在大面积的玻璃幕墙上，在不使用显示功能的情况下，和普通的玻璃功能相同；或者仅仅是安装在具有显示功能的眼镜上，例如虚拟现实(VR)眼镜。

所述透气则是指从LED显示单元100中的显示模组120一侧到立体显示层140一侧是能够透过空气的，即使空气自由的穿透LED显示单元100，可以实现空气对流，提升LED显示单元100内部的散热效率，使LED显示单元100前后两侧空间可以通风。

本实施例提供的立体显示层140中的柱状透镜可看做是半圆柱，如图1中表示的相同，半圆柱的侧平面与LED灯条的发光方向相对设置，而半圆柱的侧曲面则与显示模组120相背，每排柱状透镜的高度和每条LED灯条的高度对应。

可以理解的是，由于立体显示层140本身是透光的，立体显示层140中的相邻两排柱状透镜之间的间隙也可以与相邻两条LED灯条之间的透光口122高度不同，不会影响LED显示单元100的透光及透气。在本实施例的说明及附图中，仅从介绍清楚、显示美观的角度去考虑，相邻两排柱状透镜之间的间隙与相邻两条LED灯条之间的透光口122高度可以是相同的。

请参照图6，由显示模组120的LED灯条发出的光经过由柱状透镜排列而成的立体显示层140出射，并汇聚于预设位置。在本实施例中，所述预设位置可以认为是用户位于最佳观看位置时的左眼及右眼的位置。以下介绍本实施例提供的LED显示单元100的立体显示原理。

请参照图7，立体视觉的产生来自于人眼的左眼和右眼分别各接受一副画面，其左眼与右眼的画面有微小的视差，使得左眼可以看到物体偏左侧的图像，右眼看到物体偏右侧的图像，经过大脑综合处理之后，可以合成立体的物体形象。基于以上人眼的视觉原理，本实施例提供的使用柱状透镜的LED显示单元100的立体显示原理如下。

请参照图8，将能够进行图像显示的装置如本实施例提供的显示模组120设置在一组柱状透镜阵列的焦平面附近时，显示模组120上每一个像素点即每个LED发出的光经过柱状透镜阵列后发生偏转，并汇聚到预设位置即左眼与右眼对应的位置。例如图8中所示出的，当每个柱状透镜覆盖两个子像素即两个相邻的LED时，可以发现从奇数列的子像素LED发出的光会进入人的右眼，而从偶数列的子像素LED发出的光则会进入人的左眼，且这两束光不会互相交叉，所述不会互相交叉可以理解为左眼信息全部进入左眼而不会进入右眼，且右眼信息全部进入右眼而不会进入左眼。正因为使用柱状透镜来处理LED光具有这样良好的区隔特性，我们只需要控制奇数列子像素LED共同显示一副对应于右眼的图像，同时控制偶数列子像素LED共同显示一副对应于左眼的图像，在本实施例中，所述对应于右眼的图像和所述对应于左眼的图像为基于同一图像的两幅具有立体视差的画面，则这两幅图像分别对应的右眼成像光和左眼成像光在经过由柱状透镜组成的立体显示层140后，刚好分别汇聚到人右眼和左眼对应的位置并被人的右眼和左眼接收，从而形成立体视觉。

请参照图9，本实施例还提供一种LED显示屏200，包括间隔设置的至少两个LED显示单元100，在本实施例中，LED显示屏200中LED显示单元100数量为四个。相邻的LED显示单元100之间设有间隙，用于透光、透气或连接支撑。

本实施例提供的LED显示单元100及LED显示屏200，通过设置由柱状透镜组成的立体显示层140，将两幅具有立体视差的图像分别汇聚到人的右眼及左眼，相对于现有的LED透明屏，不仅能够透光、透气，还能提升展示内容的广度，从平面显示扩展到立体显示，实现画面的出屏感和入屏感，让观众感受到震撼的立体感和临场感，从而留下难以忘怀的记忆，可使展播内容得到更为广泛的传播，保持受众持久的回忆，创造出巨大的经济社会效益。

第二实施例

请参照图10，本实施例提供一种LED显示单元100，其与本实用新型第一实施例相比最大的不同在于，立体显示层140由并排间隔设置的柱状透镜变为，在竖直方向上无间隔连接且在水平方向上无间隔连接的柱状透镜阵列。

相对于本实用新型第一实施例，本实施例提供的立体显示层140不具有透气的功能。对于某些情况，例如将LED显示单元100设置在需要防水的玻璃幕墙上，又希望保持透明屏的透光性，但又对空气流通不要求时，可以选择设计使用本实施例提供LED显示单元100。

第三实施例

请参照图11，本实施例提供一种LED显示单元100，其与本实用新型第一实施例相比最大的不同在于，立体显示层140由柱状透镜阵列变为在竖直方向上连续，在水平方向上间隔平行设置的狭缝阵列。

请参照图12，使用狭缝阵列的LED显示单元100的立体成像原理和使用柱状透镜的原理相似但略有不同。使用狭缝阵列的立体成像是根据小孔成像的原理，实现奇数列子像素LED和偶数列子像素LED发出的光在空间分离，并汇聚到预设位置即右眼和左眼对应的位置，并分别被人的右眼和左眼接收，从而可以用于实现裸眼3D显示。

和本实用新型第一实施例和第二实施例相比，本实施例提供的狭缝阵列具有天然的透气和透光功能，在设计时需要考虑狭缝的尺寸，以根据用户的观看需求调节狭缝的尺寸和狭缝阵列与显示模组120的距离，以达到用户理想的显示效果。

综上所述，本实用新型提供的LED显示单元，包括由多个LED组成的LED灯条，通过将至少两个LED灯条并排设置组成显示模组，并在相邻的预设条数的LED灯条之间设有透光口用于透光，再将立体显示层设置在显示模组发光的一侧，可将显示模组发出的光经过立体显示层汇聚于预设位置。相比于现有技术，本实用新型提供的LED显示屏在具有LED透明屏使用优势的同时，能够实现立体显示，从而大大拓展其使用空间。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。