专利名称：直插式led、led显示单元及led显示屏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发光二极管封装技术领域，特别是涉及一种直插式LED、LED显示单元及LED显示屏。
背景技术：
目前，现有的直插式LED(Light Emitting Diode,发光二极管)光源器件外形一般为椭圆。直插式LED光源器件碗杯的顶部出光面的垂直投影以及底部发光面都是椭圆形，如图1所示，直插式LED光源器件碗杯10的顶部出光面11的垂直投影和底部发光面12都为椭圆。直插式LED的一个显示单元由红、蓝、绿三基色的LED组成，如图2所示,显示单元20的红光直插式LED21采用的碗杯结构一般是顶部出光面的垂直投影和底部发光面都为圆形的圆形碗杯，蓝光直插式LED22和绿光直插式LED23所采用的碗杯结构一般是顶部出光面的垂直投影和底部发光面都是椭圆形的椭圆碗杯。蓝光直插式LED22和绿光直插式LED23所采用的碗杯结构是椭圆杯型的，对于光的发散效果不理想，只有通过增加外封胶中扩散剂的用量来弥补产品光型不稳定的缺陷，导致成品亮度下降，降低出光效率。
实用新型内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种直插式LED、LED显示单元及LED显示屏，能够增加发光亮度、提升出光效率。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种直插式LED，包括第一金属支架和第二金属支架；第一金属支架顶部形成有用于设置晶片的碗杯，碗杯底部发光面呈圆角方形，其中，晶片一电极连接至第一金属支架，晶片另一电极连接至第二金属支架。其中，碗杯顶部出光面的垂直投影呈椭圆形。其中，碗杯顶部出光面的垂直投影形成的椭圆形的长轴与短轴之比的范围为1. 73 2. 269:1。其中，碗杯底部发光面形成的圆角方形的圆角半径与方形边长之比的范围为1:2. 4 5。其中，晶片为监光晶片。其中，晶片为绿光晶片。为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是提供一种LED显示单元，LED显示单元设置有多个直插式LED，多个直插式LED至少包括红光直插式LED、蓝光直插式LED和绿光直插式LED各一个，并且至少绿光直插式LED和蓝光直插式LED为上述任一项实施方式所述的直插式LED。其中，LED显示单元包括四个直插式LED，包括两个红光直插式LED、一个蓝光直插式LED以及一个绿光直插式LED ;两个红光直插式LED、一个蓝光直插式LED以及一个绿光直插式LED呈矩形排布，其中，两个红光直插式LED分别位于矩形一对角线的两顶点，蓝光直插式LED和绿光直插式LED分别位于矩形另一对角线的两顶点。为解决上述技术问题，本实用新型采用的又一个技术方案是提供一种LED显示屏，LED显示屏包括多个如上述实施方式的LED显示单元。本实用新型的有益效果是区别于现有技术的情况，本实用新型将直插式LED的碗杯底部发光面的水平方向的长度压缩，使碗杯底部发光面呈圆角方形，使直插式LED出光面积减小，亮度提升，出光效率提高。
图1是现有技术一种直插式LED的俯视图；图2是现有技术一种直插式LED显示单元的结构示意图；图3是本实用新型直插式LED实施方式的俯视图；图4是本实用新型直插式LED实施方式的侧视图；图5是本实用新型直插式LED实施方式中碗杯的顶部出光面与底部发光面的放大示意图；图6是本实用新型直插式LED显示单元实施方式中各光色LED支架的原理结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。在LED显示屏中，电能消耗60%以上集中在光源器件即LED上，显示效果90%的因素取决于光源器件，加权后其中光源器件对节能方面和显示效果的影响程度超过65%。如果对光源器件进行改进，可以使LED显示屏达到节能以及提升显示效果的效果。对光源器件进行改进，可以对LED的支架进行改进。但是现有技术中，对LED的支架进行改进只是更改形状的尺寸大小，而没有更改形状的规格。随着人们对LED显示屏和照明产品的认知度的提高，其应用范围也越来越广泛，人们也对其显示效果、画质(配光配色效果)以及节能高效的要求也越来越高；另外，LED显示屏具有高亮度和高防护性能。然而，由于制造成本高导致首期投资大、能耗大，从而使得应用成本高，因此如果其节能技术得不到实质性突破，将影响其后续发展。在保证配光曲线的前提条件下，假设LED显示屏的亮度得到提升，LED显示屏在使用端的驱动系统所要求的电流可以减小，可以达到节能高效的效果。现有的直插式LED光源器件一般为椭圆，红光直插式LED碗杯结构的顶部出光面的垂直投影和底部发光面都是圆形，蓝光直插式LED和绿光直插式LED的碗杯结构的顶部出光面的垂直投影和底部发光面都是椭圆形。蓝光直插式LED和绿光直插式LED所用的碗杯结构对光的发散效果不理想，只有通过增加外封胶中扩散剂的用量来弥补产品光型不稳定的缺陷，从而导致成品亮度下降，加大晶片的衰减，而且红光LED光型缺陷比较明显。三基色的配光缺陷，导致所发出的光在100度 角度范围内无法达到正态分布，光的均匀性差，出光效率低。因此,本实用新型提供一种直插式LED、LED显示单元及LED显示屏。请参阅图3-图5，图3是本实用新型直插式LED实施方式的俯视图，图4是本实用新型直插式LED实施方式的侧视图，图5是图3所示本实用新型直插式LED实施方式中碗杯的顶部出光面与底部发光面的放大示意图。如图3所示，本实用新型直插式LED包括第一金属支架41和第二金属支架(图未不)。第一金属支架41顶部形成有用于设置晶片(图未不)的碗杯30,碗杯30底部发光面32呈圆角方形，该圆角方形近似为圆形。晶片的一电极连接至第一金属支架41，晶片的另一电极连接至第二金属支架。结合图5,圆角半径r指圆角方形中圆角所在圆形的半径,方形边长X指圆角方形中方形的边长，在一实施方式中，圆角半径r与方形边长X之比的范围可以为1:2. 4 5，比如，圆角半径r与方形边长X之比的范围可以为1:2. 4，或者圆角半径r与方形边长x之比的范围可以为1:3，或者圆角半径r与方形边长X之比的范围可以为1:5等。在一应用实施方式中，碗杯30顶部出光面31的垂直投影呈椭圆形。继续结合图5，碗杯30顶部出光面31的垂直投影形成的椭圆形的长轴a与短轴b的比值a:b的范围为1. 73 2. 269:1。比如，a:b=l. 73:1、或者 a:b=2:1、或者 a:b=2. 269:1 等。值得说明的是，顶部出光面31的垂直投影为椭圆形结构，并不意味着碗杯30顶部出光面31的垂直投影一定为椭圆形结构，可以通过在顶部出光面31位置设置透镜而使最终的顶部出光面31的垂直投影呈椭圆形结构。在另一应用实施方式中，该晶片可以是三基色中的蓝光晶片或者绿光晶片，但并不排除该晶片可以是红光晶片。采用蓝光晶片、绿光晶片的直插式LED分别即蓝光直插式LED、绿光直插式LED，而蓝光直插式LED和绿光直插式LED碗杯均采用圆角方形的底部发光面，光的发散效果较好，满足发光角度的前提下可减少扩散剂用量，进而能够降低晶片的衰减。
本实用新型实施方式的工作原理如下全文涉及三个光学物理量，包括光通量F，指人眼所能感觉到某一光源的所有辐射能量，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积；发光强度I，即光强，单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光通量;发光亮度L，光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量。并且，在满足以下两个假设条件的前提下( I)直插式LED表面的光均匀分布；(2)相同芯片(即表面出光相同)、同样电流、相同角度，则发光强度I不变。根据上述三个光学物理量的关系，可推知将碗杯30的底部发光面32设计成圆角方形，出光面积减小，在此方向发光强度I不变的情况下，以碗杯30的顶部出光面31作为观察面，则发光亮度L将增大，即可增大出光效率。参阅表一，表一中现有设计的碗杯底部发光面为椭圆形的直插式LED和圆角方形碗杯的直插式LED，且在碗杯内仅设计单颗相同的发光晶片，并且该椭圆形的直插式LED和圆角方形的直插式LED碗杯的顶部出光面相同,其区别仅在碗杯底部发光面一个为椭圆形、而另一个为圆角方形。以圆角方形的直插式LED型号为346为例，同时建立外围尺寸一[0041]
权利要求1.一种直插式LED,其特征在于,包括第一金属支架和第二金属支架；所述第一金属支架顶部形成有用于设置晶片的碗杯，所述碗杯底部发光面呈圆角方形，其中，所述晶片一电极连接至第一金属支架，所述晶片另一电极连接至第二金属支架。
2.根据权利要求1所述的直插式LED，其特征在于，所述碗杯顶部出光面的垂直投影呈椭圆形。
3.根据权利要求2所述的直插式LED，其特征在于，所述碗杯顶部出光面的垂直投影形成的椭圆形的长轴与短轴之比的范围为1. 73 2.269:1。
4.根据权利要求2所述的直插式LED，其特征在于，所述碗杯底部发光面形成的圆角方形的圆角半径与方形边长之比的范围为1:2. 4 5。
5.根据权利要求1所述的直插式LED，其特征在于，所述晶片为蓝光晶片。
6.根据权利要求1所述的直插式LED，其特征在于，所述晶片为绿光晶片。
7.一种LED显示单元，其特征在于，所述LED显示单元设置有多个直插式LED，多个所述直插式LED至少包括红光直插式 LED、蓝光直插式LED和绿光直插式LED各一个，并且至少绿光直插式LED和蓝光直插式LED 为如权利要求1-4任一项所述的直插式LED。
8.根据权利要求7所述的LED显示单元，其特征在于，所述LED显示单元包括四个直插式LED，包括两个红光直插式LED、一个蓝光直插式LED 以及一个绿光直插式LED ；所述两个红光直插式LED、一个蓝光直插式LED以及一个绿光直插式LED呈矩形排布, 其中，所述两个红光直插式LED分别位于矩形一对角线的两顶点，所述蓝光直插式LED和绿光直插式LED分别位于矩形另一对角线的两顶点。
9.一种LED显示屏，其特征在于，所述LED显示屏包括多个如权利要求7所述的LED显示单元。
专利摘要本实用新型公开了一种直插式LED,该直插式LED包括第一金属支架和第二金属支架；第一金属支架顶部形成有用于设置晶片的碗杯，碗杯底部发光面呈圆角方形，其中，晶片一电极连接至第一金属支架，晶片另一电极连接至第二金属支架。本实用新型还公开了一种LED显示单元以及一种LED显示屏。通过上述方式，本实用新型能够增加发光亮度、提升出光效率。
文档编号H01L33/48GK202888228SQ20122049515
公开日2013年4月17日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者李漫铁, 屠孟龙, 项其第 申请人:惠州雷曼光电科技有限公司