专利名称：线性led屏幕的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED大屏幕电子显示屏技术，具体是指线性LED屏幕。
背景技术：
近年来，LED大屏幕电子显示屏作为一种高科技产品日益引起人们的重 视。它可以实时显示或循环播放文字，图形和图像信息，具有显示方式丰富， 观赏性强，显示内容修改方便，亮度高，显示稳定且寿命长等多种优点，被广 泛应用于商业广告，体育比赛，交通等诸多领域，是信息传播的有力工具之一。
目前的LED大屏幕显示系统采用点阵式模板来制作，通常是8X8， 16X 16的电路板，屏幕越大，需要的模板就越多，电路的连接就越复杂。而且一 旦固定大小以后，要重新改变就很困难，灵活性不强。同时，由于后台线路复 杂，当一个模板损坏后要更换时极容易损伤到相邻的模板。而且新换上去的模 板由于新的LED光强和色差都与老的LED不同，产生补丁现象。由于LED大屏 幕的像素多，为节省硬件常采用动态扫描的方式。对于小型的LED大屏幕显示 系统来说，这种方法是可行的，但对LED大屏幕来说随着像素的增加，数据传 输将占用大量的时间，屏幕的显示亮度会明显下降，画面的刷新也将跟不上， 出现画面不连续的现象。目前的LED屏还存在寿命短，性价比低的缺点，绝大 部分LED屏均只能提供一年保修，不是厂家不愿意修，而是修的效果不好，尤 其是室外屏，使用过二年后就无法修了。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种LED线性屏 幕，其可实现逐点驱动LED，还可根据实际需要调整屏幕的大小及形状，外形 美观，刷屏速度快，LED亮度稳定均匀，安装维修及更新容易，显示效果好且 寿命长。
本实用新型的目的通过下述方案实现本线性LED屏幕，包括采用刚性格 栅结构的屏幕框体、在刚性格栅上按线性阵列布置的LED灯串、内嵌于LED 灯塑封内的驱动芯片，各路LED灯串间相互并联，各LED灯相应安装在所述线 性阵列的节点位置，每个节点上LED灯与该节点上的驱动芯片的连接，同一路 LED灯串上的各个驱动芯片相串联，且各驱动芯片分别与外部控制装置通过信 号线连接，并与电源线、接地线连接。
为更好地实现本实用新型，所述刚性格栅可根据需要制作成相应形状， 如圆形、环形、椭圆形、多边形等平面形状或圆筒形、四方体形等立体形状。
所述刚性格栅的栅条由断面为n型的塑料架与钢丝绳或预制的钢支架相
嵌接组成，各路LED灯串通过PCB板固定连接，所述PCB板安装在n型塑料架上。
所述LED灯的塑封包括LED灯罩和LED灯座，LED灯安装在LED灯座上并 密封在LED灯罩内，驱动芯片嵌装在LED灯座内；LED灯罩为透明且不可燃的 球形或半球形的塑料，其工作温度为-15 75°C。
每个节点上LED灯包括红色、黄色、蓝色LED灯，所述驱动芯片包括12 个端口 3个LED驱动端口、 3个信号输入端口、 3个信号输出端口，还有3 个端口为电源端、接地端、重启端；3个LED驱动端口分别与该节点上的红 色、黄色、蓝色LED灯连接；所述3个信号输入端口分别与外部控制装置连 接或同一路LED灯串上前一节点的驱动芯片的3个信号输出端口连接；所述 3个信号输出端口与同一路LED灯串上后一节点的驱动芯片的3个信号输入 端口连接；电源端与电源线连接，接地端与接地线连接；所述信号包括时钟 信号、数据信号、使能信号，所述外部控制装置由相连接的主机、信号中继器 组成。
所述驱动芯片的3个信号输入端口与3个信号输出端口之间设有信号增 强电路，信号通过3个信号端口输入后，经信号增强电路增强再由3个信号 端口输出，保证信号在传输过程中不会衰减，即使传输很长的距离，来自外 部控制装置(主机、信号中继器)的信号也能够准确无误地传递到最后一个 LED节点，从而保证了每一个LED都能够按照主机驱动程序工作，显示的亮度 也不会减弱，因此确保了屏幕的显示效果。
所述驱动芯片的信号线(3路信号输入、3路信号输出)采用屏蔽护套导 线，该屏蔽导线可以保护从主机引入至每一路的LED灯串的信号不受环境噪 音干扰。
所述驱动芯片响应速度大于100万Hz,程序数据格式为24位元数据。 本实用新型的工作原理是由于每个节点位置的LED灯都连接有驱动芯 片，外部控制装置可以通过相应的驱动芯片对每个节点位置的LED灯的三个颜
色、亮度进行控制；同时，由于采用n型塑料架与钢丝绳或预制的钢支架相嵌
接组成的刚性格栅来安装灯串，因此可以根据实际的需要来调整刚性格栅的大
小与形状、线性LED灯串的数量及每路LED灯串上LED灯的个数，从而实现线 性LED屏幕的尺寸大小、形状以及显示内容的灵活设定。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果本线性LED屏幕，其 可根据实际需要调整屏幕的大小及形状，安装、维修和更新都非常便利。驱动 芯片内设有功率调节电路和信号增强电路，功率调节电路可对每个LED节点进 行功率调节，使该节点的亮度与色差与其他节点保持一致。信号增强电路保证 信号在传输过程中不会衰减，从而保证了在LED节点数较大时(IO万像素以 上)不会因为时差而产生刷屏快慢不一的现象。所述驱动芯片反应速度可达百 纳秒级，因此显屏百万像素内每秒刷屏速度可达80次以上,整个LED屏亮度稳 定均匀，显示效果好且显示寿命长。
图1是本实用新型线性LED屏幕的结构示意图； 图2是图1所示刚性格栅的栅条、LED灯、信号线的结构示意图； 图3是本实用新型所述驱动芯片的内部结构示意图； 图4是图1所示线性LED屏幕显示广州亚运会会徽的效果图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明。 实施例一
如图l所示，本线性LED屏幕，包括采用刚性格栅结构的屏幕框体、在刚 性格栅1上按线性阵列布置的LED灯串、内嵌于LED灯塑封内的驱动芯片，各 路LED灯串间相互并联，各LED灯2相应安装在所述线性阵列的节点位置(每 个节点上LED灯2包括红色、黄色、蓝色LED灯，呈"品"字型排列)，每个 节点上LED灯2与该节点上的驱动芯片的连接，同一路LED灯串上的各个驱动 芯片通过信号线3相串联，且各驱动芯片分别与主机4、信号中继器5信号连 接，并与电源线6、接地线7连接。整个屏幕工作在220V电源电压下，每一 路LED灯串都连接有一个交直流电压器8，将220V电压转换为5V的直流电压， 供各路所有节点的LED灯2及驱动芯片使用。
主机4输出的信号，通过信号中继器5分成时钟信号、数据信号、使能信 号3路输出，每一路LED灯串的首个LED灯2连接驱动芯片接受所述3路信号 输出，并通过串联的形式将控制信号传递到该路LED灯串的最后一个驱动芯片
上，从而实现控制整个屏幕各个驱动芯片及LED灯的工作情况。由于本驱动芯 片的工作频率极高，其响应速度大于100万Hz,程序数据格式为24位元数据， 所以从每路LED灯串的首个驱动芯片传到最后一个芯片上的时间也非常短，使 屏幕的更新远超过人眼的要求。
如图2所示，本刚性格栅i的栅条由断面为n型的塑料架9与钢丝绳或
预制的钢支架10相嵌接组成，各路LED灯串通过一片超薄的PCB板11串联
并固定，该pcb板ii安装在n型塑料架9上。上述刚性格栅1可根据需要制
作成相应形状，如圆形、环形、椭圆形、多边形等平面形状或圆筒形、四方 体形等立体形状。
如图2所示，LED灯2的塑封包括LED灯罩2-l和LED灯座2-2， LED灯 安装在LED灯座2-2上并密封在LED灯罩2-1内，驱动芯片嵌装在LED灯座 2-2内；LED灯罩2-1为透明且不可燃的球形或半球形的塑料，其工作温度为 -15 75。C。
驱动芯片的信号线3-l 3-6 (3路信号输入、3路信号输出)采用屏蔽 护套导线，该屏蔽导线可以保护从主机4引入至每一路的LED灯串的信号不 受环境噪音干扰。如图2所示，驱动芯片的信号线3-1 3-6 (3路信号输入、 3路信号输出)采用0. 15cm宽U型钢扦口架与LED灯座2-2连接，所述电源 线6和接地线7因为要连接到同一路的所有驱动芯片，因此采用0. 30cm宽的 L型钢扦口架与LED灯座2-2连接。通过上述结构使驱动芯片内嵌在LED灯座 2-2内，省去了安装的麻烦，更有利于灵活使用。
如图3所示，本驱动芯片有12个输入输出端口，驱动芯片内嵌于LED灯 2的塑封内，它有3个LED驱动端口 12 14与节点内红、绿、蓝色LED灯2 对应连接，这3个LED驱动端口的输出数据决定了 LED灯2的灰度值。本驱动 芯片上方是3个信号输入端口 15 17 (输入时钟信号，输入数据信号，输入 使能信号)，由它们来决定此驱动芯片的工作状态，驱动芯片下方是3个信号 输出端口18 20 (输出时钟信号，输出数据信号，输出使能信号)，3个信号 输入端口 15 17分别与主机4、信号中继器5连接或同一路LED灯串上前一 节点的驱动芯片的3个信号输出端口 18 20连接；所述3个信号输出端口 18 20与同一路LED灯串上后一节点的驱动芯片的3个信号输入端口 15 17 连接；驱动芯片的侧边2个端口和上方1个端口分别是另外3个控制端口 (电 源端21、接地端22、重启端23)，电源端21与电源线6连接，接地端22与
接地线7连接，而重启端23则是在LED灯2工作异常时，可通过针状器件按 击重启端23实现LED灯2的恢复。这样的端口排列有利于各路LED灯串的驱 动芯片的串连，结构是合理的。
驱动芯片的3个信号输入端口 15 17与3个信号输出端口 18 20之间 可以设有信号增强电路，确保屏幕的显示效果。
如图4所示，通过本线性LED屏幕显示广州亚运会会徽，全屏幕高5米， 宽4米，总面积为20平方米。用200根直径为4mm的钢丝绳10上下固定，每 根钢丝上安装10块LED灯串模块，每个模块可安装25个LED灯2，每个模块 可以单独拆换，有利于维修和安装。总共使用了 50000个LED灯2，平均每平 方米2500个，每个LED灯2都有独立的驱动芯片。控制主机4输出200路信 号，每路信号传输250个LED灯2，每路配一个5V直流电源，每路配一个信 号中继器5，电源和信号均设置在底部。屏幕上所显示的内容可以根据控制主 机4给出的信号进行动态更新。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
权利要求1、线性LED屏幕，其特征在于包括采用刚性格栅结构的屏幕框体、在刚性格栅上按线性阵列布置的LED灯串、内嵌于LED灯塑封内的驱动芯片，各路LED灯串间相互并联，各LED灯相应安装在所述线性阵列的节点位置，每个节点上LED灯与该节点上的驱动芯片的连接，同一路LED灯串上的各个驱动芯片相串联，且各驱动芯片分别与外部控制装置通过信号线连接，并与电源线、接地线连接。
2、 根据权利要求1所述线性LED屏幕，其特征在于所述刚性格栅为平面 形状或者立体形状，包括圆形、环形、椭圆形、多边形或圆筒形、四方体形。
3、 根据权利要求1或2所述线性LED屏幕，其特征在于所述刚性格栅的栅条由断面为n型的塑料架与钢丝绳或预制的钢支架相嵌接组成，各路LED灯串通过PCB板固定连接，所述PCB板安装在n型塑料架上。
4、 根据权利要求1所述线性LED屏幕，其特征在于所述LED灯的塑封包 括LED灯罩和LED灯座，LED灯安装在LED灯座上并密封在LED灯罩内，驱动芯 片嵌装在LED灯座内；LED灯罩为透明且不可燃的球形或半球形的塑料，其工作 温度为-15 75°C。
5、 根据权利要求1或4所述线性LED屏幕，其特征在于每个节点上LED 灯包括红色、黄色、蓝色LED灯，所述驱动芯片包括12个端口 3个LED驱动 端口、 3个信号输入端口、 3个信号输出端口，还有3个端口为电源端、接地 端、重启端；3个LED驱动端口分别与该节点上的红色、黄色、蓝色LED灯连 接；所述3个信号输入端口分别与外部控制装置连接或同一路LED灯串上前一 节点的驱动芯片的3个信号输出端口连接;所述3个信号输出端口与同一路LED 灯串上后一节点的驱动芯片的3个信号输入端口连接；电源端与电源线连接， 接地端与接地线连接；所述信号包括时钟信号、数据信号、使能信号，所述外 部控制装置由相连接的主机、信号中继器组成。
6、 根据权利要求5所述线性LED屏幕，其特征在于所述驱动芯片的3个 信号输入端口与3个信号输出端口之间设有信号增强电路。
7、 根据权利要求5所述线性LED屏幕，其特征在于所述驱动芯片的信号线采用屏蔽护套导线。
8、 根据权利要求5所述线性LED屏幕，其特征在于所述驱动芯片响应速 度大于100万Hz,程序数据格式为24位元数据。
专利摘要本实用新型提供线性LED屏幕，其包括采用刚性格栅结构的屏幕框体、在刚性格栅上按线性阵列布置的LED灯串、内嵌于LED灯塑封内的驱动芯片，各路LED灯串间相互并联，各LED灯相应安装在所述线性阵列的节点位置，每个节点上LED灯与该节点上的驱动芯片的连接，同一路LED灯串上的各个驱动芯片相串联，且各驱动芯片分别与外部控制装置通过信号线连接，并与电源线、接地线连接。本线性LED屏幕，其可实现逐点驱动LED，还可根据实际需要调整屏幕的大小及形状，外形美观，刷屏速度快，LED亮度稳定均匀，安装维修及更新容易，显示效果好且寿命长。
文档编号F21S4/00GK201057388SQ20072005183
公开日2008年5月7日 申请日期2007年5月24日 优先权日2007年5月24日
发明者刘凤达, 李红深, 斌 邓, 陈育涛 申请人:广州硅芯电子科技有限公司