CN102737554A - 一种支撑基板的制造方法及led显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支撑基板的制造方法及LED显示装置，属于LED显示领域。该支撑基板的制造方法包括以下步骤：S1：制备预浸布，S2：制备支撑基板片，S3：预型步骤，S4：成型步骤；该支撑基板由碳纤维材料制成，该LED显示装置由至少一个包含以上制造方法制成的支撑基板的单元LED显示屏组成，该单元LED显示屏包括由面罩、灯板和垫板组成的LED显示模组、支撑基板、控制板和后盖，支撑基板以夹合的方式设置在LED显示模组和控制板之间，后盖通过螺柱连接在支撑基板上，相邻单元LED显示屏通过设置在支撑基板四角的连接座和定位销进行拼装。本发明提供的LED显示装置结构简单、轻薄、承载能力强，安装方便，运输成本低。

Description

一种支撑基板的制造方法及LED显示装置

技术领域

本发明涉及LED显示领域，具体涉及一种LED显示装置，尤其涉及一种稳定性好、轻便、可快速散热的LED显示装置。

背景技术

LED显示装置由多个单元LED显示屏拼装而成，根据用户需求拼装成合适大小的LED显示装置，每个单元LED显示屏由框架、灯板、控制板、电源、连接件组成，框架用于支撑单元LED显示屏的各部件，当拼装成LED显示装置时，由于LED显示装置的还需承受上部单元LED显示屏所承受的全部重力负荷，并且还会承受风负荷带来的外力以及温度变化引起框架的变形等，因而框架需要有较高的强度和较好的稳定性，能够抵抗单元LED显示屏自身压力和重力、风负荷引起的拉力以及温度变化引起框架的变形；灯板由多个LED发光单元成点阵式排列形成，灯板上还设置有驱动电路和系统电路，LED发光单元和电路在工作时会产生大量的热量，若热量散发不及时，会影响LED发光单元的正常显示，导致LED发光单元产生色差,影响LED显示装置的显示效果，并且降低LED发光单元的寿命，从而降低了LED显示装置的寿命。

由上可知，单元LED显示屏框架的承载力和散热是LED显示装置重要的两大问题。目前，大多数LED显示装置采用箱体式设计,利用箱体结构作为承重及抵抗各种外力，并针对散热问题在箱体内设置风扇进行散热，但箱体式设计制造工序繁多，风扇引起噪音较大，且体积大，笨重，拆装不便。在专利200920133332.1中公开了一种LED显示屏，采用金属铝板作为散热模块，用以将LED发光单元及驱动电路产生的热能传导至空气中，并作为单元LED显示屏的支撑框架。虽然铝板的散热效果佳，解决了单元LED显示屏的散热问题，但在散热和在多样的工作环境中会产生温度变化，容易引起铝板变形，稳定性不够好；且由于金属的密度高，由金属制成的基板很笨重，给安装、运输也带来了不便，并且笨重的金属铝板造成单元LED显示屏的自身重力很大，拼装大型LED显示装置时，承载力和抵抗外力的强度不够。因此，急需设计一种结构简单、导热性好、轻便、高强度且稳定性好的LED显示装置。

发明内容

为了克服现有LED显示装置的金属基板而导致LED显示装置笨重、强度低的不足, 本发明目的在于提供一种LED显示装置，该LED显示装置不仅结构简单、轻便，且抗压强度高、稳定性高，导热效果佳。

本发明解决的技术问题所采用的技术方案是：

一种支撑基板的制造方法,包括以下步骤：

S1：制备预浸布：

    预备碳纤维原丝材料，对其进行编织形成碳纤维布，加入树脂等材料，形成预浸布；

S2：制备支撑基板片：

对预浸布进行裁切、打孔，冲裁加工出合适大小的支撑基板片；

S3：预型步骤：

    对准备好的支撑基板片在模具中进行布层设计；

S4：成型步骤：

    将布层设计好的模具进行热压成型。

一种使用上述支撑基板的LED显示装置，由至少一个单元LED显示屏组成，包括至少一个LED显示模组、支撑基板和控制板，支撑基板以夹合的方式设置在显示模组和控制板之间，该支撑基板由碳纤维材料制成。

进一步地，所述LED显示模组包括依次设置的面罩、灯板和垫板，灯板上设置LED发光单元及电路，LED发光单元点阵式设置在灯板上；所述LED显示模组固定在所述支撑基板的一侧。

进一步地，所述LED显示装置还包括后盖和X型盒体，所述X型盒体内放置控制板和电源，所述后盖罩设在所述X型盒体上，并通过螺栓与设置在支撑基板上的螺柱固定连接在所述支撑基板上。

进一步地，所述支撑基板和垫板上均设置有通孔，所述放置有控制板的X型盒体设置在支撑基板与LED显示模组相对的另一侧，控制板上的接口穿过通孔与LED显示模组的灯板电连接。

进一步地，所述支撑基板的四周设置有加强凸台，所述加强凸台突起于支撑基板朝向后盖的一侧，所述加强凸台的厚度为2mm-8mm之间。

进一步地，所述支撑基板的厚度为0.8mm-2mm之间。

进一步地，所述加强凸台的横截面为梯形、矩形或椭圆形。

进一步地，所述支撑基板四角的加强凸台上设置有与相邻单元LED显示屏连接的连接座和定位销。

进一步地，所述灯板上还设置有导热柱，导热柱穿过垫板和基板裸露在大气环境中。

本发明的有益效果是，该LED显示装置采用碳纤维制成的支撑基板，不仅结构简单、轻便，且抗压强度高、稳定性高，且方便安装和运输，导热效果佳。

附图说明

图1是本发明提供的LED支撑基板制备的流程图。

图2是本发明提供的单元LED显示屏的结构原理图。

图3是本发明提供的单元LED显示屏的侧面示意图。

图4是本发明提供的支撑基板的结构图。

图5是图3的B--B剖视图。

图6是本发明提供的支撑基板上与后盖连接的螺柱的结构图。

图7是本发明提供的支撑基板上与相邻单元LED显示屏连接的连接螺柱和定位销的结构图。

 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参见图1，本发明提供的支撑基板的制备方法包括：

S1：制备预浸布：

    预备碳纤维原丝材料，对其进行编织形成碳纤维布，加入树脂等材料，制作成预浸布；

对碳纤维原丝材料的选取及加入材料的定量，可根据不同要求选取适合产品的原丝和树脂等材料的加入量，可根据产品的强度、模量要求选取，形成不同特性的预浸布。

S2：制备支撑基板片：

对预浸布进行裁切、打孔，冲裁加工出合适大小的支撑基板片；

将制备好的预浸布根据支撑基板的大小进行裁切，在预留通孔的地方进行冲裁打孔。

S3：预型步骤：

    对准备好的支撑基板片在模具中进行布层设计；

将S2步骤中裁剪好的支撑基板片逐层的铺设在模具中，加固凸台的位置铺设多层加固凸台的大小的支撑基板片，也可在加固凸台位置处的中间铺设部分增厚填充物。

S4：成型步骤：

    将在模具布层设计好的支撑基板原型进行热压成型制成支撑基板。

将S3步骤中布层铺设好的支撑基板片进行高温热压成型处理，热压理的温度选择根据产品的特性设定。

参见图2和图3，本实施例提供一种单元LED显示屏1，包括依次设置的面罩11、灯板12、垫板13、支撑基板14、控制板（图中未示出）和后盖16，每一单元LED显示屏1包含有四个LED显示模组，每个LED显示模组由面罩11、灯板12、垫板13组成，面罩11罩设于灯板12上部，灯板12上设置LED发光单元、电路及芯片，LED发光单元点阵式设置在灯板12朝向面罩11的一侧，面罩11罩设在灯板12设置LED发光单元的一侧的上方，面罩11对应LED发光单元的位置处设有透光孔。灯板12背向面罩的一侧设置芯片，垫板13贴合在灯板设置有芯片的一侧，垫板13设置有多个通孔，该通孔用于容纳设置在灯板12朝向垫板的一侧并凸起于灯板的芯片，面罩11、灯板12、垫板13依次叠合后组成LED显示模组，该LED显示模组固定在支撑基板14上。

支撑基板14以夹合的方式夹设在垫板13与放置控制板的X型盒体15之间，控制板放置在一X型盒体15内，该X型盒体15内还可放置电源，X型盒体15通过螺栓固定在支撑基板上，后盖16扣合在X型盒体15上并与支撑基板14固定连接，支撑基板14用以支撑由面罩11、灯板12和垫板13组成的LED显示模组、放置控制板和电源的X型盒体15、以及后盖16，承受整个单元LED显示屏1的压力。

支撑基板14上开设有通孔141，垫板13对应通孔141的位置也开设有与通孔141相应的通孔131，放置在X型盒体15内的控制板上的接口穿过通孔141和通孔131与灯板12电连接。

支撑基板14上设置有螺柱145，后盖16罩设在控制板上，通过螺栓与支撑基板14上的螺柱145固定连接在支撑基板14上，电源放置在X型盒体15内并与控制板连接，为灯板12和控制板供电。后盖16上还设置有用于握持的把手，便于安装和搬运时握持。

支撑基板14的四周还设置有加固凸台144，在支撑基板14四角的加固凸台144上设置有与相邻单元LED显示屏连接的连接座142和定位销143。

灯板12上设置LED发光单元及电路，LED发光单元点阵式设置在灯板12上， LED发光单元在工作时会产生热能，并将热能传导至灯板12上均匀分布，灯板12与垫板13贴合，并在垫板13的通孔内灌注导热材料，并与支撑基板14朝向灯板的一侧贴合，将灯板12上的热能传导至支撑基板14上，支撑基板14利用其导热性能将热能传导至大气环境中，完成LED显示屏的散热。

LED显示装置由至少一个单元LED显示屏1叠加拼装而成，支撑基板14不仅承受自身压力，还需承受上部单元LED显示屏的重力负荷，因此，支撑基板14必须选用高强度的材料制成；进一步地，LED发光单元在工作时会产生大量的热能，热能传导至支撑基板并通过支撑基板传导至大气环境中，传导至支撑基板14的热能使得支撑基板的温度变化，因此，支撑基板14必须选用导热性能好、在高温环境下不易变形的材料制成；再者，LED显示装置由多个单元LED显示屏拼装而成，大面积的LED显示装置将会在高空进行拼装，笨重的单元LED显示屏为技术人员的作业和搬运带来不便，综上所述，在选择支撑基板材料将考虑强度高、稳定性好、自重小的材料。

材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，比强度，即材料的强度与其密度之比。优选地，该支撑基板由碳纤维材料制成。碳纤维材料是一种力学性能优异的新材料，碳纤维材料的比重不到钢的四分之一，碳纤维材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，而钢的抗拉强度为500Mpa左右，碳纤维材料是钢的7-9倍，抗拉弹性模量为230-430Gpa，高于钢。碳纤维材料的比强度可达到2000Mpa/g/cm3以上，钢的比强度在59Mpa/g/cm3，而其比模量在130 Gpa/g/cm3，也比钢高。

该支撑基板14的厚度可在0.8mm-2mm之间选择。

参见图4-图7所示，支撑基板14上设置有通孔141，用于将控制板上的接口与灯板进行连接，在通孔141的外侧设置有螺柱145，用于将后盖16固定在支撑基板14上，支撑基板14的四周还设置有加固凸台144，加固凸台144的厚度选择在4mm-6mm，用于加强支撑基板14的强度，该加强凸台144的横截面可设置为梯形、矩形或椭圆形，优选地，本实施例选取梯形横截面。在支撑基板14四角的加强凸台144上还设置有与相邻单元LED显示屏连接的连接座142及定位销143。

为了进一步的加强LED显示屏的散热，本发明还提供一实施例，在上述实施例的基础上，如图2所示，在灯板12上设置有导热柱121，该导热柱121由高导热性的材料制成，导热柱121的材料可选取铜柱、或铝柱等，对应地，在支撑基板14上冲裁与导热柱121相适应的通孔146，导热柱121穿过支撑基板14上的通孔146置入大气环境中，快速将灯板产生的热能传导至支撑基板和大气环境中，使热能快速导走，延长LED发光单元及芯片的使用寿命。

评价LED显示装置的主要指标为散热效果和承载能力的结构设计上的改进，本发明通过一平板式支撑基板的设计，将散热和承载功能集于支撑基板上，完全改变箱式LED显示装置的笨重设计，使得单元LED显示屏的结构简单、轻薄，并使用碳纤维材料制成支撑基板，利用碳纤维材料高比强度、高比模量、轻量化、耐热性、可导热、稳定性等特征，因此不但解决了LED显示装置的散热问题，而且在加强LED显示屏承载能力的同时，可减轻单元LED显示屏的重量，从而提高了LED显示装置的适用性，安装、拆装方便，降低运输成本。

应当说明的是：以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。本发明的保护范围仅由随附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种单元LED显示屏，其特征在于：包括至少一个LED显示模组、支撑基板和控制板，支撑基板以夹合的方式设置在显示模组和控制板之间，该支撑基板用于支撑LED显示装置，该支撑基板由碳纤维材料制成。

2.根据权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述LED显示模组包括依次设置的面罩、灯板和垫板，灯板上设置LED发光单元及电路，LED发光单元点阵式设置在灯板上；所述LED显示模组固定在所述支撑基板的一侧。

3.根据权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述LED显示装置还包括后盖和X型盒体，所述X型盒体内放置控制板和电源，所述后盖罩设在所述X型盒体上，并固定连接在所述支撑基板上。

4.根据权利要求3所述的LED显示屏，其特征在于：所述支撑基板和垫板上均设置有通孔，所述放置有控制板的X型盒体设置在支撑基板与LED显示模组相对的另一侧，控制板上的接口穿过通孔与LED显示模组的灯板电连接。

5.根据权利要求4所述的LED显示屏，其特征在于：所述支撑基板的四周设置有加强凸台，所述加强凸台突起于支撑基板朝向后盖的一侧，用于加强基板的强度。

6.根据权利要求1所述的LED显示屏，其特征在于：所述支撑基板的厚度为0.8mm-2mm之间。

7.根据权利要求5所述的LED显示屏，其特征在于：所述加强凸台的厚度为2mm-8mm之间。

8.根据权利要求7所述的LED显示屏，其特征在于：所述加强凸台的横截面为梯形、矩形或椭圆形。

9.一种LED显示装置，其特征在于，由至少一个权利要求1-8任意一项所述的单元LED显示屏拼装而成。

10.一种制造上述权利要求1-8任意一项所述的支撑基板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制备预浸布：

    预备碳纤维原丝材料，对其进行编织形成碳纤维布，加入树脂等材料，形成预浸布；

S2：制备支撑基板片：

对预浸布进行裁切、打孔，冲裁加工出合适大小的支撑基板片；

S3：预型步骤：

    对准备好的支撑基板片在模具中进行布层设计；

S4：成型步骤：

     将布层设计好的模具进行热压成型。

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