专利名称：大面积led彩色显示幕墙的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED显示幕墙，具体涉及一种大面积LED彩色显示幕墙，主要适用于大厦墙面装饰亮化和显示，尤其适于作为大型彩色显示幕墙装置。
背景技术：
发光二极管(简称LED，是Light-Emitting-Diode的书写)是一种能够将电能转化为可见光的半导体发光器件，具有发光效率高、光线质量高、光色纯、能耗小、寿命长、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活等优点。以上这些优点使得LED被认为是一种理想的绿色光源，其已经越来越多的被成功的应用在工程照明和显示领域，给人们以全新的感觉比如在色彩的表现能力、灯光的控制能力、环保节能等环节上，要比传统的霓虹灯、白炽灯、卤钨灯等具有优势。
目前，高层建筑物的外墙面一般是配以普通的霓虹灯、卤素灯等来进行夜景点缀和装饰，在一些重要的建筑物上可以看到各种类型和设计的大型显示设备，它们被用于商家产品和服务的各种广告或者用来发布新闻，或者以动感的视觉效果来提升建筑物的夜间景观。大型的平板显示设备广泛地采用高亮度的LED作为显示器件。但这些显示装置应用到大厦的规划和设计中，必须要解决的问题是，不但要避免影响到楼宇窗户合理的最佳的视角范围、采光要求，而且良好的散热性能，防水、抗老化性能；还需要解决的是满足室外的环境要求以及方便安装、维护该装置的问题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述已有技术存在的不足，提供一种大面积LED彩色显示幕墙，能保证楼层之间玻璃立面、窗户等采光结构的采光要求及视角范围；进一步要解决的技术问题依次是，该显示幕墙具有良好的散热性能；该显示幕墙具有防水、抗老化性能；该显示幕墙方便安装、维护。
本实用新型采用的技术方案是，一种大面积LED彩色显示幕墙，包括多个安装在外墙上显示模组，所述显示模组包括型腔1、设在型腔1中的灯板3、设在灯板3上的由LED 7构成的像素，所述显示模组为细长的长方体结构，多个所述显示模组的布置方式为中间设有空位的间隔拼接式，其中，每个显示模组上包括2～200个像素，每个像素包括红色、绿色、蓝色发光二极管，其中，在每个像素中，红色发光二极管的数量大于绿色、蓝色发光二极管的数量，绿色发光二极管的数量大于蓝色发光二极管的数量。
在上述大面积LED彩色显示幕墙中，每个显示模组上设计有2～20个像素，每个像素由红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管的数量配比为2∶2∶1或4∶2∶1或30∶28∶15。
在上述大面积LED彩色显示幕墙中，在所述型腔内壁设有凸缘，在所述凸缘向外的一面设有紧密装配的用导热性材料制成的散热片。
在上述大面积LED彩色显示幕墙中，在所述散热片与灯板相对于LED的反面设有用导热性材料制成的绝缘导热膜，在上述灯板、绝缘导热膜、散热片由小铜柱通过螺纹连接紧固。
在上述大面积LED彩色显示幕墙中，还包括面罩，在所述面罩上设有与LED位置相适应的通孔，LED贯穿所述通孔，在所述通孔的外侧，设有保护LED免受太阳光直射的保护凸缘。
在上述大面积LED彩色显示幕墙中，在所述面罩与灯板之间设有密封胶层。所述密封胶层与型腔壁结合，最好在对应的型腔壁上设置有齿状结构。
在上述大面积LED彩色显示幕墙中，还可包括与型腔连接的支架，在所述支架上设有卡槽，在所述型腔上设有与卡槽相匹配的卡钩；在型腔下部侧面设置有螺栓组件与支架紧固。可在支架与型腔之间设有分担承受模组重力的支撑条，所述支撑条斜向设置，下端与型腔连接，上端与支架连接。
与现有技术相比，本实用新型大面积LED彩色显示幕墙，由于所述显示模组为细长的长方体结构，显示模组的连接方式为中间设有空位的间隔拼接式，能保证楼层之间玻璃立面、窗户等采光结构的采光要求及视角范围；散热片和绝缘导热膜结构使该显示幕墙具有良好的散热性能；密封胶层结构使该显示幕墙具有良好的防水密封性能；面罩及面罩上的防止太阳光直射LED的保护凸缘结构，使该显示幕墙具有抗老化性能；上述卡槽和卡钩结构，使该显示幕墙安装和维护更加方便。
图1是本实用新型大面积LED彩色显示幕墙显示模组结构示意图；图2是图1显示模组中面罩的结构示意图；图3是图1显示模组中型腔截面图；图4为显示模组与幕墙横向支架的连接示意图；图5是本实用新型大面积LED彩色显示幕墙非线性像素平均技术的示意图。
具体实施方式
本实用新型的一种大面积LED彩色显示幕墙，包括若干显示模组，每个模组如图1所示，包括型腔1、设在型腔1中的灯板3、设在灯板3上的由红绿蓝LED7构成的像素，显示模组为细长的长方体结构，多个显示模组在建筑物外墙上的布置方式为中间设有空位的彼此平行间隔拼接方式；每个显示模组上设计有2～20个像素，每个像素由红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管按数量配比2∶2∶1或4∶2∶1或优选的30∶28∶15构成；在型腔1内壁设有凸缘11，在所述凸缘11向外的一面紧密装配有用导热性材料制成的散热片2。在所述散热片2与灯板3相对于LED7的反面之间设有用导热性材料制成的绝缘导热膜6。上述灯板3、绝缘导热膜6、散热片2由小铜柱5通过螺纹紧固连接。如图1至图2所示，显示幕墙还包括面罩4，在面罩4上设有与LED7位置相适应的通孔15，LED7贯穿所述通孔15，在通孔的外侧，设有保护LED免受太阳光直射的保护凸缘8；在面罩4与灯板3之间设有密封胶层9，密封胶层9与型腔1壁结合，在对应的型腔1壁上设置有齿状结构12。
如图4所示，上述大面积LED彩色显示幕墙，还包括与型腔1连接的支架50，在支架50上设有卡槽51，在所述型腔1上设有与卡槽51相匹配的卡钩21；在型腔1下部侧面设置有螺栓组件30与支架50紧固。在支架50与型腔1之间设有分担承受模组重力的支撑条40，支撑条40斜向设置，下端与型腔1连接，上端与支架50连接。
上述大面积LED彩色显示幕墙在一大厦上的具休实施例，大厦高180米，共42层，LED全彩显示幕墙系统主要安装于该大厦的临江外墙表面，适用于各类宣传、广告、信息的显示，并可与网络联结，实时显示各种信息。系统采用全天候型可拆装式模块化结构，配以高速扫描、残像虚拟、图像预失真，即抽取像素等合理的控制技术提高显示系统的画像解析度，实现与建筑物一体化的超大型显示屏幕。LED屏幕主要由136×23个全色LED显示模组组成，每个模组有12个LED像素，整屏像素共136行，137列，物理像素为37264个，水平方向像素间距为300mm，为不影响大厦的整体外观及采光，显示系统的像素分布采用非均匀像素分布，在图像处理上采用预失真技术给予补偿即抽取像素技术，整屏像素点为37264点，最大亮度大于600cd/m2，纵向最大像素间距定在1925mm。
如图1所示，为该实施例的显示模组示意图。显示模组最长为1686mm，标准模组内分为12个像素，每个像素由总共73颗红、绿、蓝色发光二极管构成，其中红色发光二极管为30颗，绿色发光二极管为28颗，蓝色发光二极管为15颗，即配比为30∶28∶15；模组内相邻像素点间距为300mm。显示模组主要由模组型腔1、装配组成LED像素的PCB灯板3、用来焊接密封型腔两端的端盖、灯板铝制散热片2、面罩4、绝缘导热膜6、硅胶密封层9、开关电源10、接线部件13、小铜柱5以及紧固装配用的螺钉等构成。开关电源10用螺钉11等紧固在型腔1内，螺钉与型腔之间垫有防水胶圈。接线部件13为安装在型腔底部的航空插头，起电源接入和信号处理接收连接作用。灯板铝制散热片2装在铝合金材料制成的型腔的内部凸缘11上，两者紧密接触可以进行热传导。灯板铝制散热片2和灯板3之间垫设绝缘导热膜6，而灯板上的LED套装着面罩4，LED仅仅露出外面一小部分。该面罩4由小铜柱5来定位，由于面罩4、铜柱5、散热片2均为金属，也同样可以将型腔内部的热量引导至外部空气中。在面罩4和灯板之间用黑色耐候硅胶密封，提升防护等级以适应露天的使用环境。
如附图3为模组型腔中间具体的截面图，型腔的两端用与之相配的铝制端盖密封，两者焊接紧密。图2为面罩结构图，该面罩可以盖住模组上的两个像素，那么一个模组共需要6个这样的面罩。由图可以清楚地看出每个LED的同一端均有保护的长条保护凸缘结构8。面罩表面采用阳极氧化处理，朝向外侧采用氟碳喷涂，颜色与横竖支架一致，保持协调。
图4为该实施例显示模组在大厦幕墙上的连接方式。显示模组的型腔1设计有卡插的结构，方便与幕墙的横向支架50插装，螺栓组件30与横向支架连接加固，在横向支架与模组的型腔之间还设计一支撑条40，用来分担承受模组的重力，提高安全系数。将各个显示模组，横向安装在高层大厦的幕墙外的骨架上即幕墙每层伸出来的横向支架上。由于考虑到保证楼层之间玻璃立面、窗户等采光结构的采光要求及视角范围，由显示模组等在大厦幕墙上所构成的大型LED显示屏幕，其横向像素与纵向像素之间的点间距(所述的点间距即两像素中心的垂直距离)不一致，甚至出现横向像素间和纵向像素间的点间距相差很大的现象，这给图像真实显示带来一个难题就是所显示出来的图像出现将被向某一个方向拉长了的感觉，即横向和纵向的图像比例比真实的图像比例发生了较大的变化，为了解决这个图像显示的问题，本实用新型的系统采用了一种新型的图像处理技术——非线性像素平均技术，所述的非线性像素平均技术说明如下设相邻横向像素间的点间距为N1mm，相邻纵向像素间的点间距为N2mm，假设N1≤N2，N2尽量设计为N1的整数倍N，即N2等于或约等于N1xN，这样在对图像处理时就抽取掉纵向的原先的(N-1)行像素，也就是说在纵向像素间可以看成存在着和横向像素点间距一致的(N-1)行像素，像素平均的意思就犹如把存在的纵向的这(N-1)行像素给虚拟了，如图5所示，每个打上剖面线的圆表示为一个像素16，虚线方框里的(N-1)行像素通过系统软件及计算机硬件功能而被虚拟，即这些被虚拟的像素不在彩显幕墙上显示出来。
权利要求1.一种大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，包括多个安装在外墙上显示模组，所述显示模组包括型腔(1)、设在型腔(1)中的灯板(3)、设在灯板(3)上的由LED(7)构成的像素，所述显示模组为细长的长方体结构，多个所述显示模组的布置方式为中间设有空位的间隔拼接式，其中，每个显示模组上包括2～200个像素，每个像素包括红色、绿色、蓝色发光二极管，其中，在每个像素中，红色发光二极管的数量大于绿色、蓝色发光二极管的数量，绿色发光二极管的数量大于蓝色发光二极管的数量。
2.根据权利要求1所述大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，每个显示模组上设计有2～20个像素，每个像素由红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管的数量配比为2∶2∶1或4∶2∶1或30∶28∶15。
3.根据权利要求1所述大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，在所述型腔(1)内壁设有凸缘(11)，在所述凸缘(11)向外的一面紧密装配有用导热性材料制成的散热片(2)。
4.根据权利要求3所述大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，每个显示模组上设计有2～20个像素，每个像素由红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管的数量配比为2∶2∶1或4∶2∶1或30∶28∶15。
5.根据权利要求3所述大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，在所述散热片(2)与灯板(3)相对于LED(7)的反面设有用导热性材料制成的绝缘导热膜(6)。
6.根据权利要求3所述大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，还包括面罩(4)，在所述面罩(4)上设有与LED(7)位置相适应的通孔，LED(7)贯穿所述通孔，在所述通孔的外侧，设有保护LED免受太阳光直射的保护凸缘(8)。
7.根据权利要求6所述大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，在所述面罩(4)与灯板(3)之间设有密封胶层(9)。
8.根据权利要求7所述大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，所述密封胶层(9)与型腔(1)壁结合，在对应的型腔(1)壁上设置有齿状结构(12)。
9.根据权利要求3-8中任何一项所述大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，还包括与型腔(1)连接的支架(50)，在所述支架(50)上设有卡槽(51)，在所述型腔(1)上设有与卡槽(51)相匹配的卡钩(21)；在型腔(1)下部侧面设置有螺栓组件(30)与支架(50)紧固。
10.根据权利要求3-8中任何一项所述大面积LED彩色显示幕墙，其特征在于，在支架(50)与型腔(1)之间设有分担承受模组重力的支撑条(40)，所述支撑条(40)斜向设置，下端与型腔(1)连接，上端与支架(50)连接。
专利摘要一种大面积LED彩色显示幕墙，包括安装在外墙上的多个显示模组，细长的长方体结构的显示模组包括型腔、设在型腔中的灯板、设在灯板上的由LED构成的像素，显示模组的布置方式为中间设有空位的平行间隔拼接方式。上述大面积LED彩色显示幕墙，每个显示模组上可设有2～20个像素，每个像素包括红色、绿色和蓝色发光二极管，三种颜色发光二极管的数量配比可以是2∶2∶1或4∶2∶1或30∶28∶15。与现有技术相比，本实用新型采用的显示模组为细长的长方体结构，且模组的布置方式为中间设有空位的间隔拼接式，能保证楼层之间玻璃立面、窗户等采光结构的采光要求及视角的同时，提供动态的彩色鲜艳的显示，同时具有很好的室外防护性能和较长的使用寿命。
文档编号G09F9/33GK2745157SQ20042009588
公开日2005年12月7日 申请日期2004年11月24日 优先权日2004年11月24日
发明者熊建明, 王胜国, 张双益, 徐 明, 杨晓斌 申请人:深圳沃科半导体照明有限公司