CN102646371B - 一种球形led显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球形LED显示装置，包括显示屏和基座，显示屏的底部固定在基座上，显示屏为由多个弧形LED显示模组沿经线和纬线方向通过连接板相互连接围合而成的底部为平面的中空球体，所述显示屏的顶部设有开口。本发明球形LED显示屏具备圆形的显示屏外观和多方位的观看角度，图像显示连贯无色差，内部空间大、结构稳定性好、拆装和运输方便，可满足大型舞台表演需要和户内外场所使用需要。

Description

一种球形LED显示装置

技术领域

本发明涉及LED显示设备领域，具体说是一种球形LED显示装置。

背景技术

LED显示屏是上世纪80年代后期在全球发展起来的新型光电显示产品。它以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性价比高、使用成本低等特点，迅速成为平板显示的主流产品。

目前，LED显示屏大部分还是平面产品，观看角度单一，相应其显示的文字或图案的显示也较为单调，在显示某些特殊图像时，无法满足需求。

为了克服平面LED显示屏的不足，越来越多的出现了球形LED显示装置，现有的球形LED显示屏多为由多个平面LED显示模组拼接组成的多面体，其内部架设有钢结构骨架，俗称“球笼”，“球笼”外部固定平面LED显示模组组成球幕，组成球幕的方法有多种，如三角形法、短程线法、六边形法、五边形法，富勒烯结构法，但上述方法用于大型球形LED显示屏来显示全彩图像时，由于观看方向和角度不一致，而全彩LED灯有红、绿、蓝三个灯芯，观看方向和角度不同会有不同的视觉效果，因此这种球形LED显示屏的色差大、显示效果不好。另外，由于这种球形LED显示屏仍然采用的是平面LED显示模组，因此外观上无法实现圆形，也无法真正的实现图样可于多角度观看，且文字及图样上具有连贯性的目的。再次，现有的球形LED显示屏通常采用立柱或悬吊的方式予以固定，不适用于大型的球幕，无法实现快速拆装，且用于户外时抗风及稳定性差。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种球形LED显示装置，该球形LED显示装置具备圆形的显示屏外观和多方位的观看角度，图像显示连贯无色差，且内部空间大、结构稳定性好、拆装和运输方便，可满足大型舞台表演需要和户内外场所使用需要。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种球形LED显示装置，包括显示屏和基座，所述显示屏的底部固定在所述基座上，所述显示屏为由多个弧形LED显示模组沿经线和纬线方向通过连接板相互连接围合组成的底部为平面的中空球体，所述显示屏的顶部设有开口。

其中，所述基座为由多个基座单元围绕所述显示屏的底部边缘依次连接组成的中空平台，所述显示屏底部的弧形LED显示模组与所述基座单元通过连接板相互连接，所述基座的下部大于基座的上部，所述基座的侧面的斜度为10～15度，所述基座的上表面与所述显示屏的底部边缘的接触点相对于所述显示屏的球心的向心角为60～72度。

其中，所述弧形LED显示模组包括依次设置的面罩、LED灯板、导热垫板、背板及电控盒，所述LED灯板上安装有LED芯片及LED灯珠，所述面罩向外拱起呈弧形，所述导热垫板朝向面罩的一侧向外拱起呈弧形，所述面罩与导热垫板的弧度与所述显示屏的球面弧度相同。

其中，所述面罩为四边形或三角形，包括表面层和基板层，所述表面层采用PC薄膜制成，所述表面层上开设有用于透光的LED灯孔，所述基板层采用透明弹性软体材料制成。

其中，所述基板层的内侧设有多个用于容纳LED灯板的条形凹槽。

其中，所述面罩还包括粘结层，所述粘结层位于所述基板层的下方。

其中，所述导热垫板由铝合金板层和导热塑料层复合而成，所述铝合金板层与背板相对，所述导热塑料层与LED灯板相对，所述导热塑料层的表面呈与面罩弧度相同的弧形。

其中，所述铝合金板层与导热塑料层相结合的一面呈弧形，其弧度与导热塑料层的表面弧度相同。

其中，所述导热塑料层上开设有多个凹槽，所述凹槽呈网格状分布，凹槽之间的间距相同。

其中，所述导热塑料层上开设有多个条形孔。

其中，所述背板的四角开设有螺孔，所述连接板的四角分别设置有螺孔，所述连接板通过固定螺钉穿过背板和连接板上的螺孔连接相邻的四个LED显示模组的背板。

本发明区别于现有技术，采用弧形LED显示模组通过连接板拼接组成显示屏，使显示屏具备圆形外观和多方位的观看角度，图像显示连贯流畅；采用连接板来连接固定弧形LED显示模组，使显示屏成为中空无骨架结构，因此可以在显示屏内部留出更大的空间，满足大型舞台表演需要，中空无骨架的结构也便于工业化、标准化和批量生产，可快速拆装，运输方便，方便重复使用；采用经纬线排布法，将多个不同大小的弧形LED显示模组沿经线和纬线方向连接组成显示屏，LED灯的R、G、B方向一致性较好，因此在显示全彩图像时，无色差、显示效果好；采用基座来承载和固定显示屏，相比于现有技术每次拆装都要设置立柱或将球形LED显示屏悬吊固定，拆装更为方便快速，抗风效果和稳定性也得到了很大的提高。

附图说明

图1所示为本发明提供的球形LED显示装置的正视图。

图2所示为本发明提供的球形LED显示装置的俯视图。

图3所示为本发明提供的球形LED显示装置的正面剖视图。

图4所示为图3的局部放大图A。

图5所示为图3的局部放大图B。

图6所示为本发明的弧形LED显示模组的侧视图。

图7所示为本发明的弧形LED显示模组的正面结构示意图。

图8所示为本发明的弧形LED显示模组的背面结构示意图。

图9所示为本发明的面罩的侧面结构剖面示意图。

图10所示为本发明的面罩基板层的结构示意图。

图11所示为本发明的面罩表面层的结构示意图。

图12所示为本发明的导热垫板的立体图。

图13所示为本发明的导热垫板的侧视图。

图14所示为本发明的导热垫板的正面结构图。

图15所示为本发明的导热垫板的背面结构图。

标号说明：

1、显示屏    2、基座    3、开口    10、弧形LED显示模组

11、连接板    20、基座单元    100、面罩    101、LED灯板

102、导热垫板    103、背板    104、电控盒    105、螺孔

106、把手1000、表面层    1001、基板层    1002、LED灯孔

1003、条形凹槽    1004、粘结层    1020、铝合金板层

1021、导热塑料层    1022、第二凹槽    1023、第一凹槽

1024、条形孔    1025、螺丝固定孔

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参照图1至图5所示，本发明的球形LED显示装置，包括显示屏1和基座2，所述显示屏1的底部固定在所述基座2上，所述显示屏1为由多个弧形LED显示模组10沿经线和纬线方向通过连接板11相互连接围合组成的、底部为平面的中空球体，所述显示屏1的顶部设有开口3，开口3可根据需要安装风扇、排气扇等装置或作为内设舞台的进出口。

本发明区别于现有技术，采用弧形LED显示模组来拼接组成显示屏，使显示屏具备圆形外观和多方位的观看角度，图像显示连贯流畅；采用连接板来连接固定弧形LED显示模组，使显示屏成为中空无骨架结构，因此可以在显示屏内部留出更大的空间，满足大型舞台表演需要，中空无骨架的结构也便于工业化、标准化和批量生产，可快速拆装，运输方便，方便重复使用；采用经纬线排布法，将多个不同大小的弧形LED显示模组沿经线和纬线方向连接围合组成球形显示屏，LED灯的R、G、B方向一致性较好，因此在显示全彩图像时，无色差、显示效果好；采用基座来承载和固定显示屏，相比于现有技术每次拆装都要设置立柱或将球形LED显示屏悬吊固定，拆装更为方便快速，抗风效果和稳定性也得到了很大的提高。

在上述实施例中，参照图1、图3与图5所示，所述基座2为由多个基座单元20围绕所述显示屏1的底部边缘依次连接组成的中空平台，所述显示屏1底部的弧形LED显示模组10与所述基座单元20通过连接板11相互连接，所述基座2的下部大于基座2的上部，所述基座2的侧面的斜度β为10～15度，所述基座2的上表面与所述显示屏1的底部边缘的接触点相对于所述显示屏1的球心的向心角α为60～72度。本发明进一步对显示屏与基座的配合关系进行相应的角度设计，综合考虑观众视角、风力负荷和自身负荷等因素，使本发明的观看角度、抗风效果和结构稳定性得到了极大的提高，可广泛应用于各种户内外场所。

在上述实施例中，参照图6至图8所示，所述弧形LED显示模组10包括依次设置的面罩100、LED灯板101、导热垫板102、背板103及电控盒104，所述LED灯板101上安装有LED芯片及LED灯珠，所述面罩100向外拱起呈弧形，所述导热垫板102朝向面罩100的一侧向外拱起呈弧形，所述面罩100与导热垫板102的弧度与所述显示屏1的球面弧度相同。该设计通过将面罩与导热垫板设计为拱起的弧形且两者的弧度与显示屏的球面弧度相同，使得安装在面罩与导热垫板间的LED灯板呈与显示屏的球面弧度相同的弧形，进而使LED灯珠沿显示屏的球面分布，而弧形的LED显示模组可以拼接组成球形外观的显示屏，实现多角度观看和图像显示连贯的目的。

在上述实施例中，参照图4、图6与图8所示，所述背板103的四角开设有螺孔105，所述连接板11的四角分别设置有螺孔，所述连接板11通过固定螺钉穿过背板103和连接板11上的螺孔连接相邻的四个LED显示模组10的背板103。

在上述实施例中，参照图5所示，所述基座单元20的上表面设有螺孔，所述连接板11的一端通过固定螺钉与所述背板103连接，另一端通过固定螺钉与所述基座单元20连接。

在上述实施例中，参照图8所示，所述背板103上设有把手106。这样可方便拆装本发明的弧形LED显示模组。

在上述实施例中，参照图9至图11所示，所述面罩100为四边形或三角形，包括表面层1000和基板层1001，所述表面层1000采用PC薄膜制成，所述表面层1000上开设有用于透光的LED灯孔1002，所述基板层1001采用透明弹性软体材料制成，优选的，所述透明弹性软体材料为PVC软板。由于该面罩由透明弹性软体材料和PC薄膜制成，因此具有良好的弹性和柔韧性，适合于弧形LED显示模组的装配需要，也能有效的减弱冲击力，既保护人不受伤害，又能保护显示屏不受损坏；由于该面罩采用透明弹性软体材料为基板层，然后在基板层上覆盖一层PC薄膜形成表面层，无需采用数控机床来加工，使加工难度大大降低，加工周期得以缩短，降低了生产成本；由于该面罩的表面层为PC薄膜，而PC薄膜含有抗UA填料，因此对LED灯有一定的抗紫外防护作用。

在上述实施例中，参照图10所示，所述基板层1001的内侧设有多个用于容纳LED灯板101的条形凹槽1003。该设计有利于提高面罩与LED灯板的装配性能，防止在使用过程中发生面罩与LED灯板错位的情况，也有利于降低面罩的整体厚度。

在上述实施例中，参照图9所示，所述面罩100还包括粘结层1004，所述粘结层1004位于所述基板层1001的下方。设有粘结层的面罩可以直接与LED显示模组的其他部件连接，方便后续装配。优选的，所述粘结层为贴覆在基板层上的双面胶带或透明胶水。更优选的，所述双面胶带为3M双面胶带，该型号的双面胶带具有极佳的粘结性能，可以粘结的更为牢固。

在上述实施例中，参照图12至图15所示，所述导热垫板102由铝合金板层1020和导热塑料层1021复合而成，所述铝合金板层1020与背板103相对，所述导热塑料层1021与LED灯板101相对，所述导热塑料层1021的表面呈与面罩100弧度相同的弧形。该导热垫板由于铝合金板层的存在而具备足够的机械强度和结构稳定性，同时铝合金板层具有良好的导热性可以有效快速的将LED芯片产生的热量传导至背板或外部环境，而导热塑料层的存在，不仅实现了线路板与铝合金板层之间的热传导和电绝缘，而且具有重量轻、成本低、加工简单、安全环保等优点。优选的，所述铝合金板层1020与导热塑料层1021采用嵌件成型工艺复合而成。所述嵌件成型，是指在模具内装入预先准备的异材质嵌件后注入树脂，熔融的树脂材料与嵌件接合固化，制成一体化产品的成型方法。在本发明中，具体复合工艺如下：1、将铝合金原料经压铸成型工艺制成铝合金板层1020；2、将导热塑料原料烘干；3、将压铸得到的铝合金板层1020置入注塑模具中，然后将烘干后的导热塑料原料注入该模具中，在铝合金板层1020上成型出表面呈弧形的导热塑料层1021，从而制得一体化的导热垫板。进一步的，为了防止温度差异而导致的注塑缺陷，所述铝合金板层1020可先经预热处理后再置入注塑模具中，预热温度优选为60℃；为了提高导热塑料原料的烘干程度以减少注塑缺陷，所述导热塑料原料的烘干温度为120～130℃，烘干时间为2～3h；为了提高注塑成型质量，所述注塑模具的模具温度为85～140℃，熔胶温度为300～340℃，注射压力为100～150MPa。采用上述复合方法得到的导热垫板不仅导热性和绝缘性能好、强度高、重量轻、结构稳定且无需其他固定零件(用于固定铝合金板层和导热塑料层)，而且可以实现自动化快速成型，提高生产效率，同时适用于复杂结构的导热垫板的生产而不会导致生产效率下降。当然，本发明也不排除采用机械固定等方式将铝合金板层与导热塑料层复合在一起。

在上述实施例中，参照图14所示，所述导热塑料层1021由4个彼此分离的部分组成。该设计通过将导热塑料层分割为四个互不干扰的部分，可以有效减少导热塑料层在成型过程中因收缩而产生的变形，保证加工质量。当然，也可以根据导热垫板的实际尺寸大小，将导热塑料层分割为更多的部分，以尽量避免大尺寸塑件成型，减少导热塑料层在成型过程中因收缩而产生的变形。

在上述实施例中，参照图13所示，所述铝合金板层1020与导热塑料层1021相结合的一面呈弧形，其弧度与导热塑料层1021的表面弧度相同。该设计使得导热塑料层的厚度均匀一致，有效避免因导热塑料层厚度不均而产生的成型缺陷。相对于金属加工方法而言，将铝合金板层与导热塑料层相结合的一面加工为弧形显然要比采取措施避免导热塑料层因厚度不均而产生的成型缺陷要简单的多。

在上述实施例中，参照图15所示，所述铝合金板层1020与背板103相对的一面开设有多个第一凹槽1023。该设计可以在保持铝合金板层的机械强度基本不变的情况下，进一步减少铝合金板层的用量，减轻导热垫板的重量和降低成本。

在上述实施例中，参照图14所示，所述导热塑料层1021上开设有多个第二凹槽1022，所述第二凹槽1022呈网格状分布。第二凹槽1022可用于容纳LED芯片等电子元件，有效防止LED芯片之间热量的集聚，及时将LED芯片散发的热量通过导热塑料层1021传导出去，同时也方便安装LED芯片。进一步的，第二凹槽1022之间的间距相同，使得LED芯片沿显示屏的球面均匀分布，有效提高显示效果。第二凹槽1022可采用机械加工等方法在导热塑料层上加工出来，优选采用嵌件成型工艺，即通过对模具的设计，在铝合金板层与导热塑料层一体成型的过程中将凹槽在导热塑料层上一体成型出来，提高生产效率。

在上述实施例中，参照图14所示，所述导热塑料层1021上开设有多个条形孔1024。该条形孔的长短不一，可用于穿过不同尺寸灯板的固定螺钉，满足各种尺寸LED灯板的固定需要。条形孔可采用机械加工等方法在导热塑料层上加工出来，优选采用嵌件成型工艺，即通过对模具的设计，在铝合金板层与导热塑料层一体成型的过程中将条形孔在导热塑料层上一体成型出来，提高生产效率。

在上述实施例中，参照图12所示，所述导热垫板102上开设有多个螺丝固定孔1025。该设计使得导热垫板可通过固定螺丝与其他部件相连接。螺丝固定孔可采用机械加工等方法在成型后的导热垫板上一次性加工出来，也可以分为两步加工，即先在成型好的铝合金板层上加工出螺丝固定孔，然后再通过嵌件成型工艺在导热塑料层上对应成型出螺丝固定孔。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种球形LED显示装置，包括显示屏和基座，其特征在于：所述显示屏的底部固定在所述基座上，所述显示屏为由多个弧形LED显示模组沿经线和纬线方向通过连接板相互连接围合而成的、底部为平面的中空球体，所述显示屏的顶部设有开口；

所述弧形LED显示模组包括依次设置的面罩、LED灯板、导热垫板、背板及电控盒，所述LED灯板上安装有LED芯片及LED灯珠，所述面罩向外拱起呈弧形，所述导热垫板朝向面罩的一侧向外拱起呈弧形，所述面罩与导热垫板的弧度与所述显示屏的球面弧度相同；

所述导热垫板由铝合金板层和导热塑料层复合而成，所述铝合金板层与背板相对，所述导热塑料层与LED灯板相对，所述导热塑料层的表面呈与面罩弧度相同的弧形；

所述铝合金板层与导热塑料层相结合的一面呈弧形，其弧度与导热塑料层的表面弧度相同；

所述铝合金板层与导热塑料层由以下工艺复合而成导热垫板：

1、将铝合金原料经压铸成型工艺制成铝合金板层；

2、将导热塑料原料烘干；

3、将压铸得到的铝合金板层置入注塑模具中，然后将烘干后的导热塑料原料注入该模具中，在铝合金板层上成型出表面呈弧形的导热塑料层。

2.根据权利要求1所述的球形LED显示装置，其特征在于：所述基座为由多个基座单元围绕所述显示屏的底部边缘依次连接组成的中空平台，所述显示屏底部的弧形LED显示模组与所述基座单元通过连接板相互连接，所述基座的下部大于基座的上部，所述基座的侧面的斜度为10-15度，所述基座的上表面与所述显示屏的底部边缘的接触点相对于所述显示屏的球心的向心角为60-72度。

3.根据权利要求1所述的球形LED显示装置，其特征在于：所述面罩为四边形或三角形，包括表面层和基板层，所述表面层采用PC薄膜制成，所述表面层上开设有用于透光的LED灯孔，所述基板层采用透明弹性软体材料制成。

4.根据权利要求3所述的球形LED显示装置，其特征在于：所述基板层的内侧设有多个用于容纳LED灯板的条形凹槽。

5.根据权利要求3所述的球形LED显示装置，其特征在于：所述面罩还包括粘结层，所述粘结层位于所述基板层的下方。

6.根据权利要求1所述的球形LED显示装置，其特征在于：所述导热塑料层上开设有多个凹槽和多个条形孔，所述凹槽呈网格状分布，凹槽之间的间距相同。

7.根据权利要求1所述的球形LED显示装置，其特征在于：所述背板的四角开设有螺孔，所述连接板的四角分别设置有螺孔，所述连接板通过固定螺钉穿过背板和连接板上的螺孔连接相邻的四个LED显示模组的背板。