户外LED显示屏结构优化设计

王桥立 ,  孙晓光

(深圳市京东方智能显示技术有限公司,广东 深圳 518057)

摘要: 针对户外LED显示屏的特点详细探讨了其结构的优化设计。

关键词：LED显示屏；模组；箱体；结构优化设计                    

中国分类号：          文献标识码：        文章编号：

The  Optimum  Structural  Design  of  the  Outdoor LED Display

WANG  Qiao-Li  ,  SUN  Xiao-guang

(Shenzhen BOE Intelligent Display Technology Co.,LTD, Shenzhen 518057 ,china)

Abstract :  In this paper , the Optimum Structural Design of Ourdoor LED display is

discussed in detail according to its feature.

Key words: LED display ; module ; panel ; the Optimum Structural Design

1.     前言

LED电子显示屏是以先进的视频显示技术为核心，采用超高亮度LED电致发光材料为显示器件，配以音视频系统，播放各种图像及多媒体信息的显示系统。它集光电技术、计算机技术、视觉原理、工程结构技术等众多学科于一体，主要用于室内外大型电子图文及视频多媒体信息的显示。由于LED具有超高亮度，图像清晰，色彩鲜艳，驱动电压低，功耗小，耐震动，使用寿命长（10年），可适应恶劣环境下全天候工作，价格低廉等众多显著优势，使得LED显示屏已成为户外大型显示系统的领导产品。典型的户外LED显示屏结构组成如图1所示：由单只LED灯管封装构成显示模组（由电路及安装结构确定的具有显示功能的独立单元），显示模组安装于单元箱体上,单元箱体在钢结构框架上拼接装配构成LED显示大屏。其中模组是构成LED显示屏的最重要的环节，它很大程度上决定LED显示屏的显示效果。

图 1     户外LED显示屏结构组成

根据户外LED显示屏的工作环境及户外使用的要求，体现在工程结构工艺上必须从以下几个方面采取必要措施作针对性优化设计:

1.1 克服LED显示模组的拼装后的马赛克现象，解决LED显示屏整屏均匀性问题。

1.2 满足LED显示屏观看视角、视距的要求。

1.3 防水，防尘，抗老化，耐高低温，高湿度等在户外恶劣环境使用的要求。

1.4 模块化设计，方便安装，装配，易于检修，维护的要求。

本文将针对上述四个方面的特点从显示模组入手探讨户外LED显示屏结构的优化设计。

2.     模组的针对性优化设计

       LED灯管摆放位置的改进与优化

LED显示屏显示单元经历了由像素管到模组的转变过程，目前大多数厂商均已采用模块化结构，模块内各像素之间为等距分布，但像素内各灯管之间为非等间距分布，改进后像素与像素，像素内灯与灯之间，均为等距分布，相临像素间可共享形成独立像素，这样有利于动态像素的生成，提高一致性及图像质量。如图2所示。

改进前：非等距分布      改进后：等距分布

模组实例

图 2   改进前后的LED摆放位置

                                        模组遮阳罩的改进与优化

遮阳罩的作用之一为遮挡直射到LED灯管上的太阳光，它的结构形式，大小与显示屏的混色效果，观看视角，观看距离等有着密切的关系。目前户外屏都要求混色均匀，大水平视角(目前水平视角最大可达到120°)，较大的垂直视角(目前下视角最大可达到45°，一般情况均对上视角不作要求)，然而传统遮阳罩设计中对上述要求却考虑不足，存在下述弊端：一 , 每个像素一只遮阳罩，灯管距离遮阳罩较远，遮阳罩长度较长,过分夸大了遮挡太阳光的作用，导致LED显示屏视角小，均匀性、一致性较差; 二 , 遮阳罩表面反射率高，导致显示屏背景黑度不足，环境光对显示屏影响较大。针对上述两个不足，特对遮阳罩作了下述三个方面的改进与优化设计：          

1，                         Ⅰ. 将整个像素一只遮阳罩改为单只灯管一只遮阳罩，每只灯管都通过定位孔准确确定摆

2，                             放位置，然后再进行装配，简化了装配工艺 , 提高了效率，并可防止装配后灯管由

3，                             于外力的作用而扭弯，从而充分保证灯管的直列性，一致性。其次因每只灯管都有遮

4，                             阳罩，故各只灯管作用相当，从而淡化了独立像素的概念，提高了整屏像素的一致

5，                             性，并在一定程度上扩大了观看的水平视角。如图3所示。

Ⅱ. 缩短遮阳罩长度，并使灯管尽量靠近遮阳罩，满足较大的下视角的要求,如图3所示:

         改进前                         改进后

        图3  模组遮阳罩的优化与改进

Ⅲ. 整个模组采用进口优质工程塑料注塑，封装进口优质树脂防水胶，满足户外全天候使用及维护的要求，提供了良好的防水、防火和抗UV性能,同时在模组面罩表面进行特殊的哑光处理工艺，防止了环境光对屏体的干扰，提高了整屏的均匀性和一致性，消除了屏体的马赛克现象。如图4所示。

           图4  模组面罩表面处理示意图

3．结语

本文针对户外LED显示屏的特点探讨了LED显示屏结构优化设计。上述针对显示屏模组的优化设计现已申请了国家外观专利。实际应用中,在我公司承建的株洲房地产，大连天津街，北京平谷世纪广场等户外LED显示屏项目中的上述优化均取得的良好的效果。

[参考文献]

[1]  刘曙光. 全彩LED电子显示屏的可靠性预计[C]. 西安: 西安工程技术学院.  2002.

[2]  徐灏 . 机械设计手册[M] . 北京: 机械工业出版社.   2000

[3]  NICHIA  PARAMETER (日亚公司LED产品数据手册) . 2003

[4]  林师沛. 塑料配制与成型[M]. 北京: 化学工业出版社.  1975

[5]  LED显示屏通用规范. 2003