CN101599239A - 一种led显示装置和led显示屏箱体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED显示装置和LED显示屏箱体，LED显示装置包括至少一LED单元板，一信号线、一电源线和一地线；LED单元板包括PCB板，以及若干组LED发光二极管、至少两单线驱动控制芯片和至少一连接部；各组LED发光二极管设置在PCB板的第一侧面，各单线驱动控制芯片设置在PCB板的第二侧面；每一单线驱动控制芯片仅设置一信号输入接口和一信号输出接口，各单线驱动控制芯片仅通过一控制信号线串行级联；所述连接部用于与其他LED单元板的对应连接部相连接，并且，固定设置在所述PCB板上；信号线、电源线和地线分别印制在所述PCB板上，并且，相邻线等距排布。

Description

一种LED显示装置和LED显示屏箱体

技术领域

本发明涉及一种LED照明装置，特别是，涉及一种LED显示装置和LED显示屏箱体。

背景技术

发光二极管的英文是Light Emitting Diode(LED)，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED阳极流向阴极时，半导体材料就会发光，光的强弱与电流大小有关。多年来，LED一直在平板显示领域扮演着重要的角色，并且依靠其独特的高亮度、高强度、长寿命、可拼接使用、方便灵活等优点，使得它在大面积室内外显示，特别在体育，广告，金融、展览、交通等领域的应用相当广泛。

现有技术中，LED显示装置一般由若干LED单元板组成，每一LED单元板包括一PCB板，PCB板上设置若干LED发光二极管、电源线路、信号线路、电阻、电容、控制芯片、恒流芯片等等，由于PCB板上的电子元器件以及电子线路数量众多，布线非常复杂、接触不可靠、容易发生故障，并且，现有技术中，由于采用的控制芯片的限制，信号线路一般都包括两根以上，从而造成通讯复杂，线路间互相干扰，级联长度有限。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足，提供了一种简化PCB布板、结构简单、接触可靠、通讯单一、信号间无干扰的LED显示装置和LED显示屏箱体。

本发明的技术方案如下：一种LED显示装置，其中，包括：至少一LED单元板，一信号线、一电源线和一地线；所述LED单元板包括PCB板，以及若干组LED发光二极管、至少两单线驱动控制芯片和至少一连接部；各组LED发光二极管设置在所述PCB板的第一侧面，各单线驱动控制芯片设置在所述PCB板的第二侧面；每一单线驱动控制芯片仅设置一信号输入接口和一信号输出接口，各单线驱动控制芯片仅通过一控制信号线串行级联；一个所述单线驱动控制芯片仅控制一组LED，一组LED含R、G、B三色灯点；所述连接部固定设置在所述PCB板上，设置电源线接口、地线接口和仅一信号线接口，分别连通所述电源线、所述地线和所述信号线，用于与其他LED单元板的对应连接部相连接，实现各LED单元板电源线、地线和信号线的对应连通；所述信号线、所述电源线和所述地线设置在所述PCB板上。例如，所述信号线、所述电源线和所述地线相互平行排布，或者，相邻线等距排布。

所述的LED显示装置，其中，所述第一侧面为所述PCB板的任一侧边，所述第二侧面为所述PCB板用于布线的任一侧面；或者，所述第一侧面为所述PCB板用于布线的任一侧面，所述第二侧面为所述第一侧面的背面。

所述的LED显示装置，其中，所述LED单元板的形状至少是圆形、椭圆形、三角形、四边形或五边形的其中之一。

所述的LED显示装置，其中，一个所述单线驱动控制芯片仅控制一组LED，一组LED仅含R、G、B三个灯点。

所述的LED显示装置，其中，所述连接部至少包括凸部、凹部其中之一，分别与其对应连接部的凹部或凸部相适配。

所述的LED显示装置，其中，所述PCB板上还设置一信号地线。

所述的LED显示装置，其中，所述信号地线与所述电源地线合并设置。

所述的LED显示装置，其中，所述PCB板为3至10层PCB复合板，其中一层设置为地线层。

所述的LED显示装置，其中，所述LED单元板表面还设置一吸光涂层或防水涂层。

所述的LED显示装置，其中，各LED发光二极管为OLED发光二极管及其驱动结构。

一种LED显示屏箱体，其包括一箱体，以及至少二如上任一所述的LED显示装置；各所述LED显示装置规则设置在所述箱体中；所述LED显示装置设置至少一连接单元，其设置电源线接口、地线接口和仅一信号线接口，分别连通所述电源线、所述地线和所述信号线；各所述LED显示装置通过对应的连接单元实现电连接和信号连接。

采用上述方案，本发明通过将各组LED发光二极管和各单线驱动控制芯片分别设置在所述PCB板的两个侧面，可以在充分利用所述PCB板下，达到简化PCB布板，节约材料的目的；每一单线驱动控制芯片仅设置一信号输入接口和一信号输出接口，使接触可靠，避免复杂，并且，各单线驱动控制芯片仅通过一控制信号线串行级联，使通讯单一，无信号干扰；将所述信号线、所述电源线和所述地线，相邻线分别等距排布印制在所述PCB板上，同时，可以使所述PCB板美观、线路简单；通过固定设置在所述PCB板上的连接部与其他LED单元板的对应连接部相连接，连接方式简单、方便。由于数据包在芯片中就被分配完成，数据仅通过一根信号线传输，因此实现了无信号线的跳线或飞线，安装便捷、使用可靠；并且，由于LED显示装置，以及模组内均没有插接连线和跳线，确保了LED屏幕运行稳定、可靠，不存在接触件氧化而导致接插件接触不良。这样，还可以省掉防雨门的设计，使屏体轻巧，降低成本且利于通风散热。同时，可采用静态恒流驱动，确保屏体亮丽；无扫描干扰，利于摄像、音响静音。屏体可紧贴墙面安装，确保屏幕整体的安全和美观；安装和维修可以从正面拆卸，不需要移动其他模组。这样，可以制作出全球独有的超轻、超薄、超亮、高精度、高可靠、便于移动安装的刀片式LED大屏幕。

附图说明

图1是本发明中实施例1的示意图；

图2是本发明中PCB板的电路示意图；

图3是本发明中实施例2的示意图；

图4是本发明中实施例4的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

本实施例提供了一种LED显示装置，所述LED显示装置包括至少一LED单元板，一信号线、一电源线和一地线，所述信号线、所述电源线和所述地线设置在所述PCB板上，例如，各线并排设置。

如图1所示，所述LED单元板包括PCB板102，在所述PCB板102的第一侧面105上，设置有若干组LED发光二极管101；在PCB板102的第二侧面106上设置至少两单线驱动控制芯片104，第一侧面105和第二侧面106为所述PCB板102相背的两个侧面，即为PCB板用于布线的两个相互不相交的侧面。将各组LED发光二极管101和单线驱动控制芯片104分别设置在，所述PCB板的不同的两侧面，可以使PCB板的布线简单，分布更加合理，节约材料。一个例子是，如图1所示，所述第一侧面为所述PCB板用于布线的任一侧面，所述第二侧面为所述第一侧面的背面。

所述单线驱动控制芯片104用于驱动控制各组LED发光二极管101，使各组LED发光二极管能够显示图形、文字、动画等等信息。一个所述单线驱动控制芯片仅控制一组LED，一组LED含R、G、B三个灯点，或者，每一组LED发光二极管102包括至少1个LED发光二极管，可以为包括至少1红色LED发光二极管、至少1蓝色LED发光二极管和至少1绿色LED发光二极管，包括三种基色的LED发光二极管组，可以根据驱动控制芯片分别独立控制，发出自然界存在的各种颜色的光线。

如图2所示，所述PCB板102上设置，一信号线202、一电源线201、一地线203、至少一组LED发光二极管101和至少两单线驱动控制芯片104。所述信号线202用于传输各组LED发光二级管的驱动控制信号；所述电源线201用于为所述PCB板上的各电子元器件提供电压来源；所述地线用于将多余的电荷倒入大地，以防止多余电流或强电势对人体造成伤害；每一单线驱动控制芯片104仅设置一信号输入接口和一信号输出接口，所述信号输入接口，用于接收来自所述信号线202传输的各组LED发光二极管104的驱动控制信号，所述信号输出接口用于将所述驱动控制信号，传递给下一级单线驱动控制芯片，即各单线驱动控制芯片104仅通过一控制信号线202串行级联。

例如，所述单线驱动控制芯片104为北京市中庆微数字设备开发有限公司生产的ZQ111X系列单线驱动控制芯片，一个ZQ111X系列单线驱动控制芯片可以仅根据一根信号线传输的驱动控制信号，驱动控制至少三个LED发光二极管。

一个单线驱动控制芯片控制一组LED，一组LED含R、G、B三色灯点，例如，采用ZQ1111芯片，一组LED含R、G、B三个灯点，一个ZQ1111芯片驱动控制三个LED发光二极管；所述单线驱动控制芯片包含信号接收功能模块、解码运算功能模块、恒流驱动功能模块等功能模块，分别实现信号接收、解码运算、恒流驱动等功能，从而具有高灰度等级，例如4096级灰度等级；其中，高灰度要求是图像屏的条件，恒流要求是保证高亮度的要求。例如，所述单线驱动控制芯片为3位(bit)PWM控制信号输出，每通道4096级亮度深度；又如，各个单线驱动控制芯片并联或者串联在一根信号线上，例如，串联在一根信号线上，可以对输入信号进行数据截取后重新编码发送，有效避免多片级联而产生累积信号偏差；例如，并联1024组LED，或者，串联1024组LED；将LED组有序地排列成矩阵结构，通过计算机根据排列顺序发送相应矩阵图像亮度信号，最终通过LED组显示出计算机所发送的图像。

例如，所述信号线202、所述电源线201和所述地线201分别印制在所述PCB板上，并且，所述信号线202、所述电源线201和所述地线201，相邻的两线相互之间等距排布，即信号线202与电源线201的距离，以及，信号线202与地线201的距离，两者相等，等距离排布的相邻各线使所述PCB板外表美观，线路整齐，不容易相互干扰，发生故障。

LED单元板可包括一个或多个连接部，所述连接部固定设置在所述PCB板上，设置电源线接口、地线接口和仅一信号线接口，分别连通所述电源线、所述地线和所述信号线，用于与其他LED单元板的对应连接部相连接，实现各LED单元板电源线、地线和信号线的对应连通；LED单元板通过其连接部，以及其他LED单元板对应的连接部，实现与其他LED单元板的电连接和信号连接；如图1所示，本实施例中的LED单元板还设置至少一连接部103；所述连接部103用于与其他LED单元板的对应连接部相连接，从而使相邻的两LED单元板相互之间固定连接，组成本实施例LED显示装置。为了使LED单元板之间相互信号连接和电连接，所述连接部103还应设置电源线接口和信号线接口，所述电源线接口用于相邻两LED单元板之间的电连接，所述信号接口用于相邻两LED单元板之间的信号连接，由于电源线和信号线分别只有一根，因此相邻两LED单元板相互之间连接接口少，连接简单，连接可靠。

并且，为了使LED单元板内的PCB板相互连接稳固，所述连接部103可以固定设置在所述PCB板102上，或者也可以与所述PCB板102一体成型。例如，所述连接部103也设置一PCB板，并且与所述LED单元板内的PCB板102设置为一整体，通过相邻两连接部相互之间的连接，可以使两LED单元板内PCB板相互之间稳固连接，从而使两LED单元板连接更加稳固。

实施例2

如图3所示，在上述各例的基础上，各组LED发光二极管101设置在所述PCB板102的所述第一侧面301上，所述单线驱动控制芯片设置在所述PCB板的第二侧面106上，所述第一侧面301和所述第二侧面106为所述PCB板上的，两相邻的两侧面，并且，侧面301和侧面106相互相交，即各组LED发光二极管设置在所述PCB板102的任一侧边上，所述单线驱动控制芯片104设置在所述PCB板102用于布线的任一侧面上。

如此，LED发光二极管101的发光面仅设置LED发光二极管，可以使本实施例中LED单元板的横向占用空间比较小，以LED发光二极管发光面为正面，即PCB板102上设置有LED发光的一侧边的方向为观赏面，几乎只看到LED发光二极管，使得该LED产品的观赏面美观。

所述单线驱动控制芯片104还可以设置在所述PCB板的另一用于布线的侧面105上，即在所述PCB板用于布线的任一侧面上，设置所述单线驱动控制芯片，以及其他电子元器件和电子线路，如：电源线，用于以确保LED发光二极管发光的电源来源，又如安装电阻，以防止供电电路的电流过大，将LED发光二极管烧坏等，可以使在PCB板102体积不变的情况下，布线的空间更加大，布线更加合理，电子元器件以及电子线路相互之间不容易发生干扰。

实施例3

在上述各实施例的基础上，所述LED单元板的形状可以设置为是圆形、椭圆形、三角形、四边形或五边形的其中之一，例如，所述LED单元板为三角形，三角形的LED单元板相互之间可以组成任何形状的LED显示装置，又如，所述LED单元板为四边形，四边形LED单元板为最常用的LED单元板，组装方便、容易、满足大部分LED显示装置的实际需求，又如，所述LED单元板为圆形、或椭圆形、或五边形，圆形、或椭圆形、或五边形的LED单元板，可以满足某些特殊场合的需求。

实施例4

如图4所示，在上述各例的基础上，所述连接部至少还包括凸部或凹部，所述连接部的凸部或凹部，与其他连接部的的凹部或凸部相适配。

例如，连接部103和连接部103a分别为两个不同LED单元板上的连接部，连接部103上设置有凸部401和凸部402，连接部103a上设置有凹部401a和凹部402a，并且，凸部401与凹部401a相适配，凸部402与凹部402a相适配。连接部103和连接部103，通过将设置的凸部401和凸部402，分别插入设置相适配的凹部401a和凹部402a内，并相互固定连接，使连接部103和连接部103a固定连接，从而是两LED单元板相互稳固连接，组成一LED显示装置，该连接方式简单、灵活并且稳固。

为了使两LED单元板相互之间电连接和信号连接，所述连接部103和连接部103a上分别还设置有电源线接口和信号线接口，例如可以在凸部401和凹部401a上分别设置电源线接口，在凸部402和凹部402a分别设置信号线接口，在两连接部相连接的同时，使其对应的LED单元板实现电连接和信号连接。

另外，所述凸部和所述凹部的位置在两连接部上的位置可以任意选择，只要能将两连接部固定连接，并且，电连接和信号连接即可，例如，凸部401和凸部402，或仅凸部401、或仅凸部402也可以设置连接部103a上，对应地，凹部401a和凹部402a、或凹部401a、或凹部402a则设置在连接部103上，并且，在同一连接部上的各凹部和凸部之间可以设置为相互适配，也可以设置为不相适配，只要将相互连接的两连接部上对应连接的凹部和凸部设置为相适配即可，即设置相适配的凹部和凸部的目的是使两连接部相互紧密固定连接，从而使两LED单元板相互之间紧密排布，从而组成LED显示装置，以满足需要。

实施例5

在上述各例的基础上，还可以在所述PCB板上还设置一信号地线。所述信号地线可以单独设置，用于防止所述控制信号传输过程中，受到其他外来的信号干扰，同时，也防止多余电流或强电势对人体造成伤害。

另外，还可以所述信号地线与所述电源地线可以合并设置，可以设置为一条多股线。多股线路内包括有信号地线和电源地线，所述信号地线和所述电源地线相互之间可以分别用绝缘层隔开，以防止线路短路。由于多股线路包括信号地线和电源地线，该多股线比单一的线，也更加坚固，不容易断开，并且，连接也更加简洁，使所述PCB板布线更加简单，并且，接触可靠。

实施例6

在上述各例的基础上，所述PCB板还可以设置为多层PCB复合板，优先地，为3至10层PCB复合板，为3至10层PCB复合板可以使所述PCB板在结构较简单下，布线更加合理。

如，PCB板101为3层PCB复合板，其中，3层PCB复合板包括PCB板层A、PCB板层B和PCB板层C，PCB板层A、PCB板层B和PCB板层C依次排布，PCB板层B为中间板层，PCB板层A和PCB板层C分别为PCB板的上层和下层，每一PCB板层均设置有一导电布线层和一介质层。

导电布线层用于印刷各种电子线路或安装各种电子元器件，例如电源线、地线、LED发光二极管、单线驱动控制芯片、恒流驱动芯片等等。

介质层作为导电布线层的载体，并对导电布线层起保护作用，例如，设置在两PCB板层之间的介质层，可以起到防止各电子线路和电子元器件相互短路的作用。

介质层可以采用聚四氟乙烯，由于聚四氟乙烯具有非常好的耐腐蚀和耐高温的特性，因此，采用聚四氟乙烯作为介质层的PCB板，使用寿命长，并且不容易受周围环境的影响，例如，温度、腐蚀物质等。

多层PCB复合板，可以将各电子线路和电子元器件分类别，分别设置在不同的PCB板层，各PCB板层中电子线路和电子元器件的合理设置，可以使本实施例LED显示装置更加适应高工作频率。

又如，将各单线驱动控制芯片、各恒流驱动芯片和信号线设置在PCB板层B上，由于PCB板层B为PCB板的中间板层，因此，可以使LED装置更具抗干扰性，抗EMC性(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性)，同时，屏蔽性也比较高。

或者，采用多层PCB板时，还可以将其中一层导电布线层仅与地线相连接，单独作为一层接地层，即设置为地线层，这样，可以使LED装置更具抗干扰性和抗EMC性，同时，屏蔽性也比较高。

实施例7

在上述各例的基础上，还可以在所述LED单元板表面还设置一吸光涂层。

所述吸光涂层可以使各LED单元板内的各LED发光二极管发出的光线不受干扰，例如，在所述PCB板的表面覆盖一吸光涂层，最优选的吸光涂层为黑色的吸光涂层。

上述的吸光涂层也可以仅仅是一层、两层或多层吸光涂层。

另外，还可以在所述LED单元板表面还设置一防水涂层。

所述防水涂层可以使本实施例的LED显示装置具有更好的防水和防触电等效果，本实施例LED显示装置还可以设置一防水膜层。防水膜层可以采用各种防水塑胶材料通过镀膜的方式覆盖在各LED单元板的表面，即覆盖在各PCB板的表面，各线路的表面、各线路与LED发光二极管相接触处、LED单元板模具的表面等。

上述的防水涂层或防水膜层也可以仅仅是一层、两层或多层防水涂层或防水膜层，该防水涂层或防水膜层，还可以与所述吸光涂层一体设置。

实施例8

上述各例中，所述的LED发光二极管，可以是OLED(Organiclight-emitting diode，有机发光二极管)，包括双层A型(double layer-A，DL-A)、双层B型(double layer-B，DL-B)、三层A型(three layer-A，TL-A)、三层B型(three layer-B，TL-B)、单量子阱结构或多量子阱(multiplequantumwell，MQW)结构的OLED等等，本发明对此不作任何额外限制。这样，无需背光灯，OLED采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，OLED就会发光，具有反应快、重量轻、厚度薄、构造简单、成本低等优点。

例如，所述OLED基本结构是一与电源正极相连的铟锡氧化物(ITO)，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL，Hole Transport Layer)、发光层(EL，Emitter Layer)与电子传输层(ETL，Electron Transport Layer)。当供应适当电压时，正极电洞与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生RGB三原色，构成基本色彩。

实施例9

采用上述任一例LED显示装置，本实施例提供了一种LED显示屏箱体，其包括一箱体，以及两个或多个如上任一所述的LED显示装置。

各所述LED显示装置规则设置在所述箱体中；例如，采用矩形的各所述LED显示装置，排布为一矩形的LED显示屏箱体。例如，采用四个正方形的LED显示装置，排布为一个2×2的正方形LED显示屏箱体。或者，还可以采用若干个三角形的LED显示装置，排布为一个规则形状的LED显示屏箱体。

所述LED显示装置设置至少一连接单元，其设置电源线接口、地线接口和仅一信号线接口，分别连通所述电源线、所述地线和所述信号线；各所述LED显示装置通过对应的连接单元实现电连接和信号连接。

例如，LED显示屏箱体可以通过一个所述LED显示装置的连接单元，连到外部的电源和信号源中。

例如，所述LED显示装置也可以通过其连接单元，为其LED单元板提供电源和信号源。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种LED显示装置，其特征在于，包括：至少一LED单元板，一信号线、一电源线和一地线；

所述LED单元板包括PCB板，以及若干组LED发光二极管、至少两单线驱动控制芯片和至少一连接部；

各组LED发光二极管设置在所述PCB板的第一侧面，各单线驱动控制芯片设置在所述PCB板的第二侧面；

每一单线驱动控制芯片仅设置一信号输入接口和一信号输出接口，各单线驱动控制芯片仅通过一控制信号线串行级联；一个所述单线驱动控制芯片仅控制一组LED，一组LED含R、G、B三色灯点；

所述连接部固定设置在所述PCB板上，设置电源线接口、地线接口和仅一信号线接口，分别连通所述电源线、所述地线和所述信号线，用于与其他LED单元板的对应连接部相连接，实现各LED单元板电源线、地线和信号线的对应连通；

所述信号线、所述电源线和所述地线设置在所述PCB板上。

2、根据权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，所述第一侧面为所述PCB板的任一侧边，所述第二侧面为所述PCB板用于布线的任一侧面；

或者，所述第一侧面为所述PCB板用于布线的任一侧面，所述第二侧面为所述第一侧面的背面。

3、根据权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，所述LED单元板的形状至少是圆形、椭圆形、三角形、四边形或五边形的其中之一；或者，一个所述单线驱动控制芯片仅控制一组LED，一组LED仅含R、G、B三个灯点。

4、根据权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，所述连接部至少包括凸部、凹部其中之一，分别与其对应连接部的凹部或凸部相适配。

5、根据权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，所述PCB板上还设置一信号地线。

6、根据权利要求5所述的LED显示装置，其特征在于，所述信号地线与所述电源地线合并设置。

7、根据权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，所述PCB板为3至10层PCB复合板，其中一层设置为地线层。

8、根据权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，所述LED单元板表面还设置一吸光涂层或防水涂层。

9、根据权利要求1所述的LED显示装置，其特征在于，各LED发光二极管为OLED发光二极管及其驱动结构。

10、一种LED显示屏箱体，其特征在于，包括一箱体，以及至少二如权利要求1至9任一所述的LED显示装置；

各所述LED显示装置规则设置在所述箱体中；

所述LED显示装置设置至少一连接单元，其设置电源线接口、地线接口和仅一信号线接口，分别连通所述电源线、所述地线和所述信号线；

各所述LED显示装置通过对应的连接单元实现电连接和信号连接。

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