CN104795001B - 显示屏用贴片数码管封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示屏用贴片数码管封装结构，包括多个呈长方体状的数码管封装结构单元，该多个数码管封装结构单元呈矩形阵列排布且相邻两个所述数码管封装结构单元可拆卸地连接，每一所述数码管封装结构单元包括PCB板、贴装于所述PCB板上的多个贴片LED、以及用于容纳所述PCB板的方盒。本发明具有便于安装和存放且能满足用户各种不同尺寸需求的有益效果。

Description

显示屏用贴片数码管封装结构

技术领域

本发明涉及LED数码显示领域，更具体地说，涉及一种显示屏用贴片数码管封装结构。

背景技术

LED 数码管是一种半导体发光器件，基本单元是发光二极管，通过不同的管脚输入相对的电流使其发亮从而显示出数字，其广泛应用在空调、热水器、冰箱等家电领域。

现有技术中的显示屏用贴片数码管封装结构大多采用一体式封装，当尺寸较大时不利于存放和安装，并且尺寸大小不能改变。由于具有较大的功率和较大的LED封装密度，大型的LED显示屏工作温度往往较高。高温容易使显示屏发生变色、失真，也容易使封装在其中的LED更容易损坏而形成坏点。现有技术通常采用在LED封装结构中增加金属散热片、在显示屏中增加风扇等方式解决大型LED显示屏的发热问题。但无论是采用大面积的散热片或者风扇等主动散热结构，均会增加产品的生产工序、提高生产成本，并限制产品的体积，影响产品性能的提高。

因此，现有技术存在缺陷，亟需改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种改进的显示屏用贴片数码管封装结构。

本发明解决技术问题采用的技术手段是：提供一种显示屏用贴片数码管封装结构，包括多个呈长方体状的数码管封装结构单元，该多个数码管封装结构单元呈矩形阵列排布且相邻两个所述数码管封装结构单元可拆卸地连接，每一所述数码管封装结构单元包括PCB板、贴装于所述PCB板上的多个贴片LED、以及用于容纳所述PCB板的方盒，所述方盒包括两组互相平行的侧壁，每组所述侧壁中的一个侧壁上设置有一卡扣，另一个侧壁上设置有与所述卡扣适配的扣槽，所述卡扣与所述扣槽可拆卸地扣合连接；所述数码管封装结构单元还包括用于覆盖所述多个贴片LED的反射杯，所述的反射杯设有多个用于容纳单个贴片LED的反射腔，所述的反射杯与每个反射腔对应的区域设置有出光口，所述的出光口设置有一层具有散光作用的胶体，所述方盒一面敞口，所述出光口朝向该方盒敞口的一面并且该敞口的一面上设置有与所述反射杯的端面以及所述胶体贴合的光学复合膜片。

所述光学复合膜片为市售产品，如由光扩散材料（聚碳酸酯、亚克力）压延制成的薄膜。比如其原料按重量计可以包括聚碳酸酯60—80份、0.1—0.5份硫代硫酸钠、3—7份双乙酰酒石酸单双甘油酯、1—5份六偏磷酸钠以及0.01—0.25份的氧化钴以及10—25份的ABS，通过加热混炼挤出成薄膜。

在本发明提供的显示屏用贴片数码管封装结构中，所述胶体为环氧树脂。环氧树脂可选用市售产品实现。当然，所述胶体还可选用市售的硅胶。

在本发明提供的显示屏用贴片数码管封装结构中，所述方盒的一组相对的内侧壁面上设置有相互平行的卡槽，所述PCB板的边缘卡接在所述卡槽中。

在本发明提供的显示屏用贴片数码管封装结构中，所述方盒的底部设置为散热隔水膜，所述散热隔水膜与所述PCB板贴合。

在本发明提供的显示屏用贴片数码管封装结构中，每一反射腔对应的内壁为预定曲率的抛物面，并且所述抛物面上设置有反射层。

所述多个数码管封装结构单元的间隙填充有单元间层，其原料按重量计包括70—90份聚氯乙烯、0.01—0.3份对二氯苯、2—6份乙二醇、0.3—0.9份偏苯三酸三辛酯、2—15份硫酸亚铁；其制备方法为将对二氯苯加入所述乙二醇和偏苯三酸三辛酯中，将混合物在三atm（3个标准大气压）下加热至118—129℃，以280—310nm的紫外光照射并保持10min；将所述聚氯乙烯在一atm下加热至150—160℃，加入所述硫酸亚铁和混合物并保温15min后，将其注入数码管封装结构单元的间隙中，固化后获得所述单元间层。

所述聚氯乙烯，英文简称PVC（Polyvinyl chloride)，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，为现有技术。优选的，数均相对分子质量为2-1.95万。所述对二氯苯即1，4-二氯苯，为现有技术。所述乙二醇为现有技术。所述偏苯三酸三辛酯是一种耐热和耐久主增塑剂，兼具聚酯增塑剂和单体增塑剂的优点，相溶性、加工性、低温性亦较聚酯增塑剂为优。电性能优良。主要用于105℃级耐热电线电缆料以及其他要求耐热和耐久性的板材、片材、密封垫，为现有产品。相邻的数码管封装结构单元均存在间隙，一般认为间隙的存在有利于增加产品与空气的接触面积而有利于散热。但间隙的空气流动效率低，实际上间隙中的空气阻碍数码管封装结构单元热量的传递。尤其是处于显示屏中心的单元的热量无法传递到显示屏边缘而过热，最终导致显示屏中心的数码管变色、光衰乃至损坏成坏点。本发明特别在间隙中填充单元间层，该单元间层能够防止间隙中存在空隙而阻碍热量的传递。此外该单元间层还具有较高的热传递效率，能够迅速将显示屏中心区域的热量传递至温度较低的边缘区域，以防止显示屏局部温度过高。聚氯乙烯成本低、质地均匀，填充于间隙中不会破坏显示屏的外观。二氯苯、乙二醇和偏苯三酸三辛酯经高压和紫外光处理后与硫酸亚铁配合，能够促进聚氯乙烯传热性能的提高。

所述反射杯的外侧环绕有储热腔，储热腔中填充有储热胶体层；所述储热胶体层其原料按重量计包括80—90份去离子水、50—70份琼脂、2—7份磷酸二氢钾、10—20份聚碳酸酯、0.2—1.1份对苯二胺、4—8份氯化铁。

实际上，由于显示屏的热量最终均传递至其周围的空气中，现有技术增加显示屏散热金属片与空气的接触面积虽然能提高散热效率，但显示屏周围的空气有限，如期流动速率低，实质上散热效果并不好。而本发明则是通过在储热腔中设置储热胶体，吸收并储存显示屏工作产生的热量，以控制其温度。琼脂与聚碳酸酯、对苯二胺和氯化铁结合，其每升高一个单位的温度，将发生更大的ΔH（焓变），即需要外界提供更高的能量方能使其升温，具有更强的储热效果。储热胶体吸收了显示屏的热量而只有较低幅度的温度升高，有利于使显示屏保持在较低的温度下工作。但长时间使用，储热胶体中的水分会流失，影响储热效果。磷酸二氢钾和对苯二胺共同作用，能够提高储热胶体中水的稳定性，使之不易逸散。

所述储热胶体层其制备方法为将所述去离子水、磷酸二氢钾、对苯二胺和氯化铁混合并在4atm下加热至105—115℃，加入质量与对苯二胺相等的Pt催化剂并保温30min；加入所述琼脂、聚碳酸酯，在4atm下加热至110—120℃获得熔体，将所述熔体注入所述储热腔中，冷却固化后获得所述储热胶体层。

所述Pt催化剂可选用市售产品实现。本发明未提及的其他细节，均可采用现有技术实现。

实施本实用型新提供的显示屏用贴片数码管封装结构具有以下有益效果：

（1）由于该显示屏用贴片数码管封装结构采用多个数码管封装结构单元拼接而成，具有便于封装和存放的有益效果，并且可以满足用户对于各种不同尺寸的需求；

（2）由于出光口设置的为具有散光作用的胶体，因此其不受温度影响、使用稳定性好；

（3）由于还在方盒的敞口面设置有光学复合膜片，其与胶体以及反射腔相互配合，大大提升了有效显示区域的显示亮度以及均匀度；

（4）方盒的底部设置为隔水散热膜，有利于提高该PCB板的散热以及防水性能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一优选实施例中的显示屏用贴片数码管封装结构的结构示意图；

图2图1所示实施例中的数码管封装结构单元的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例1

图1示出了本发明一优选实施例中的一种显示屏用贴片数码管封装结构，同时参照图2，该显示屏用贴片数码管封装结构包括16个面积为4cm²呈长方体状的数码管封装结构单元1，该多个数码管封装结构单元1呈矩形阵列排布且相邻两个所述数码管封装结构单元1可拆卸地连接，每一所述数码管封装结构单元1包括PCB板10、贴装于所述PCB板10上的多个贴片LED20、以及用于容纳所述PCB板的方盒100，所述方盒100包括两组互相平行的侧壁，每组所述侧壁中的一个侧壁上设置有一卡扣（未示出），另一个侧壁上设置有与所述卡扣适配的扣槽（未示出），所述卡扣与所述扣槽可拆卸地扣合连接。

具体地，数码管封装结构单元1还包括用于覆盖所述多个贴片LED20的反射杯30，所述的反射杯30设有多个用于容纳单个贴片LED20的反射腔40，所述的反射杯30与每个反射腔40对应的区域设置有出光口，所述的出光口设置有一层具有散光作用的胶体70，所述方盒100一面敞口，所述出光口朝向该方盒100敞口的一面并且该敞口的一面上设置有与所述反射杯30的端面以及所述胶体70贴合的光学复合膜片50。所述光学复合膜片可为现有技术，可根据需求选择不同的光学膜片复合，如本实施例中为散射膜和增量膜的复合。

在本发明中，由于出光口设置的为具有散光作用的胶体70，因此其不受温度影响、使用稳定性好；由于还在方盒100的敞口面设置有光学复合膜片50，其与胶体70以及反射腔40相互配合，大大提升了有效显示区域的显示亮度以及均匀度。

具体地，在本发明提供的显示屏用贴片数码管封装结构中，所述胶体70为环氧树脂，当然并不限于此。

在本发明提供的显示屏用贴片数码管封装结构中，如图1和图2所示，所述方盒100的底部设置为散热隔水膜60，所述散热隔水膜60与所述PCB板10贴合。该散该热隔水膜60可以为碳纳米管散热膜，其隔水以及散热功能都较好。当然，其并不限于此，只要是隔水散热功能较好的材料均可以。

在本发明提供的显示屏用贴片数码管封装结构中，所述方盒100的一组相对的内侧壁面上设置有相互平行的卡槽80，所述PCB板10的边缘卡接在所述卡槽80中。由于该PCB板10是卡接在卡槽80中的，因此，该方盒100的底部可以不承受PCB板10的重量，使得底部可以设置为较为轻薄，便于散热。

在本发明提供的显示屏用贴片数码管封装结构中，该反射杯30通过螺栓螺接在PCB板10上，其中，每一反射腔40均呈上大下小的曲面状，优选地，反射腔40对应的内壁为预定曲率的抛物面，并且所述抛物面上设置有反射层，可以大大提升该反射腔40的出光率，壁面光线在该反射腔40中的损耗。

实施例2

本实施例提供一种显示屏用贴片数码管封装结构，其结构与实施例1一致。特别优选的，其数码管封装结构单元的间隙填充有单元间层，其原料按重量计包括70份聚氯乙烯、0.3份对二氯苯、2份乙二醇、0.9份偏苯三酸三辛酯、2份硫酸亚铁；其制备方法为将二氯苯加入所述乙二醇和偏苯三酸三辛酯中，将混合物在三atm下加热至129℃，以280nm的紫外光照射并保持10min；将上述聚氯乙烯在一atm下加热至160℃，加入所述硫酸亚铁和混合物并保温15min后，将其注入数码管封装结构单元的间隙中，固化后获得所述单元间层。

实施例3

本实施例提供一种显示屏用贴片数码管封装结构，其结构与实施例1一致。特别优选的，其数码管封装结构单元的间隙填充有单元间层，其原料按重量计包括81份聚氯乙烯、0.11份对二氯苯、4.5份乙二醇、0.7份偏苯三酸三辛酯、6份硫酸亚铁；其制备方法为将二氯苯加入所述乙二醇和偏苯三酸三辛酯中，将混合物在三atm下加热至118℃，以280—310nm的连续波长紫外光照射并保持10min；将上述聚氯乙烯在1atm下加热至153℃，加入所述硫酸亚铁和混合物并保温15min后，将其注入数码管封装结构单元的间隙中，固化后获得所述单元间层。

进一步的，其反射杯的外侧环绕有储热腔，储热腔中填充有储热胶体层；上述储热胶体层其原料按重量计包括85份去离子水、60份琼脂、4份磷酸二氢钾、16份聚碳酸酯、0.9份对苯二胺、6份氯化铁。

更进一步的，上述储热胶体层其制备方法为将所述去离子水、磷酸二氢钾、对苯二胺和氯化铁混合并在4atm下加热至105℃，加入质量与对苯二胺相等的Pt催化剂并保温30min；加入所述琼脂、聚碳酸酯，在4atm下加热至120℃获得熔体，将所述熔体注入所述储热腔中，冷却固化后获得所述储热胶体层。

实施例4

本实施例提供一种显示屏用贴片数码管封装结构，其结构与实施例1一致。特别优选，其反射杯的外侧环绕有储热腔，储热腔中填充有储热胶体层；上述储热胶体层其原料按重量计包括90份去离子水、50份琼脂、2—7份磷酸二氢钾、20份聚碳酸酯、0.2份对苯二胺、8份氯化铁。

更进一步的，上述储热胶体层其制备方法为将所述去离子水、磷酸二氢钾、对苯二胺和氯化铁混合并在4atm下加热至105℃，加入质量与对苯二胺相等的Pt催化剂并保温30min；加入所述琼脂、聚碳酸酯，在4atm下加热至120℃获得熔体，将所述熔体注入所述储热腔中，冷却固化后获得所述储热胶体层。

实施例5

本实施例提供一种显示屏用贴片数码管封装结构，其结构与实施例1一致。特别优选的，其数码管封装结构单元的间隙填充有单元间层，其原料按重量计包括65份聚氯乙烯、6份乙二醇、0.8份偏苯三酸三辛酯。

进一步的，其反射杯的外侧环绕有储热腔，储热腔中填充有储热胶体层；上述储热胶体层其原料按重量计包括90份去离子水、50份琼脂、7份磷酸二氢钾、10份聚碳酸酯、4份氯化铁。

实施例6

本实施例提供一种显示屏用贴片数码管封装结构，其结构与实施例1一致。特别优选的，其数码管封装结构单元的间隙填充有单元间层，其原料按重量计包括74份聚氯乙烯、0.25份对二氯苯、5份乙二醇10份硫酸亚铁。

进一步的，其反射杯的外侧环绕有储热腔，储热腔中填充有储热胶体层；上述储热胶体层其原料按重量计包括88份去离子水、60份琼脂、6份磷酸二氢钾、15份聚碳酸酯、0.2份对苯二胺。

实施例7

本实施例提供一种显示屏用贴片数码管封装结构，其结构与实施例1一致。

优选的，其反射杯的外侧环绕有储热腔，储热腔中填充有储热胶体层；上述储热胶体层其原料按重量计包括90份去离子水、70份琼脂、20份聚碳酸酯、7份磷酸二氢钾、8份氯化铁。

传热效率和控温效果测试。

采用电热丝对显示屏中心的单元间层进行加热，电热丝表面温度为130摄氏度，检测10min内显示屏中心的贴片LED和边缘的单元间层温度变化情况（环境温度为20℃）。其结果如表1和表2所示。

散热可靠性测试。

将上述显示屏在90℃、充氧的环境下，以1000W的氙灯老化箱处理2000小时。采用电热丝对显示屏中心的单元间层进行加热，电热丝表面温度为130摄氏度，检测10min内显示屏中心的贴片LED温度变化情况。结果如表3

表1 显示屏边缘处单元间层温度变化

实验组	加热前（℃）	加热2min（℃）	加热5min（℃）	加热10min（℃）
					实施例2	20.02±0.21	25.00±0.19	41.38±0.35	47.77±0.36
实施例3	19.87±0.18	27.14±0.24	49.10±0.32	52.09±0.30
					实施例5	20.20±0.15	20.20±0.15	22.70±0.28	22.78±0.82
实施例6	19.91±0.20	19.91±0.20	22.01±0.31	23.21±0.76

表2 显示屏中心处贴片LED表面温度变化

实验组	加热前（℃）	加热2min（℃）	加热5min（℃）	加热10min（℃）
					实施例1	20.13±0.11	81.00±0.08	90.00±0.10	90.00±0.10
实施例2	20.02±0.21	51.31±0.18	62.02±0.23	72.86±0.22
					实施例3	19.87±0.18	43.22±0.20	52.37±0.25	53.74±0.24
实施例4	29.46±0.05	42.22±0.38	53.27±0.35	64.88±0.17
					实施例5	20.20±0.15	53.41±0.22	61.02±0.29	77.33±0.10
实施例6	19.91±0.20	42.16±0.33	55.22±0.35	61.22±0.13
					实施例7	20.36±0.20	50.27±0.30	62.69±0.29	73.59±0.29

表3老化处理后显示屏中心处贴片LED表面温度变化

实验组	加热前（℃）	加热2min（℃）	加热5min（℃）	加热10min（℃）
					实施例1	20.13±0.11	83.00±0.18	93.00±0.21	95.00±0.30
实施例2	20.02±0.21	52.31±0.15	63.02±0.33	76.21±0.43
					实施例3	19.87±0.18	44.22±0.23	53.31±0.16	59.34±0.15
实施例4	29.46±0.05	43.31±0.19	53.98±0.51	69.88±0.08
					实施例5	20.20±0.15	53.67±0.28	62.05±0.21	80.36±0.90
实施例6	19.91±0.20	45.15±0.35	56.22±0.41	61.22±0.13
					实施例7	20.36±0.20	51.27±0.10	67.75±0.25	73.59±0.29

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种显示屏用贴片数码管封装结构，包括多个呈长方体状的数码管封装结构单元（1），该多个数码管封装结构单元（1）呈矩形阵列排布且相邻两个所述数码管封装结构单元（1）可拆卸地连接，每一所述数码管封装结构单元（1）包括PCB板（10）、贴装于所述PCB板（10）上的多个贴片LED（20）、以及用于容纳所述PCB板的方盒（100）；所述数码管封装结构单元（1）还包括用于覆盖所述多个贴片LED（20）的反射杯（30），所述的反射杯（30）设有多个用于容纳单个贴片LED（20）的反射腔（40），所述的反射杯（30）与每个反射腔（40）对应的区域设置有出光口，所述的出光口设置有一层具有散光作用的胶体（70），所述方盒（100）一面敞口，所述出光口朝向该方盒（100）敞口的一面并且该敞口的一面上设置有与所述反射杯（30）的端面以及所述胶体（70）贴合的光学复合膜片（50），其特征在于，所述多个数码管封装结构单元的间隙填充有单元间层，其原料按重量计包括70—90份聚氯乙烯、0.01—0.3份对二氯苯、2—6份乙二醇、0.3—0.9份偏苯三酸三辛酯、2—15份硫酸亚铁；其制备方法为将二氯苯加入所述乙二醇和偏苯三酸三辛酯中，将混合物在三atm下加热至118—129℃，以280—310nm的紫外光照射并保持10min；将所述聚氯乙烯在一atm下加热至150—160℃，加入所述硫酸亚铁和混合物并保温15min后，将其注入数码管封装结构单元的间隙中，固化后获得所述单元间层；所述反射杯的外侧环绕有储热腔，储热腔中填充有储热胶体层；所述储热胶体层其原料按重量计包括80—90份去离子水、50—70份琼脂、2—7份磷酸二氢钾、10—20份聚碳酸酯、0.2—1.1份对苯二胺、4—8份氯化铁；所述储热胶体层其制备方法为将所述去离子水、磷酸二氢钾、对苯二胺和氯化铁混合并在4atm下加热至105—115℃，加入质量与对苯二胺相等的Pt催化剂并保温30min；加入所述琼脂、聚碳酸酯，在4atm下加热至110—120℃获得熔体，将所述熔体注入所述储热腔中，冷却固化后获得所述储热胶体层。

2.根据权利要求1所述的显示屏用贴片数码管封装结构，其特征在于，所述胶体（70）为环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的显示屏用贴片数码管封装结构，其特征在于，所述方盒（100）的一组相对的内侧壁面上设置有相互平行的卡槽（80），所述PCB板（10）的边缘卡接在所述卡槽（80）中。

4.根据权利要求3所述的显示屏用贴片数码管封装结构，其特征在于，所述方盒（100）的底部设置为散热隔水膜（60），所述散热隔水膜（60）与所述PCB板（10）贴合。

5.根据权利要求2所述的显示屏用贴片数码管封装结构，其特征在于，每一所述反射腔（40）对应的内壁为预定曲率的抛物面，并且所述抛物面上设置有反射层。

6.根据权利要求1所述的显示屏用贴片数码管封装结构，其特征在于：所述方盒包括两组互相平行的侧壁，每组所述侧壁中的一个侧壁上设置有一卡扣，另一个侧壁上设置有与所述卡扣适配的扣槽，所述卡扣与所述扣槽可拆卸地扣合连接。