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摘要：LED显示屏于八十年代后期开始在全球兴起，在短短的十几年中，LED显示屏的技术与产业发展迅速，目前已经发展成为非常重要的现代信息发布媒体手段，在广告、交通以及金融等行业均得到了广泛的应用。文章主要针对LED显示屏的结构设计进行分析，深入了解LED显示屏的结构，以此促进LED显示屏的发展。
关键词：LED显示屏；结构设计；发展趋势
0.引言
LED电子显示屏是以先进的视频显示技术作为支撑，采用超高亮度的LED电子发光材料的显示器件，结合音频系统，播放各种图像以及所媒体信息的显示系统。LED显示屏集合了工程结构技术、光电技术以及视觉原理等众多学科，主要用于室内外大型电子图文以及视频多媒体信息的显示。由于LED具有超高亮度且图像清晰，目前已成成为室内外大型显示系统的领导者。
1.LED显示屏结构分类
LED显示屏（LED panel）LED就是指light emitting diode，是发光二极管的英文缩写。LED显示屏是通过控制半导体发光二极管的显示方式，依靠灯的亮灭来显示字符，通常LED显示屏用来显示录像信号、文字以及图像等信息。LED显示屏的机构主要分为以下几种：即显示屏钢结构、模组结构以及箱体结构。
1.1箱体结构
箱体结构按照使用环境可分为室内箱体与户外箱体，按照安装方式可分为固定安装箱体与吊装箱体。室内箱体与户外箱体的主要区别在于，室内箱体对于防尘防水的要求较低，甚至基本不要求防水防尘，为户外箱体对于防尘防水要求安装模组方面的防护等级至少应当达到IP65级，后门方面的防护等级应当达到IP43级[1]。户外箱体应当防止直径或者厚度大于1.0mm的工具以及电线类细小的外物入侵箱体，做好防潮防水工作。
1.2钢结构
显示屏无论是安装在室内或者室外，均需要钢结构。对于显示屏来说，钢结构只是充当一个媒介，客户需要通过显示屏供应商的图纸了解箱体的安装流程，真正的钢结构需要计算风载荷，地震载荷等一系列载荷，并需要对当地的地质以及天文气象等有充分的了解。
为了有效的保证钢结构的可靠性，应当与稳固为前提，结合现场的实际情况，平衡各个受力支点，结构支撑力应当大于现实屏自身重量的20%。
1.3模组结构
模组是LED显示屏的基本组成单位，通常是指LED显示屏的独立单元。LED显示屏模组一般是由电路以及安装结构来确定LED显示屏的独立单元，并具有显示功能。为了便于组装与显示，出厂的半成品通常是以显示模组为主，需要将多个显示模块显示驱动集合在一起。室内称之为“单元板”，室外称之为“模组”，再将一些模组加上电源、机箱以及风扇等相结合，形成“箱体”，大多用于大型的全彩屏。模组通常有64×32或者32×16等。LED显示屏模组按照颜色分类可分为单色模组（例如单红、单蓝等）与双色模组（例如红绿双色灯）以及全彩模组。全彩模组是指：每一个点像素由红绿蓝三基色显示，形成全彩色的LED模组产品。
2.高分辨率显示屏设计
LED显示屏的规格会随着环境等因素差异产生变化，而用户广告图像的分辨率是一定的，一定分辨率的广告图像在不同规格的LED显示屏上播放时，必然会进行不同程度的缩放。当低分辨率的图像进行放大显示时，图像就会模糊，影响用户对广告产品的满意度。为了有效的降低图像在放大时出现模糊的情况，就必须提高图像分辨率，可从以下两点入手：第一、可通过传感器技术减少像元的尺寸（以此增加单位面积上像元的个数），或者增加芯片的尺寸；第二、利用数字图像处理技术得到低分辨率图像的高分辨率版本，即图像在放大时仍然保持清晰，此种及时就被称为图像超分辨率技术[2]。
而提升LED显示屏分辨率的方式通常有以下几点：
第一、LED的尺寸以及间距不能改变的情况下，可扩大屏幕的面积。
第二、缩小LED的间距以及减小LED的尺寸。但缩小LED间距会造成PCB版走线过密，散热问题也无法解决；减小LED尺寸成本较高，且需要改变LED的制造工艺。针对上述问题，可改变模组之间的拼缝来解决这一难题，通过精准的模组设计与机器加手工的加工工艺来解决。还可采用灯驱分离的设计来解决散热问题，使灯板与驱动板之间留有散射空隙，散热性较好。
第三、假若屏幕面积以及LED均为固定的，即可采用虚拟像素技术。
3.LED显示屏发展趋势
在现代信息社会中，作为人机信息视觉传播媒介的显示产品与技术得到了快速的发展，进入了21世纪后的显示技术将会是平板显示的时代。LED显示屏作为平板显示的主要产品之一，将会得到更多的发展机遇。
3.1 产品结构的多样化
随着LED技术不断改进，LED显示屏的发展前景将会更加广阔。预计大型或者超大型的LED显示屏产品将会发生改变，适合服务行业需求的小型LED显示屏将会得到发展。面向信息服务领域的LED显示屏的类别与品种将会更加丰富，部分潜在的市场需求与应用领域将会有所突破。例如医院、公共交通以及停车场等综合服务方面的信息显示屏的需求量将会有所提升。
3.2物联网化以及集成化
随着显示屏规模的不断扩大，显示屏与表面结构复杂建筑物一体化，点、线以及面LED显示屏或者一定区域内分散的LED显示屏必须采用有线以及无线方式集成化同步测控，物联网化是LED显示屏的重要发展方向[3]。随着城市化发展需求以LED显示屏规模的不断扩展，LED显示屏应当将一定区域内不同信息格式以及控制形式与分散的LED显示屏通过标准化的信息接口集成起来，以此推动自身的发展，因此集成化是LED显示屏的重要发展趋势。
4.结语
本文从LED显示屏结构分类、高分辨率显示屏设计以及LED显示屏发展趋势进行了详细的阐述，深入分析了LED显示屏的结构与类型，随着我国信息化的发展，LED显示屏的前景将会更加广阔，LED显示屏市场总量将会得到更大的提升。
参考文献
[1] 邵寅亮，罗瑶. 租赁用LED显示屏多批次箱体混合使用的解决方案[J]. 现代显示. 2010（05）
[2] 丁铁夫，严飞，王瑞光，郑喜凤. 一种LED显示屏发送卡的设计[J]. 现代显示. 2010（05）
作者简历：吴建松（1963.10-）男，深圳市大族元亨光电股份有限公司，工程师，研究方向：机械设计与制造
关键词：LED显示屏；结构设计；发展趋势
0.引言
LED电子显示屏是以先进的视频显示技术作为支撑，采用超高亮度的LED电子发光材料的显示器件，结合音频系统，播放各种图像以及所媒体信息的显示系统。LED显示屏集合了工程结构技术、光电技术以及视觉原理等众多学科，主要用于室内外大型电子图文以及视频多媒体信息的显示。由于LED具有超高亮度且图像清晰，目前已成成为室内外大型显示系统的领导者。
1.LED显示屏结构分类
LED显示屏（LED panel）LED就是指light emitting diode，是发光二极管的英文缩写。LED显示屏是通过控制半导体发光二极管的显示方式，依靠灯的亮灭来显示字符，通常LED显示屏用来显示录像信号、文字以及图像等信息。LED显示屏的机构主要分为以下几种：即显示屏钢结构、模组结构以及箱体结构。
1.1箱体结构
箱体结构按照使用环境可分为室内箱体与户外箱体，按照安装方式可分为固定安装箱体与吊装箱体。室内箱体与户外箱体的主要区别在于，室内箱体对于防尘防水的要求较低，甚至基本不要求防水防尘，为户外箱体对于防尘防水要求安装模组方面的防护等级至少应当达到IP65级，后门方面的防护等级应当达到IP43级[1]。户外箱体应当防止直径或者厚度大于1.0mm的工具以及电线类细小的外物入侵箱体，做好防潮防水工作。
1.2钢结构
显示屏无论是安装在室内或者室外，均需要钢结构。对于显示屏来说，钢结构只是充当一个媒介，客户需要通过显示屏供应商的图纸了解箱体的安装流程，真正的钢结构需要计算风载荷，地震载荷等一系列载荷，并需要对当地的地质以及天文气象等有充分的了解。
为了有效的保证钢结构的可靠性，应当与稳固为前提，结合现场的实际情况，平衡各个受力支点，结构支撑力应当大于现实屏自身重量的20%。
1.3模组结构
模组是LED显示屏的基本组成单位，通常是指LED显示屏的独立单元。LED显示屏模组一般是由电路以及安装结构来确定LED显示屏的独立单元，并具有显示功能。为了便于组装与显示，出厂的半成品通常是以显示模组为主，需要将多个显示模块显示驱动集合在一起。室内称之为“单元板”，室外称之为“模组”，再将一些模组加上电源、机箱以及风扇等相结合，形成“箱体”，大多用于大型的全彩屏。模组通常有64×32或者32×16等。LED显示屏模组按照颜色分类可分为单色模组（例如单红、单蓝等）与双色模组（例如红绿双色灯）以及全彩模组。全彩模组是指：每一个点像素由红绿蓝三基色显示，形成全彩色的LED模组产品。
2.高分辨率显示屏设计
LED显示屏的规格会随着环境等因素差异产生变化，而用户广告图像的分辨率是一定的，一定分辨率的广告图像在不同规格的LED显示屏上播放时，必然会进行不同程度的缩放。当低分辨率的图像进行放大显示时，图像就会模糊，影响用户对广告产品的满意度。为了有效的降低图像在放大时出现模糊的情况，就必须提高图像分辨率，可从以下两点入手：第一、可通过传感器技术减少像元的尺寸（以此增加单位面积上像元的个数），或者增加芯片的尺寸；第二、利用数字图像处理技术得到低分辨率图像的高分辨率版本，即图像在放大时仍然保持清晰，此种及时就被称为图像超分辨率技术[2]。
而提升LED显示屏分辨率的方式通常有以下几点：
第一、LED的尺寸以及间距不能改变的情况下，可扩大屏幕的面积。
第二、缩小LED的间距以及减小LED的尺寸。但缩小LED间距会造成PCB版走线过密，散热问题也无法解决；减小LED尺寸成本较高，且需要改变LED的制造工艺。针对上述问题，可改变模组之间的拼缝来解决这一难题，通过精准的模组设计与机器加手工的加工工艺来解决。还可采用灯驱分离的设计来解决散热问题，使灯板与驱动板之间留有散射空隙，散热性较好。
第三、假若屏幕面积以及LED均为固定的，即可采用虚拟像素技术。
3.LED显示屏发展趋势
在现代信息社会中，作为人机信息视觉传播媒介的显示产品与技术得到了快速的发展，进入了21世纪后的显示技术将会是平板显示的时代。LED显示屏作为平板显示的主要产品之一，将会得到更多的发展机遇。
3.1 产品结构的多样化
随着LED技术不断改进，LED显示屏的发展前景将会更加广阔。预计大型或者超大型的LED显示屏产品将会发生改变，适合服务行业需求的小型LED显示屏将会得到发展。面向信息服务领域的LED显示屏的类别与品种将会更加丰富，部分潜在的市场需求与应用领域将会有所突破。例如医院、公共交通以及停车场等综合服务方面的信息显示屏的需求量将会有所提升。
3.2物联网化以及集成化
随着显示屏规模的不断扩大，显示屏与表面结构复杂建筑物一体化，点、线以及面LED显示屏或者一定区域内分散的LED显示屏必须采用有线以及无线方式集成化同步测控，物联网化是LED显示屏的重要发展方向[3]。随着城市化发展需求以LED显示屏规模的不断扩展，LED显示屏应当将一定区域内不同信息格式以及控制形式与分散的LED显示屏通过标准化的信息接口集成起来，以此推动自身的发展，因此集成化是LED显示屏的重要发展趋势。
4.结语
本文从LED显示屏结构分类、高分辨率显示屏设计以及LED显示屏发展趋势进行了详细的阐述，深入分析了LED显示屏的结构与类型，随着我国信息化的发展，LED显示屏的前景将会更加广阔，LED显示屏市场总量将会得到更大的提升。
参考文献
[1] 邵寅亮，罗瑶. 租赁用LED显示屏多批次箱体混合使用的解决方案[J]. 现代显示. 2010（05）
[2] 丁铁夫，严飞，王瑞光，郑喜凤. 一种LED显示屏发送卡的设计[J]. 现代显示. 2010（05）
作者简历：吴建松（1963.10-）男，深圳市大族元亨光电股份有限公司，工程师，研究方向：机械设计与制造