LED箱體、LED顯示屏及其組裝方法與流程

2023-12-10 01:08:49 2

本發明涉及LED顯示技術，更具體地，涉及用於LED顯示屏的LED箱體、LED顯示屏及其組裝方法。

背景技術：

發光二極體(LED)顯示屏具有以下方面的優越性：高灰度、寬可視角度、豐富的色彩以及可定製的屏幕形狀。因此，LED顯示屏被廣泛應用於工業、交通、商業廣告、信息發布、體育比賽等各個領域。

在LED顯示屏中使用的像素元件是LED。為了獲得大的顯示面積和解析度，LED屏通常包括多個LED箱體拼接而成。在LED箱體上安裝多個LED模塊。每個LED模塊包括安裝在印刷電路板上的多個LED組成的陣列以及驅動電路。在LED顯示屏中，LED箱體不僅為LED模塊提供機械支撐表面，而且在內部可以容納各種控制電路和導線，從而實現多個LED模塊的驅動和控制。

然而，在LED箱體拼接的設計中，由於製造誤差，需要預留出縫隙公差以便於安裝，而留出的縫隙從前面向後面看的時候就會出現透光現象。在LED顯示屏顯示畫面的時候，如果LED模塊之間的縫隙透光，就會影響整體的顯示效果。特別是在背面光線非常強烈的時候，縫隙透光嚴重幹擾到LED顯示屏的顯示(背面透過的光和前面顯示屏的光線亮度不一致)。在設計的時候都會考慮如何遮擋此縫隙造成的透光。一種方式是在LED顯示屏背面的縫隙處貼黑色絕緣膠帶，雖然解決了透光的問題，但是增加了黑色絕緣膠帶的使用。由於現場使用，難免歪斜不工整，降低了整個顯示屏的美觀和標準化組裝。在室外LED顯示屏的應用中，LED顯示屏背面的黑色絕緣膠帶可能隨著時間延長或日曬雨淋脫落，從而再次出現縫隙透光。

因此，期望進一步改進LED箱體的設計以遮擋LED模塊之間的縫隙，並且提高LED顯示屏在惡劣環境下的可靠性和耐用性。

技術實現要素：

鑑於上述問題，本發明的目的是提供一種改進的LED箱體、LED顯示屏及其組裝方法，其中利用LED箱體側面上的臺階遮擋LED模塊之間的縫隙，從而實現LED顯示屏的標準化組裝並且改善LED顯示屏在惡劣環境下的可靠性和耐用性。

根據本發明的一方面，提供一種LED箱體，包括：安裝面和背面，彼此相對並且分別用於固定LED模塊和支撐框架；以及多個側面，與所述安裝面和背面鄰接並且共同限定所述LED箱體的外殼，其中，所述多個側面包括第一組側面和第二組側面，所述第一組側面和第二組側面分別包括彼此相鄰的第一側面和第二側面，第一組側面包括臺階，所述臺階包括從所述安裝面向背面延伸的側壁和從側壁底端延伸的底面。

優選地，所述臺階的高度對應於側壁的高度，所述臺階的寬度對應於底面的寬度。

優選地，所述臺階的高度小於所述LED箱體的厚度。

優選地，所述臺階的高度在0.2毫米至5毫米的範圍內。

優選地，所述臺階的寬度在1毫米至10毫米的範圍內。

優選地，第二組側面包括臺階，所述臺階包括從所述安裝面向背面延伸的側壁和從側壁底端延伸的底面。

優選地，所述第二組側面的所述第一側面為相對於所述安裝面的右側面，所述第二組側面的第二側面為相對於所述安裝面的頂側面，所述第一組側面的所述第一側面為相對於所述安裝面的左側面，所述第一組側面的第二側面為相對於所述安裝面的下側面。

優選地，所述第一組側面的所述第一側面為相對於所述安裝面的右側面，所述第一組側面的第二側面為相對於所述安裝面的下側面，所述第二組側面的所述第一側面為相對於所述安裝面的左側面，所述第二組側面的第二側面為相對於所述安裝面的頂側面。

根據本發明的另一方面，提供一種LED顯示屏，包括：支撐框架；以及安裝在支撐框架上的多個箱體組件，其中，所述多個箱體組件分別包括LED箱體，以及安裝在所述LED箱體上的多個LED模塊，所述多個箱體組件的多個LED模塊拼接在一起形成整體的顯示屏，在一個箱體組件上安裝的多個LED模塊的中心相對於所述一個箱體組件的中心偏移。

優選地，所述LED箱體包括：安裝面和背面，彼此相對並且分別用於固定LED模塊和支撐框架；以及多個側面，與所述安裝面和背面鄰接並且共同限定所述LED箱體的外殼，其中，所述多個側面包括第一組側面和第二組側面，所述第一組側面和第二組側面分別包括彼此相鄰的第一側面和第二側面，第一組側面包括臺階，所述臺階包括從所述安裝面向背面延伸的側壁和從側壁底端延伸的底面。

優選地，所述偏移的方向包括選自上、下、左、右、左上、左下、右上、右下中的一種。

優選地，所述多個LED模塊包括在相應的一個箱體組件內部彼此鄰接的第三組側面和在相鄰的兩個箱體組件之間彼此鄰接的第四組側面。

優選地，所述多個LED模塊的所述第四組側面與所述臺階邊緣對齊，或者位於所述臺階的底面上方。

優選地，所述多個LED模塊的所述第四組側面之間形成第一縫隙，所述多個箱體組件的LED箱體之間形成第二縫隙，所述第一縫隙與所述第二縫隙在與所述多個LED模塊的表面方向平行的方向上彼此錯開。

優選地，在所述多個LED模塊的表面彼此錯開時，所述臺階用於容納所述多個LED模塊中的至少一些LED模塊以保持平整度。

優選地，所述支撐框架包括：彼此平行的多條橫向梁；以及多條彼此平行的縱向構件，其中，所述多條縱向構件的頂端和底端固定在所述多條橫向梁上，所述LED箱體固定在所述多條縱向構件上。

優選地，還包括：多個扣件，用於將所述LED箱體固定在所述多條縱向構件上。

優選地，所述多個扣件分別固定在相應一個LED箱體的背面。

優選地，所述多個扣件固定在相鄰的多個LED箱體的相鄰側邊和相鄰拐角位置。

優選地，所述臺階的高度對應於側壁的高度，所述臺階的寬度對應於底面的寬度。

優選地，所述臺階的高度小於所述LED箱體的厚度。

優選地，所述臺階的高度在0.2毫米至5毫米的範圍內。

優選地，所述臺階的寬度在1毫米至10毫米的範圍內。

優選地，第二組側面包括臺階，所述臺階包括從所述安裝面向背面延伸的側壁和從側壁底端延伸的底面。

優選地，所述第二組側面的所述第一側面為相對於所述安裝面的右側面，所述第二組側面的第二側面為相對於所述安裝面的頂側面，所述第一組側面的所述第一側面為相對於所述安裝面的左側面，所述第一組側面的第二側面為相對於所述安裝面的下側面。

優選地，所述第一組側面的所述第一側面為相對於所述安裝面的右側面，所述第一組側面的第二側面為相對於所述安裝面的下側面，所述第二組側面的所述第一側面為相對於所述安裝面的左側面，所述第二組側面的第二側面為相對於所述安裝面的頂側面。

根據本發明的又一方面，提供一種LED顯示屏的組裝方法，包括：在LED箱體的安裝面上，固定多個LED模塊，使得所述多個LED模塊拼接在一起，形成多個箱體組件；以及將所述多個箱體組件的背面固定在支撐框架上，使得不同箱體組件的多個LED模塊拼接在一起，形成LED顯示屏，其中，在形成多個箱體組件的步驟中，使得一個箱體組件上安裝的多個LED模塊的中心相對於所述一個箱體組件的中心偏移。

優選地，所述LED箱體包括：安裝面和背面，彼此相對並且分別用於固定LED模塊和支撐框架；以及多個側面，與所述安裝面和背面鄰接並且共同限定所述LED箱體的外殼，其中，所述多個側面包括第一組側面和第二組側面，所述第一組側面和第二組側面分別包括彼此相鄰的第一側面和第二側面，第一組側面包括臺階，所述臺階包括從所述安裝面向背面延伸的側壁和從側壁底端延伸的底面，在形成多個箱體組件的步驟中，將所述多個LED模塊的所述第四組側面與相應的LED箱體的臺階邊緣對齊，或者位於所述臺階的底面上方。

優選地，所述支撐框架包括：彼此平行的多條橫向梁；以及多條彼此平行的縱向構件，其中，所述多條縱向構件的頂端和底端固定在所述多條橫向梁上，在將所述多個箱體組件的背面固定在支撐框架上的步驟中，所述LED箱體的背面固定在所述多條縱向構件上。

根據本發明實施例的LED箱體利用側面上的臺階遮擋LED模塊之間的縫隙。在一個箱體組件上安裝的多個LED模塊的中心相對於所述一個箱體組件的中心偏移，使得LED模塊之間的縫隙的位置與臺階的位置相對應。該LED箱體可以實現LED顯示屏的標準化組裝並且改善LED顯示屏在惡劣環境下的可靠性和耐用性。在優選的實施例中，在多個LED模塊的表面彼此錯開時，所述臺階用於容納所述多個LED模塊中的至少一些LED模塊以保持平整度。

附圖說明

通過以下參照附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其他目的、特徵和優點將更為清楚。

圖1示出根據現有技術的LED箱體和LED模塊的組裝示意圖。

圖2示出根據本發明實施例的LED箱體和LED模塊的組裝示意圖。

圖3示出採用圖2所示的LED箱體和LED模塊組裝成的LED顯示屏的透視圖。

圖4和圖5分別示出根據本發明實施例的LED箱體和對照例的LED箱體遮擋縫隙透光的原理示意圖。

圖6和圖7分別示出根據本發明實施例的LED箱體和對照例的LED箱體保持平整度的原理示意圖。

具體實施方式

以下將參照附圖更詳細地描述本發明的各種實施例。在各個附圖中，相同的元件採用相同或類似的附圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪製。

本發明可以各種形式呈現，以下將描述其中一些示例。

圖1示出根據現有技術的LED箱體和LED模塊的組裝示意圖。LED箱體110包括安裝面111，在安裝面111上設有用於與堅固件結合的多個安裝位置，例如通孔、螺孔或凹槽等。LED箱體110的內部可以容納各種控制電路和導線。LED模塊120包括印刷電路板121和安裝在其上的多個LED組成的LED陣列122。進一步地，LED模塊120還可以包括安裝在印刷電路板121上的驅動電路，以及用於容納印刷電路板121及其上的驅動電路的外殼。在印刷電路板121上設有用於與堅固件結合的多個安裝位置，例如通孔、螺孔或凹槽等。

LED模塊120中的LED陣列122可以包括多個LED，例如包括8*9＝72個LED。在一個LED箱體110的安裝面111上，可以安裝多個LED模塊120，從而形成箱體組件100。例如，箱體組件100包括4個LED模塊，從而實現4*8*9＝288個LED。將LED箱體110上的安裝位置和LED模塊120上的安裝位置相對應，採用螺釘之類的緊固件將二者固定在一起。與單個LED模塊120相比，在一個LED箱體110上安裝多個LED模塊120可以擴大顯示面積和提高解析度。

在LED箱體110上安裝多個LED模塊120的排列方式可以有多種。在圖1的示例中，4個LED模塊120組成2*2的模塊陣列，即，每行2個LED模塊120以及每列兩個LED模塊120。然而，4個LED模塊120的排列方式也可以是組成1*4或4*1的模塊陣列。

在LED箱體110上安裝4個LED模塊120之後，形成了箱體組件100。由於4個LED模塊120彼此緊密鄰接，因此箱體組件100的長度和寬度分別與多個LED模塊的相應尺寸對應。即，箱體組件100的長度大致等於沿著長度方向排列的LED模塊120的長度之和，寬度大致等於沿著寬度方向排列的LED模塊120的寬度之和。

在該箱體組件100中，LED箱體110的長度和寬度分別小於箱體組件100的相應尺寸，以方便將箱體組件100進一步拼接成LED顯示屏。多個LED模塊120的第一組側面彼此鄰接，第二組側面位於LED箱體110的外部。

在將多個箱體組件100進一步拼接成LED顯示屏時，不同箱體組件100中多個LED模塊120的第二組側面彼此鄰接。然而，在LED箱體拼接的設計中，由於製造誤差，需要預留出縫隙公差以便於安裝。因此，不同箱體組件100的彼此鄰接的LED模塊120的第二組側面之間形成第一縫隙，彼此鄰接的LED箱體110的側面之間形成第二縫隙。該第一縫隙與第二縫隙的位置對應，形成直接的開口，從而背面光線可以依次穿過第二縫隙和第一縫隙到達前面。在顯示圖像時，縫隙透光影響整體的顯示效果。

在LED顯示屏背面的第二縫隙處貼黑色絕緣膠帶，雖然解決了透光的問題，但是增加了黑色絕緣膠帶的使用，不僅不利於美觀和標準化組裝，而且導致LED顯示屏的耐用性變差。

圖2示出根據本發明實施例的LED箱體和LED模塊的組裝示意圖。LED箱體210包括安裝面211，在安裝面211上設有用於與堅固件結合的多個安裝位置，例如通孔、螺孔或凹槽等。LED箱體210的內部可以容納各種控制電路和導線。LED模塊220包括印刷電路板221和安裝在其上的多個LED組成的LED陣列222。進一步地，LED模塊220還可以包括安裝在印刷電路板221上的驅動電路，以及用於容納印刷電路板221及其上的驅動電路的外殼。在印刷電路板221上設有用於與堅固件結合的多個安裝位置，例如通孔、螺孔或凹槽等。

LED模塊220中的LED陣列221可以包括多個LED，例如包括8*9＝72個LED。在一個LED箱體210的安裝面211上，可以安裝多個LED模塊220，從而形成箱體組件200。在LED箱體210上安裝多個LED模塊220的固定方式和排列方式與圖1所示的現有箱體組件相同，在此不再詳述。以下將描述根據本發明實施例的LED箱體210及LED模塊220的排列方式的不同之處。

LED箱體210大致為矩狀體，包括4個側面，與安裝面和背面鄰接並且共同限定該LED箱體的外殼。LED箱體210包括第一組側面和第二組側面，分別包括沿著LED箱體210的長度方向和寬度方向延伸且彼此相鄰的第一側面和第二側面。例如在圖2所示的示例中，LED箱體210中第一組側面為相對於安裝面211的左側面和下側面，第二組側面包括相對於安裝面211的右側面和頂側面。作為一種替代的實施例，所述LED箱體210中第一組側面可以為相對於安裝面211的右側面和下側面，第二組側面包括相對於安裝面211的左側面和頂側面。在LED箱體210的至少第一組側面形成臺階212。在圖2所示的示例中，該臺階212包括從安裝面211向下延伸的側壁以及從側壁底端橫向延伸的底面。臺階212的寬度即底面的寬度為尺寸A或B，臺階212的高度即側壁的高度為尺寸C。在第一組側面中，臺階212的寬度分別為尺寸A和B。該尺寸A和B可以相等或不等。在替代的實施例中，LED箱體210的第二組側面也可以形成臺階212。臺階212的寬度A和B可以根據LED箱體210的間距來確定，例如為1毫米至10毫米，優選為1.5毫米。臺階212的高度C小於LED箱體210的厚度，例如為0.2毫米至5毫米，優選為1毫米。

在LED箱體210上安裝4個LED模塊220之後，形成了箱體組件200。由於4個LED模塊220彼此緊密鄰接，因此箱體組件200的長度和寬度分別與多個LED模塊的相應尺寸對應。即，箱體組件200的長度大致等於沿著長度方向排列的LED模塊220的長度之和，寬度大致等於沿著寬度方向排列的LED模塊220的寬度之和。

在該箱體組件200中，LED箱體210的長度和寬度分別小於箱體組件200的相應尺寸，以方便將箱體組件200進一步拼接成LED顯示屏。在拼接成LED顯示屏時，多個LED模塊220的第一組側面彼此鄰接。與圖1所示的現有箱體組件不同，在LED箱體210中第一組側面處，LED模塊220的第二組側面與臺階邊緣對齊，或者位於臺階的底面上方。在LED箱體210中第二組側面處，LED模塊220的第二組側面位於LED箱體210的外部。因而，多個LED模塊200在LED箱體210上並非中心對齊，而是相對於LED箱體210向右上方向偏移預定距離。在替代的實施例中，所述偏移的方向包括選自上、下、左、右、左上、左下、右上、右下中的一種。在本申請中，LED箱體210的中心所在位置為LED箱體背面的中心位置。

圖3示出採用圖2所示的LED箱體和LED模塊組裝成的LED顯示屏的透視圖。該LED顯示屏300包括多個拼接在一起的箱體組件200。箱體組件200分別包括一個LED箱體210和四個LED模塊220。LED顯示屏300還包括支撐框架。該支撐框架例如包括兩條彼此平行的橫向梁240和多條彼此平行的縱向構件250。所述多條縱向構件250的頂端和底端固定在橫向梁240上。

LED箱體210包括彼此相對的安裝面和背面。在將LED箱體210和LED模塊220組裝成箱體組件200之後，進一步將箱體組件200固定在支撐框架的縱向構件250上。例如，可以採用扣件將LED箱體210的背面與縱向構件250固定在一起。

該扣件例如為金屬板。在一個實施例中，採用一組緊固件將扣件固定在一個LED箱體210的背面上，然後採用另一組緊固件將扣件進一步固定在縱向構件250上，從而利用縱向構件實現多個LED箱體210的互連接。在另一個實施例中，採用一組堅固件將扣件固定在彼此相鄰的多個LED箱體210的相鄰側邊和相鄰拐角位置，然後採用另一組緊固件將扣件進一步固定在縱向構件250上，從而利用扣件實現至少一些LED箱體210的互連接，然後利用縱向構件實現更多個LED箱體210的互連接。

在上述的組裝過程中，通過調整LED箱體210在縱向構件250上的安裝位置，使得多個箱體組件200中的LED模塊220彼此緊密鄰接並且位於同一個平面上。在LED顯示屏300中，不同箱體組件200中多個LED模塊220的第二組側面彼此鄰接。由於製造誤差，在LED模塊220之間需要預留出縫隙公差以便於安裝。因此，不同箱體組件200的彼此鄰接的LED模塊220的第二組側面之間形成第一縫隙，彼此鄰接的LED箱體210的側面之間形成第二縫隙。

圖4和圖5分別示出根據本發明實施例的LED箱體和對照例的LED箱體遮擋縫隙透光的原理示意圖。

在本發明的實施例中，LED模塊220的之間的第一縫隙位於臺階處，與LED箱體210之間的第二縫隙的位置在水平方向上彼此錯開。在本申請中，術語「水平方向」表示與LED模塊的顯示表面大致平行的方向。背面光線進入第二縫隙之後受到LED模塊220的背面和臺階的底面和側壁的阻擋，從而難以穿過第一縫隙。因此，根據本發明實施例的LED箱體不僅允許預留縫隙公差，而且利用LED箱體側面上的臺階遮擋LED模塊之間的縫隙，從而實現LED顯示屏的標準化組裝並且改善LED顯示屏在惡劣環境下的可靠性和耐用性。

在對照例中，不同箱體組件100的彼此鄰接的LED模塊120的第二組側面之間形成第一縫隙，彼此鄰接的LED箱體110的側面之間形成第二縫隙。該第一縫隙與第二縫隙的位置對應，形成直接的開口，從而背面光線可以依次穿過第二縫隙和第一縫隙到達前面。在LED顯示屏背面的第二縫隙處貼黑色絕緣膠帶，雖然解決了透光的問題，但是增加了黑色絕緣膠帶的使用，不僅不利於美觀和標準化組裝，而且由於黑色絕緣膠帶容易脫落導致LED顯示屏的耐用性變差。

圖6和圖7分別示出根據本發明實施例的LED箱體和對照例的LED箱體保持平整度的原理示意圖。

在本發明的實施例中，LED模塊220的之間的第一縫隙位於臺階處，與箱體組件200之間的第二縫隙的位置在水平方向上彼此錯開。由於製造誤差，在LED模塊220之間需要預留出平整度公差以便於安裝。在相鄰的箱體組件200的安裝面彼此錯開時，可以利用LED箱體210的臺階提供容納LED模塊220的空間，使得相鄰箱體組件200上的LED模塊220的表面雖然彼此錯開，但仍然可以維持彼此平行的狀態，從而保持平整度。在本申請中，術語「水平方向」表示與LED模塊的顯示表面大致平行的方向，「垂直方向」表示與LED模塊的顯示表面大致垂直的方向。

在對照例中，LED箱體310的側面沒有形成臺階。LED模塊320相對於LED箱體310偏移設置。在組裝成LED顯示屏時，LED模塊320的之間的第一縫隙位於LED箱體310的表面上方，與LED箱體310之間的第二縫隙的位置在水平方向上彼此錯開。背面光線進入第二縫隙之後受到LED模塊320的背面的阻擋，從而難以穿過第一縫隙。該對照例可以解決透光的問題。然而，在相鄰的箱體組件300的安裝面彼此錯開時，由於沒有LED箱體310的臺階提供容納LED模塊320的空間，因此箱體組件300上的LED模塊320相對於LED顯示屏的整體表面發生傾斜，從而不能保持平整度。

在對照例中，只有通過在安裝時保持多個LED模塊320的表面平齊，才能保持整個LED顯示屏的平整度。在LED模塊320之間難以預留出平整度公差，從而造成安裝不便。並且，由於多個LED模塊320的表面錯開是難以避免的，因此，LED顯示屏的顯示效果由於表面不平整而受到影響。

依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。