本发明涉及LED显示技术，更具体地，涉及用于LED显示屏的LED箱体、LED显示屏及其组装方法。
背景技术：
在LED显示屏中使用的像素元件是LED。为了获得大的显示面积和分辨率，LED屏通常包括多个LED箱体拼接而成。在LED箱体上安装多个LED模块。每个LED模块包括安装在印刷电路板上的多个LED组成的阵列以及驱动电路。在LED显示屏中，LED箱体不仅为LED模块提供机械支撑表面，而且在内部可以容纳各种控制电路和导线，从而实现多个LED模块的驱动和控制。
因此，期望进一步改进LED箱体的设计以遮挡LED模块之间的缝隙，并且提高LED显示屏在恶劣环境下的可靠性和耐用性。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种改进的LED箱体、LED显示屏及其组装方法，其中利用LED箱体侧面上的台阶遮挡LED模块之间的缝隙，从而实现LED显示屏的标准化组装并且改善LED显示屏在恶劣环境下的可靠性和耐用性。
根据本发明的一方面，提供一种LED箱体，包括：安装面和背面，彼此相对并且分别用于固定LED模块和支撑框架；以及多个侧面，与所述安装面和背面邻接并且共同限定所述LED箱体的外壳，其中，所述多个侧面包括第一组侧面和第二组侧面，所述第一组侧面和第二组侧面分别包括彼此相邻的第一侧面和第二侧面，第一组侧面包括台阶，所述台阶包括从所述安装面向背面延伸的侧壁和从侧壁底端延伸的底面。
优选地，所述台阶的高度对应于侧壁的高度，所述台阶的宽度对应于底面的宽度。
优选地，所述台阶的高度小于所述LED箱体的厚度。
优选地，所述台阶的高度在0.2毫米至5毫米的范围内。
优选地，所述台阶的宽度在1毫米至10毫米的范围内。
优选地，第二组侧面包括台阶，所述台阶包括从所述安装面向背面延伸的侧壁和从侧壁底端延伸的底面。
优选地，所述第二组侧面的所述第一侧面为相对于所述安装面的右侧面，所述第二组侧面的第二侧面为相对于所述安装面的顶侧面，所述第一组侧面的所述第一侧面为相对于所述安装面的左侧面，所述第一组侧面的第二侧面为相对于所述安装面的下侧面。
优选地，所述第一组侧面的所述第一侧面为相对于所述安装面的右侧面，所述第一组侧面的第二侧面为相对于所述安装面的下侧面，所述第二组侧面的所述第一侧面为相对于所述安装面的左侧面，所述第二组侧面的第二侧面为相对于所述安装面的顶侧面。
根据本发明的另一方面，提供一种LED显示屏，包括：支撑框架；以及安装在支撑框架上的多个箱体组件，其中，所述多个箱体组件分别包括LED箱体，以及安装在所述LED箱体上的多个LED模块，所述多个箱体组件的多个LED模块拼接在一起形成整体的显示屏，在一个箱体组件上安装的多个LED模块的中心相对于所述一个箱体组件的中心偏移。
优选地，所述LED箱体包括：安装面和背面，彼此相对并且分别用于固定LED模块和支撑框架；以及多个侧面，与所述安装面和背面邻接并且共同限定所述LED箱体的外壳，其中，所述多个侧面包括第一组侧面和第二组侧面，所述第一组侧面和第二组侧面分别包括彼此相邻的第一侧面和第二侧面，第一组侧面包括台阶，所述台阶包括从所述安装面向背面延伸的侧壁和从侧壁底端延伸的底面。
优选地，所述偏移的方向包括选自上、下、左、右、左上、左下、右上、右下中的一种。
优选地，所述多个LED模块包括在相应的一个箱体组件内部彼此邻接的第三组侧面和在相邻的两个箱体组件之间彼此邻接的第四组侧面。
优选地，所述多个LED模块的所述第四组侧面与所述台阶边缘对齐，或者位于所述台阶的底面上方。
优选地，所述多个LED模块的所述第四组侧面之间形成第一缝隙，所述多个箱体组件的LED箱体之间形成第二缝隙，所述第一缝隙与所述第二缝隙在与所述多个LED模块的表面方向平行的方向上彼此错开。
优选地，在所述多个LED模块的表面彼此错开时，所述台阶用于容纳所述多个LED模块中的至少一些LED模块以保持平整度。
优选地，所述支撑框架包括：彼此平行的多条横向梁；以及多条彼此平行的纵向构件，其中，所述多条纵向构件的顶端和底端固定在所述多条横向梁上，所述LED箱体固定在所述多条纵向构件上。
优选地，还包括：多个扣件，用于将所述LED箱体固定在所述多条纵向构件上。
优选地，所述多个扣件分别固定在相应一个LED箱体的背面。
优选地，所述多个扣件固定在相邻的多个LED箱体的相邻侧边和相邻拐角位置。
根据本发明的又一方面，提供一种LED显示屏的组装方法，包括：在LED箱体的安装面上，固定多个LED模块，使得所述多个LED模块拼接在一起，形成多个箱体组件；以及将所述多个箱体组件的背面固定在支撑框架上，使得不同箱体组件的多个LED模块拼接在一起，形成LED显示屏，其中，在形成多个箱体组件的步骤中，使得一个箱体组件上安装的多个LED模块的中心相对于所述一个箱体组件的中心偏移。
优选地，所述LED箱体包括：安装面和背面，彼此相对并且分别用于固定LED模块和支撑框架；以及多个侧面，与所述安装面和背面邻接并且共同限定所述LED箱体的外壳，其中，所述多个侧面包括第一组侧面和第二组侧面，所述第一组侧面和第二组侧面分别包括彼此相邻的第一侧面和第二侧面，第一组侧面包括台阶，所述台阶包括从所述安装面向背面延伸的侧壁和从侧壁底端延伸的底面，在形成多个箱体组件的步骤中，将所述多个LED模块的所述第四组侧面与相应的LED箱体的台阶边缘对齐，或者位于所述台阶的底面上方。
优选地，所述支撑框架包括：彼此平行的多条横向梁；以及多条彼此平行的纵向构件，其中，所述多条纵向构件的顶端和底端固定在所述多条横向梁上，在将所述多个箱体组件的背面固定在支撑框架上的步骤中，所述LED箱体的背面固定在所述多条纵向构件上。
根据本发明实施例的LED箱体利用侧面上的台阶遮挡LED模块之间的缝隙。在一个箱体组件上安装的多个LED模块的中心相对于所述一个箱体组件的中心偏移，使得LED模块之间的缝隙的位置与台阶的位置相对应。该LED箱体可以实现LED显示屏的标准化组装并且改善LED显示屏在恶劣环境下的可靠性和耐用性。在优选的实施例中，在多个LED模块的表面彼此错开时，所述台阶用于容纳所述多个LED模块中的至少一些LED模块以保持平整度。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出根据现有技术的LED箱体和LED模块的组装示意图。
图2示出根据本发明实施例的LED箱体和LED模块的组装示意图。
图3示出采用图2所示的LED箱体和LED模块组装成的LED显示屏的透视图。
图4和图5分别示出根据本发明实施例的LED箱体和对照例的LED箱体遮挡缝隙透光的原理示意图。
图6和图7分别示出根据本发明实施例的LED箱体和对照例的LED箱体保持平整度的原理示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图1示出根据现有技术的LED箱体和LED模块的组装示意图。LED箱体110包括安装面111，在安装面111上设有用于与坚固件结合的多个安装位置，例如通孔、螺孔或凹槽等。LED箱体110的内部可以容纳各种控制电路和导线。LED模块120包括印刷电路板121和安装在其上的多个LED组成的LED阵列122。进一步地，LED模块120还可以包括安装在印刷电路板121上的驱动电路，以及用于容纳印刷电路板121及其上的驱动电路的外壳。在印刷电路板121上设有用于与坚固件结合的多个安装位置，例如通孔、螺孔或凹槽等。
LED模块120中的LED阵列122可以包括多个LED，例如包括8*9＝72个LED。在一个LED箱体110的安装面111上，可以安装多个LED模块120，从而形成箱体组件100。例如，箱体组件100包括4个LED模块，从而实现4*8*9＝288个LED。将LED箱体110上的安装位置和LED模块120上的安装位置相对应，采用螺钉之类的紧固件将二者固定在一起。与单个LED模块120相比，在一个LED箱体110上安装多个LED模块120可以扩大显示面积和提高分辨率。
在LED箱体110上安装多个LED模块120的排列方式可以有多种。在图1的示例中，4个LED模块120组成2*2的模块阵列，即，每行2个LED模块120以及每列两个LED模块120。然而，4个LED模块120的排列方式也可以是组成1*4或4*1的模块阵列。
在LED箱体110上安装4个LED模块120之后，形成了箱体组件100。由于4个LED模块120彼此紧密邻接，因此箱体组件100的长度和宽度分别与多个LED模块的相应尺寸对应。即，箱体组件100的长度大致等于沿着长度方向排列的LED模块120的长度之和，宽度大致等于沿着宽度方向排列的LED模块120的宽度之和。
在该箱体组件100中，LED箱体110的长度和宽度分别小于箱体组件100的相应尺寸，以方便将箱体组件100进一步拼接成LED显示屏。多个LED模块120的第一组侧面彼此邻接，第二组侧面位于LED箱体110的外部。
在将多个箱体组件100进一步拼接成LED显示屏时，不同箱体组件100中多个LED模块120的第二组侧面彼此邻接。然而，在LED箱体拼接的设计中，由于制造误差，需要预留出缝隙公差以便于安装。因此，不同箱体组件100的彼此邻接的LED模块120的第二组侧面之间形成第一缝隙，彼此邻接的LED箱体110的侧面之间形成第二缝隙。该第一缝隙与第二缝隙的位置对应，形成直接的开口，从而背面光线可以依次穿过第二缝隙和第一缝隙到达前面。在显示图像时，缝隙透光影响整体的显示效果。
在LED显示屏背面的第二缝隙处贴黑色绝缘胶带，虽然解决了透光的问题，但是增加了黑色绝缘胶带的使用，不仅不利于美观和标准化组装，而且导致LED显示屏的耐用性变差。
图2示出根据本发明实施例的LED箱体和LED模块的组装示意图。LED箱体210包括安装面211，在安装面211上设有用于与坚固件结合的多个安装位置，例如通孔、螺孔或凹槽等。LED箱体210的内部可以容纳各种控制电路和导线。LED模块220包括印刷电路板221和安装在其上的多个LED组成的LED阵列222。进一步地，LED模块220还可以包括安装在印刷电路板221上的驱动电路，以及用于容纳印刷电路板221及其上的驱动电路的外壳。在印刷电路板221上设有用于与坚固件结合的多个安装位置，例如通孔、螺孔或凹槽等。
LED模块220中的LED阵列221可以包括多个LED，例如包括8*9＝72个LED。在一个LED箱体210的安装面211上，可以安装多个LED模块220，从而形成箱体组件200。在LED箱体210上安装多个LED模块220的固定方式和排列方式与图1所示的现有箱体组件相同，在此不再详述。以下将描述根据本发明实施例的LED箱体210及LED模块220的排列方式的不同之处。
LED箱体210大致为矩状体，包括4个侧面，与安装面和背面邻接并且共同限定该LED箱体的外壳。LED箱体210包括第一组侧面和第二组侧面，分别包括沿着LED箱体210的长度方向和宽度方向延伸且彼此相邻的第一侧面和第二侧面。例如在图2所示的示例中，LED箱体210中第一组侧面为相对于安装面211的左侧面和下侧面，第二组侧面包括相对于安装面211的右侧面和顶侧面。作为一种替代的实施例，所述LED箱体210中第一组侧面可以为相对于安装面211的右侧面和下侧面，第二组侧面包括相对于安装面211的左侧面和顶侧面。在LED箱体210的至少第一组侧面形成台阶212。在图2所示的示例中，该台阶212包括从安装面211向下延伸的侧壁以及从侧壁底端横向延伸的底面。台阶212的宽度即底面的宽度为尺寸A或B，台阶212的高度即侧壁的高度为尺寸C。在第一组侧面中，台阶212的宽度分别为尺寸A和B。该尺寸A和B可以相等或不等。在替代的实施例中，LED箱体210的第二组侧面也可以形成台阶212。台阶212的宽度A和B可以根据LED箱体210的间距来确定，例如为1毫米至10毫米，优选为1.5毫米。台阶212的高度C小于LED箱体210的厚度，例如为0.2毫米至5毫米，优选为1毫米。
在LED箱体210上安装4个LED模块220之后，形成了箱体组件200。由于4个LED模块220彼此紧密邻接，因此箱体组件200的长度和宽度分别与多个LED模块的相应尺寸对应。即，箱体组件200的长度大致等于沿着长度方向排列的LED模块220的长度之和，宽度大致等于沿着宽度方向排列的LED模块220的宽度之和。
在该箱体组件200中，LED箱体210的长度和宽度分别小于箱体组件200的相应尺寸，以方便将箱体组件200进一步拼接成LED显示屏。在拼接成LED显示屏时，多个LED模块220的第一组侧面彼此邻接。与图1所示的现有箱体组件不同，在LED箱体210中第一组侧面处，LED模块220的第二组侧面与台阶边缘对齐，或者位于台阶的底面上方。在LED箱体210中第二组侧面处，LED模块220的第二组侧面位于LED箱体210的外部。因而，多个LED模块200在LED箱体210上并非中心对齐，而是相对于LED箱体210向右上方向偏移预定距离。在替代的实施例中，所述偏移的方向包括选自上、下、左、右、左上、左下、右上、右下中的一种。在本申请中，LED箱体210的中心所在位置为LED箱体背面的中心位置。
图3示出采用图2所示的LED箱体和LED模块组装成的LED显示屏的透视图。该LED显示屏300包括多个拼接在一起的箱体组件200。箱体组件200分别包括一个LED箱体210和四个LED模块220。LED显示屏300还包括支撑框架。该支撑框架例如包括两条彼此平行的横向梁240和多条彼此平行的纵向构件250。所述多条纵向构件250的顶端和底端固定在横向梁240上。
LED箱体210包括彼此相对的安装面和背面。在将LED箱体210和LED模块220组装成箱体组件200之后，进一步将箱体组件200固定在支撑框架的纵向构件250上。例如，可以采用扣件将LED箱体210的背面与纵向构件250固定在一起。
该扣件例如为金属板。在一个实施例中，采用一组紧固件将扣件固定在一个LED箱体210的背面上，然后采用另一组紧固件将扣件进一步固定在纵向构件250上，从而利用纵向构件实现多个LED箱体210的互连接。在另一个实施例中，采用一组坚固件将扣件固定在彼此相邻的多个LED箱体210的相邻侧边和相邻拐角位置，然后采用另一组紧固件将扣件进一步固定在纵向构件250上，从而利用扣件实现至少一些LED箱体210的互连接，然后利用纵向构件实现更多个LED箱体210的互连接。
在上述的组装过程中，通过调整LED箱体210在纵向构件250上的安装位置，使得多个箱体组件200中的LED模块220彼此紧密邻接并且位于同一个平面上。在LED显示屏300中，不同箱体组件200中多个LED模块220的第二组侧面彼此邻接。由于制造误差，在LED模块220之间需要预留出缝隙公差以便于安装。因此，不同箱体组件200的彼此邻接的LED模块220的第二组侧面之间形成第一缝隙，彼此邻接的LED箱体210的侧面之间形成第二缝隙。
在本发明的实施例中，LED模块220的之间的第一缝隙位于台阶处，与LED箱体210之间的第二缝隙的位置在水平方向上彼此错开。在本申请中，术语“水平方向”表示与LED模块的显示表面大致平行的方向。背面光线进入第二缝隙之后受到LED模块220的背面和台阶的底面和侧壁的阻挡，从而难以穿过第一缝隙。因此，根据本发明实施例的LED箱体不仅允许预留缝隙公差，而且利用LED箱体侧面上的台阶遮挡LED模块之间的缝隙，从而实现LED显示屏的标准化组装并且改善LED显示屏在恶劣环境下的可靠性和耐用性。
在对照例中，不同箱体组件100的彼此邻接的LED模块120的第二组侧面之间形成第一缝隙，彼此邻接的LED箱体110的侧面之间形成第二缝隙。该第一缝隙与第二缝隙的位置对应，形成直接的开口，从而背面光线可以依次穿过第二缝隙和第一缝隙到达前面。在LED显示屏背面的第二缝隙处贴黑色绝缘胶带，虽然解决了透光的问题，但是增加了黑色绝缘胶带的使用，不仅不利于美观和标准化组装，而且由于黑色绝缘胶带容易脱落导致LED显示屏的耐用性变差。
在本发明的实施例中，LED模块220的之间的第一缝隙位于台阶处，与箱体组件200之间的第二缝隙的位置在水平方向上彼此错开。由于制造误差，在LED模块220之间需要预留出平整度公差以便于安装。在相邻的箱体组件200的安装面彼此错开时，可以利用LED箱体210的台阶提供容纳LED模块220的空间，使得相邻箱体组件200上的LED模块220的表面虽然彼此错开，但仍然可以维持彼此平行的状态，从而保持平整度。在本申请中，术语“水平方向”表示与LED模块的显示表面大致平行的方向，“垂直方向”表示与LED模块的显示表面大致垂直的方向。
在对照例中，LED箱体310的侧面没有形成台阶。LED模块320相对于LED箱体310偏移设置。在组装成LED显示屏时，LED模块320的之间的第一缝隙位于LED箱体310的表面上方，与LED箱体310之间的第二缝隙的位置在水平方向上彼此错开。背面光线进入第二缝隙之后受到LED模块320的背面的阻挡，从而难以穿过第一缝隙。该对照例可以解决透光的问题。然而，在相邻的箱体组件300的安装面彼此错开时，由于没有LED箱体310的台阶提供容纳LED模块320的空间，因此箱体组件300上的LED模块320相对于LED显示屏的整体表面发生倾斜，从而不能保持平整度。
在对照例中，只有通过在安装时保持多个LED模块320的表面平齐，才能保持整个LED显示屏的平整度。在LED模块320之间难以预留出平整度公差，从而造成安装不便。并且，由于多个LED模块320的表面错开是难以避免的，因此，LED显示屏的显示效果由于表面不平整而受到影响。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。