RU2571176C1

RU2571176C1 - Led matrix

Info

Publication number: RU2571176C1
Application number: RU2014128504/28A
Authority: RU
Inventors: Гиа Маргович Гвичия; Александр Владленович Иванов; Григорий Зиновьевич Щербаковский; Давид Элизбарович Цискаришвили
Original assignee: Гиа Маргович Гвичия; Александр Владленович Иванов; Григорий Зиновьевич Щербаковский; Давид Элизбарович Цискаришвили
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2015-12-20
Also published as: CN106663728B; CN106663728A; WO2016010458A1

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: claimed matrix relates to data processing hardware and can be used in creation of large-dimension screens and other visual data displays. LED matrix comprises bearer with upper base to support LEDs and lower base to support LED control components. Note here that LED matrix is provided with protective coating uniformly distributed over the entire area of upper base and made of resilient translucent epoxy compound with viscosity of 5050-6050 cP, Shore hardness of 50-60, to cover completely all LEDs.

EFFECT: higher resistance against mechanical damages and LED chip electrostatic damages, better heat transfer, 3-5 times longer service life of LED-based display.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области информационной техники и может быть использовано при построении крупногабаритных матричных экранов и иных средств отображения визуальных данных.The invention relates to the field of information technology and can be used in the construction of large-sized matrix screens and other means of displaying visual data.

Одним из требований к светодиодным матрицам является их надежность в эксплуатации, защищенность от механических повреждений при сохранении требуемых характеристик.One of the requirements for LED arrays is their reliability in operation, protection from mechanical damage while maintaining the required characteristics.

Известен светодиодный модуль {RU 67340}, содержащий полупроводниковый светоизлучающий кристалл, помещенный в расположенном в металлокерамическом корпусе отражателе, имеющим наклонные стенки, при этом полость отражателя заполнена оптически прозрачным компаундом.Known LED module {RU 67340}, containing a semiconductor light emitting crystal, placed in a ceramic-reflector housing having inclined walls, while the cavity of the reflector is filled with an optically transparent compound.

Однако это покрытие для защиты кристалла от механических повреждений не обеспечивает требуемых оптических характеристик за счет невозможности получения равномерного светового излучения.However, this coating to protect the crystal from mechanical damage does not provide the required optical characteristics due to the inability to obtain uniform light radiation.

Известен светодиодный модуль {RU 2069418}. Он содержит несущий элемент-подложку, имеющую верхнее и нижнее основания и боковую поверхность. На верхнем основании подложки помещен, по меньшей мере, один полупроводниковый светоизлучающий элемент, поверх которого нанесено покрытие, выполненное из оптически прозрачного эпоксидного полимерного компаунда.Known LED module {RU 2069418}. It contains a carrier element-substrate having an upper and lower base and a side surface. At least one semiconductor light-emitting element is placed on the upper base of the substrate, over which a coating is made, made of an optically transparent epoxy polymer compound.

Это покрытие защищает светоизлучающий элемент от механических повреждений. Однако в конкретном данном случае покрытие обладает хрупкостью и недостаточной устойчивостью к воздействию тепла и света, что снижает надежность конструкции.This coating protects the light emitting element from mechanical damage. However, in this particular case, the coating has brittleness and insufficient resistance to heat and light, which reduces the reliability of the structure.

Известен светодиодный модуль {RU 2402110}. Он содержит несущий элемент, выполненный в виде объемного тела, имеющего верхнее и нижнее основания и боковую поверхность. На верхнем основании несущего элемента расположен, по меньшей мере, один полупроводниковый светоизлучающий элемент. Поверх полупроводникового светоизлучающего элемента расположено покрытие, выполненное из оптически прозрачного силиконового компаунда. Покрытие имеет куполообразную форму, при этом основание покрытия вписано в площадь верхнего основания несущего элемента. Угол между боковой поверхностью несущего элемента и его верхним основанием составляет величину не более 120°. Покрытие сформировано путем нанесения поверх полупроводникового светоизлучающего элемента капли указанного компаунда, который имеет вязкость от 2000 до 20000 сП, с последующим отверждением нанесенного компаунда.Known LED module {RU 2402110}. It contains a supporting element made in the form of a volumetric body having an upper and lower base and a side surface. At least one semiconductor light emitting element is located on the upper base of the carrier element. On top of the semiconductor light emitting element is a coating made of an optically transparent silicone compound. The coating has a domed shape, while the base of the coating is inscribed in the area of the upper base of the supporting element. The angle between the side surface of the supporting element and its upper base is not more than 120 °. The coating is formed by applying a drop of said compound over a semiconductor light-emitting element, which has a viscosity of 2000 to 20,000 cP, followed by curing of the applied compound.

Возможно обеспечивается повышение надежности конструкции и улучшение оптических свойств светодиодного модуля. Но экспериментальные исследования авторов показывают, что использованный материал для покрытия является непригодным для защиты светодиодных матриц, использованных в экранах отображения графической и видеоинформации коллективного пользования и иных средств отображения визуальных данных из-за низкой степени адгезии, которая не позволяет закрепить силиконовое покрытие на поверхность светодиодной матрицы.It is possible to increase the reliability of the design and improve the optical properties of the LED module. But the experimental studies of the authors show that the coating material used is unsuitable for protecting LED matrices used in graphic and video information display screens for collective use and other means of displaying visual data due to the low degree of adhesion that does not allow the silicone coating to be fixed to the surface of the LED matrix .

Этот материал непригоден для использования в экранах коллективного пользования, так как на протяжении всего времени эксплуатации экран выделяет в атмосферу вредные для здоровья человека вещества.This material is unsuitable for use in collective use screens, since throughout the entire period of operation the screen releases substances harmful to human health into the atmosphere.

Задачей заявляемого изобретения является создание светодиодной матрицы с покрытием, которое обеспечивает надежную защиту от механических повреждений при сохранении необходимого качества отображения видеоинформации.The objective of the invention is the creation of an LED matrix with a coating that provides reliable protection against mechanical damage while maintaining the required display quality of video information.

В конкретном случае, учитывалось использование светодиодной матрицы непосредственно при построении крупногабаритных матричных экранов коллективного пользования.In a specific case, the use of an LED matrix was taken into account directly when constructing large-sized collective-use matrix screens.

Технический результат при использовании изобретения состоит в повторяемости светотехнических характеристик покрытия светодиодных матриц, что приводит к получению однородного покрытия по всей площади видеоэкрана, исключению образования бликов от внешних источников света и обеспечивает необходимую контрастность отображения видеоинформации, а также к повышению надежности от механических повреждений, повышению уровня защиты от электростатических повреждений кристалла светодиодов.The technical result when using the invention consists in the repeatability of the lighting characteristics of the coating of LED matrices, which leads to a uniform coating over the entire area of the video screen, eliminates the formation of glare from external light sources and provides the necessary contrast in the display of video information, as well as to increase reliability from mechanical damage, increase the level protection against electrostatic damage to crystal LEDs.

Поставленная задача с указанным техническим результатом достигается новой совокупностью существенных признаков. Причем материал, используемый для покрытия светодиодной матрицы, проявил новые свойства, неизвестные автору.The task with the specified technical result is achieved by a new set of essential features. Moreover, the material used to cover the LED matrix showed new properties unknown to the author.

Сущность изобретения состоит в том, что светодиодная матрица содержит несущий элемент, имеющий верхнее основание, на котором расположены светодиоды, и нижнее основание, на котором расположены элементы для управления светодиодами. При этом светодиодная матрица имеет защитное покрытие, однородно сформированное по всей площади верхнего основания из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда с вязкостью 5050…6050 сП и твердостью 50…60 Шор А, полностью закрывающее все светодиоды.The essence of the invention lies in the fact that the LED matrix contains a carrier element having an upper base on which the LEDs are located, and a lower base on which the elements for controlling the LEDs are located. In this case, the LED matrix has a protective coating uniformly formed over the entire area of the upper base from an elastic translucent epoxy compound with a viscosity of 5050 ... 6050 cP and a hardness of 50 ... 60 Shore A, which completely covers all LEDs.

Такое выполнение защитного покрытия позволяет получить однородную по структуре верхнюю поверхность, полностью скрывающую расположенные на ней светодиоды. Новая совокупность существенных признаков необходима и достаточна для достижения указанного технического результата.This embodiment of the protective coating allows you to get a uniform surface structure, completely hiding the LEDs located on it. A new set of essential features is necessary and sufficient to achieve the specified technical result.

Исследования авторов показали, что использование такого защитного покрытия обеспечивает теплоперенос, стабилизируя температуру светодиодов за счет прямого контакта компонента с корпусом светодиода, что увеличивает в 3-5 раз время эксплуатации видеоэкранов.The authors' studies showed that the use of such a protective coating provides heat transfer, stabilizing the temperature of the LEDs due to direct contact of the component with the LED housing, which increases the operating time of video screens by 3-5 times.

Формирование диффузной поверхности светодиодной матрицы препятствует образованию бликов от внешних источников света и повышает уровень контрастности, необходимый для правильного отображения видеоинформации.The formation of the diffuse surface of the LED matrix prevents the formation of glare from external light sources and increases the level of contrast necessary for the correct display of video information.

В ходе экспериментальных исследований авторы определили, что также повышается влагозащищенность компонентов и печатной платы.In the course of experimental studies, the authors determined that the moisture resistance of the components and the printed circuit board also increases.

Сущность изобретения поясняется Фиг.1, где представлен общий вид светодиодной матрицы. Светодиодная матрица содержит несущий элемент, имеющий основание 1 верхнее, на котором расположены светодиоды 2. Основание 3 нижнее, на котором расположены элементы 4 для управления светодиодами. Покрытие 5 защитное сформировано по всей площади основания 1 верхнего так, что полностью защищают светодиоды 2. Покрытие 5 защитное выполнено из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда с вязкостью 5050…6050 сП и твердостью 50…60 Шор А, полностью закрывающее все светодиоды.The invention is illustrated in Fig.1, which presents a General view of the LED matrix. The LED matrix contains a carrier element having an upper base 1, on which the LEDs are located 2. A lower base 3, on which there are elements 4 for controlling the LEDs. The protective coating 5 is formed over the entire area of the base 1 of the upper one so that the LEDs 2 are completely protected. The protective coating 5 is made of an elastic translucent epoxy compound with a viscosity of 5050 ... 6050 cP and a hardness of 50 ... 60 Shore A, which completely covers all the LEDs.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Светодиодные матрицы собраны в видеоэкран, который подключают к цепи внешнего питания. Для получения видеоизображения покрытие выполнено из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда с вязкостью 5050…6050 сП и твердостью 50…60 Шор А, защитное покрытие полностью закрывает все светодиоды.LED matrixes are assembled in a video screen, which is connected to an external power circuit. To obtain a video image, the coating is made of elastic translucent epoxy compound with a viscosity of 5050 ... 6050 cP and a hardness of 50 ... 60 Shore A, the protective coating completely covers all the LEDs.

Использование изобретения позволит получить повышение надежности от механических повреждений, повышение степени защиты от электростатических повреждений кристалла светодиода. А также обеспечивается теплоперенос, стабилизируется температура светодиодов за счет прямого контакта компонента с корпусом светодиода, что увеличивает в 3-5 раз время эксплуатации видеоэкрана.Using the invention will allow to increase the reliability from mechanical damage, increase the degree of protection against electrostatic damage to the LED crystal. It also provides heat transfer, the temperature of the LEDs is stabilized due to direct contact of the component with the LED housing, which increases the operating time of the video screen by 3-5 times.

Claims

LED matrix, characterized in that it contains a supporting element having an upper base on which the LEDs are located, and a lower base on which the elements for controlling the LEDs are located, while a protective coating is formed over the entire area of the upper base, uniform over the entire area of elastic translucent epoxy compound with a viscosity of 5050 ... 6050 cP and a hardness of 50 ... 60 Shore A, which completely covers all LEDs.