線性led屏幕的製作方法
2023-05-08 12:45:11 3
專利名稱：線性led屏幕的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及LED大屏幕電子顯示屏技術，具體是指線性LED屏幕。
背景技術：
近年來，LED大屏幕電子顯示屏作為一種高科技產品日益引起人們的重 視。它可以實時顯示或循環播放文字，圖形和圖像信息，具有顯示方式豐富， 觀賞性強，顯示內容修改方便，亮度高，顯示穩定且壽命長等多種優點，被廣 泛應用於商業廣告，體育比賽，交通等諸多領域，是信息傳播的有力工具之一。
目前的LED大屏幕顯示系統採用點陣式模板來製作，通常是8X8， 16X 16的電路板，屏幕越大，需要的模板就越多，電路的連接就越複雜。而且一 旦固定大小以後，要重新改變就很困難，靈活性不強。同時，由於後臺線路復 雜，當一個模板損壞後要更換時極容易損傷到相鄰的模板。而且新換上去的模 板由於新的LED光強和色差都與老的LED不同，產生補丁現象。由於LED大屏 幕的像素多，為節省硬體常採用動態掃描的方式。對於小型的LED大屏幕顯示 系統來說，這種方法是可行的，但對LED大屏幕來說隨著像素的增加，數據傳 輸將佔用大量的時間，屏幕的顯示亮度會明顯下降，畫面的刷新也將跟不上， 出現畫面不連續的現象。目前的LED屏還存在壽命短，性價比低的缺點，絕大 部分LED屏均只能提供一年保修，不是廠家不願意修，而是修的效果不好，尤 其是室外屏，使用過二年後就無法修了。
發明內容
本實用新型的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種LED線性屏 幕，其可實現逐點驅動LED，還可根據實際需要調整屏幕的大小及形狀，外形 美觀，刷屏速度快，LED亮度穩定均勻，安裝維修及更新容易，顯示效果好且 壽命長。
本實用新型的目的通過下述方案實現本線性LED屏幕，包括採用剛性格 柵結構的屏幕框體、在剛性格柵上按線性陣列布置的LED燈串、內嵌於LED 燈塑封內的驅動晶片，各路LED燈串間相互並聯，各LED燈相應安裝在所述線 性陣列的節點位置，每個節點上LED燈與該節點上的驅動晶片的連接，同一路 LED燈串上的各個驅動晶片相串聯，且各驅動晶片分別與外部控制裝置通過信 號線連接，並與電源線、接地線連接。
為更好地實現本實用新型，所述剛性格柵可根據需要製作成相應形狀， 如圓形、環形、橢圓形、多邊形等平面形狀或圓筒形、四方體形等立體形狀。
所述剛性格柵的柵條由斷面為n型的塑料架與鋼絲繩或預製的鋼支架相
嵌接組成，各路LED燈串通過PCB板固定連接，所述PCB板安裝在n型塑料架上。
所述LED燈的塑封包括LED燈罩和LED燈座，LED燈安裝在LED燈座上並 密封在LED燈罩內，驅動晶片嵌裝在LED燈座內；LED燈罩為透明且不可燃的 球形或半球形的塑料，其工作溫度為-15 75°C。
每個節點上LED燈包括紅色、黃色、藍色LED燈，所述驅動晶片包括12 個埠 3個LED驅動埠、 3個信號輸入埠、 3個信號輸出埠，還有3 個埠為電源端、接地端、重啟端；3個LED驅動埠分別與該節點上的紅 色、黃色、藍色LED燈連接；所述3個信號輸入埠分別與外部控制裝置連 接或同一路LED燈串上前一節點的驅動晶片的3個信號輸出埠連接；所述 3個信號輸出埠與同一路LED燈串上後一節點的驅動晶片的3個信號輸入 埠連接；電源端與電源線連接，接地端與接地線連接；所述信號包括時鐘 信號、數據信號、使能信號，所述外部控制裝置由相連接的主機、信號中繼器 組成。
所述驅動晶片的3個信號輸入埠與3個信號輸出埠之間設有信號增 強電路，信號通過3個信號埠輸入後，經信號增強電路增強再由3個信號 埠輸出，保證信號在傳輸過程中不會衰減，即使傳輸很長的距離，來自外 部控制裝置(主機、信號中繼器)的信號也能夠準確無誤地傳遞到最後一個 LED節點，從而保證了每一個LED都能夠按照主機驅動程序工作，顯示的亮度 也不會減弱，因此確保了屏幕的顯示效果。
所述驅動晶片的信號線(3路信號輸入、3路信號輸出)採用屏蔽護套導 線，該屏蔽導線可以保護從主機引入至每一路的LED燈串的信號不受環境噪 音幹擾。
所述驅動晶片響應速度大於100萬Hz,程序數據格式為24位元數據。 本實用新型的工作原理是由於每個節點位置的LED燈都連接有驅動芯 片，外部控制裝置可以通過相應的驅動晶片對每個節點位置的LED燈的三個顏
色、亮度進行控制；同時，由於採用n型塑料架與鋼絲繩或預製的鋼支架相嵌
接組成的剛性格柵來安裝燈串，因此可以根據實際的需要來調整剛性格柵的大
小與形狀、線性LED燈串的數量及每路LED燈串上LED燈的個數，從而實現線 性LED屏幕的尺寸大小、形狀以及顯示內容的靈活設定。
本實用新型相對於現有技術具有如下的優點及效果本線性LED屏幕，其 可根據實際需要調整屏幕的大小及形狀，安裝、維修和更新都非常便利。驅動 晶片內設有功率調節電路和信號增強電路，功率調節電路可對每個LED節點進 行功率調節，使該節點的亮度與色差與其他節點保持一致。信號增強電路保證 信號在傳輸過程中不會衰減，從而保證了在LED節點數較大時(IO萬像素以 上)不會因為時差而產生刷屏快慢不一的現象。所述驅動晶片反應速度可達百 納秒級，因此顯屏百萬像素內每秒刷屏速度可達80次以上,整個LED屏亮度穩 定均勻，顯示效果好且顯示壽命長。
圖1是本實用新型線性LED屏幕的結構示意圖； 圖2是圖1所示剛性格柵的柵條、LED燈、信號線的結構示意圖； 圖3是本實用新型所述驅動晶片的內部結構示意圖； 圖4是圖1所示線性LED屏幕顯示廣州亞運會會徽的效果圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細說明。 實施例一
如圖l所示，本線性LED屏幕，包括採用剛性格柵結構的屏幕框體、在剛 性格柵1上按線性陣列布置的LED燈串、內嵌於LED燈塑封內的驅動晶片，各 路LED燈串間相互並聯，各LED燈2相應安裝在所述線性陣列的節點位置(每 個節點上LED燈2包括紅色、黃色、藍色LED燈，呈"品"字型排列)，每個 節點上LED燈2與該節點上的驅動晶片的連接，同一路LED燈串上的各個驅動 晶片通過信號線3相串聯，且各驅動晶片分別與主機4、信號中繼器5信號連 接，並與電源線6、接地線7連接。整個屏幕工作在220V電源電壓下，每一 路LED燈串都連接有一個交直流電壓器8，將220V電壓轉換為5V的直流電壓， 供各路所有節點的LED燈2及驅動晶片使用。
主機4輸出的信號，通過信號中繼器5分成時鐘信號、數據信號、使能信 號3路輸出，每一路LED燈串的首個LED燈2連接驅動晶片接受所述3路信號 輸出，並通過串聯的形式將控制信號傳遞到該路LED燈串的最後一個驅動晶片
上，從而實現控制整個屏幕各個驅動晶片及LED燈的工作情況。由於本驅動芯 片的工作頻率極高，其響應速度大於100萬Hz,程序數據格式為24位元數據， 所以從每路LED燈串的首個驅動晶片傳到最後一個晶片上的時間也非常短，使 屏幕的更新遠超過人眼的要求。
如圖2所示，本剛性格柵i的柵條由斷面為n型的塑料架9與鋼絲繩或
預製的鋼支架10相嵌接組成，各路LED燈串通過一片超薄的PCB板11串聯
並固定，該pcb板ii安裝在n型塑料架9上。上述剛性格柵1可根據需要制
作成相應形狀，如圓形、環形、橢圓形、多邊形等平面形狀或圓筒形、四方 體形等立體形狀。
如圖2所示，LED燈2的塑封包括LED燈罩2-l和LED燈座2-2， LED燈 安裝在LED燈座2-2上並密封在LED燈罩2-1內，驅動晶片嵌裝在LED燈座 2-2內；LED燈罩2-1為透明且不可燃的球形或半球形的塑料，其工作溫度為 -15 75。C。
驅動晶片的信號線3-l 3-6 (3路信號輸入、3路信號輸出)採用屏蔽 護套導線，該屏蔽導線可以保護從主機4引入至每一路的LED燈串的信號不 受環境噪音幹擾。如圖2所示，驅動晶片的信號線3-1 3-6 (3路信號輸入、 3路信號輸出)採用0. 15cm寬U型鋼扦口架與LED燈座2-2連接，所述電源 線6和接地線7因為要連接到同一路的所有驅動晶片，因此採用0. 30cm寬的 L型鋼扦口架與LED燈座2-2連接。通過上述結構使驅動晶片內嵌在LED燈座 2-2內，省去了安裝的麻煩，更有利於靈活使用。
如圖3所示，本驅動晶片有12個輸入輸出埠，驅動晶片內嵌於LED燈 2的塑封內，它有3個LED驅動埠 12 14與節點內紅、綠、藍色LED燈2 對應連接，這3個LED驅動埠的輸出數據決定了 LED燈2的灰度值。本驅動 晶片上方是3個信號輸入埠 15 17 (輸入時鐘信號，輸入數據信號，輸入 使能信號)，由它們來決定此驅動晶片的工作狀態，驅動晶片下方是3個信號 輸出埠18 20 (輸出時鐘信號，輸出數據信號，輸出使能信號)，3個信號 輸入埠 15 17分別與主機4、信號中繼器5連接或同一路LED燈串上前一 節點的驅動晶片的3個信號輸出埠 18 20連接；所述3個信號輸出埠 18 20與同一路LED燈串上後一節點的驅動晶片的3個信號輸入埠 15 17 連接；驅動晶片的側邊2個埠和上方1個埠分別是另外3個控制埠 (電 源端21、接地端22、重啟端23)，電源端21與電源線6連接，接地端22與
接地線7連接，而重啟端23則是在LED燈2工作異常時，可通過針狀器件按 擊重啟端23實現LED燈2的恢復。這樣的埠排列有利於各路LED燈串的驅 動晶片的串連，結構是合理的。
驅動晶片的3個信號輸入埠 15 17與3個信號輸出埠 18 20之間 可以設有信號增強電路，確保屏幕的顯示效果。
如圖4所示，通過本線性LED屏幕顯示廣州亞運會會徽，全屏幕高5米， 寬4米，總面積為20平方米。用200根直徑為4mm的鋼絲繩10上下固定，每 根鋼絲上安裝10塊LED燈串模塊，每個模塊可安裝25個LED燈2，每個模塊 可以單獨拆換，有利於維修和安裝。總共使用了 50000個LED燈2，平均每平 方米2500個，每個LED燈2都有獨立的驅動晶片。控制主機4輸出200路信 號，每路信號傳輸250個LED燈2，每路配一個5V直流電源，每路配一個信 號中繼器5，電源和信號均設置在底部。屏幕上所顯示的內容可以根據控制主 機4給出的信號進行動態更新。
如上所述，便可較好地實現本實用新型。
權利要求1、線性LED屏幕，其特徵在於包括採用剛性格柵結構的屏幕框體、在剛性格柵上按線性陣列布置的LED燈串、內嵌於LED燈塑封內的驅動晶片，各路LED燈串間相互並聯，各LED燈相應安裝在所述線性陣列的節點位置，每個節點上LED燈與該節點上的驅動晶片的連接，同一路LED燈串上的各個驅動晶片相串聯，且各驅動晶片分別與外部控制裝置通過信號線連接，並與電源線、接地線連接。
2、 根據權利要求1所述線性LED屏幕，其特徵在於所述剛性格柵為平面 形狀或者立體形狀，包括圓形、環形、橢圓形、多邊形或圓筒形、四方體形。
3、 根據權利要求1或2所述線性LED屏幕，其特徵在於所述剛性格柵的柵條由斷面為n型的塑料架與鋼絲繩或預製的鋼支架相嵌接組成，各路LED燈串通過PCB板固定連接，所述PCB板安裝在n型塑料架上。
4、 根據權利要求1所述線性LED屏幕，其特徵在於所述LED燈的塑封包 括LED燈罩和LED燈座，LED燈安裝在LED燈座上並密封在LED燈罩內，驅動芯 片嵌裝在LED燈座內；LED燈罩為透明且不可燃的球形或半球形的塑料，其工作 溫度為-15 75°C。
5、 根據權利要求1或4所述線性LED屏幕，其特徵在於每個節點上LED 燈包括紅色、黃色、藍色LED燈，所述驅動晶片包括12個埠 3個LED驅動 埠、 3個信號輸入埠、 3個信號輸出埠，還有3個埠為電源端、接地 端、重啟端；3個LED驅動埠分別與該節點上的紅色、黃色、藍色LED燈連 接；所述3個信號輸入埠分別與外部控制裝置連接或同一路LED燈串上前一 節點的驅動晶片的3個信號輸出埠連接;所述3個信號輸出埠與同一路LED 燈串上後一節點的驅動晶片的3個信號輸入埠連接；電源端與電源線連接， 接地端與接地線連接；所述信號包括時鐘信號、數據信號、使能信號，所述外 部控制裝置由相連接的主機、信號中繼器組成。
6、 根據權利要求5所述線性LED屏幕，其特徵在於所述驅動晶片的3個 信號輸入埠與3個信號輸出埠之間設有信號增強電路。
7、 根據權利要求5所述線性LED屏幕，其特徵在於所述驅動晶片的信號線採用屏蔽護套導線。
8、 根據權利要求5所述線性LED屏幕，其特徵在於所述驅動晶片響應速 度大於100萬Hz,程序數據格式為24位元數據。
專利摘要本實用新型提供線性LED屏幕，其包括採用剛性格柵結構的屏幕框體、在剛性格柵上按線性陣列布置的LED燈串、內嵌於LED燈塑封內的驅動晶片，各路LED燈串間相互並聯，各LED燈相應安裝在所述線性陣列的節點位置，每個節點上LED燈與該節點上的驅動晶片的連接，同一路LED燈串上的各個驅動晶片相串聯，且各驅動晶片分別與外部控制裝置通過信號線連接，並與電源線、接地線連接。本線性LED屏幕，其可實現逐點驅動LED，還可根據實際需要調整屏幕的大小及形狀，外形美觀，刷屏速度快，LED亮度穩定均勻，安裝維修及更新容易，顯示效果好且壽命長。
文檔編號F21S4/00GK201057388SQ20072005183
公開日2008年5月7日 申請日期2007年5月24日 優先權日2007年5月24日
發明者劉鳳達, 李紅深, 斌 鄧, 陳育濤 申請人:廣州矽芯電子科技有限公司