RU2767453C1 - Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения - Google Patents
Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767453C1 RU2767453C1 RU2021110314A RU2021110314A RU2767453C1 RU 2767453 C1 RU2767453 C1 RU 2767453C1 RU 2021110314 A RU2021110314 A RU 2021110314A RU 2021110314 A RU2021110314 A RU 2021110314A RU 2767453 C1 RU2767453 C1 RU 2767453C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- liquid crystal
- backlight
- crystal display
- display device
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S4/00—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources
- F21S4/20—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports
- F21S4/22—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports flexible or deformable, e.g. into a curved shape
- F21S4/24—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports flexible or deformable, e.g. into a curved shape of ribbon or tape form, e.g. LED tapes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133602—Direct backlight
- G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения состоит из гибкого теплопроводящего листа, на котором расположен массив светодиодных лент и/или линеек, разделенный по меньшей мере на две группы светодиодных лент и/или линеек. Каждая группа управляется с помощью драйвера, расположенного на тыльной стороне теплопроводящего листа и содержащего в себе логический вход, логический выход, многоканальный контроллер широтно-импульсной модуляции, по меньшей мере два контроллера силовых ключей и по меньшей мере один силовой ключ. Технический результат - возможность получения любого размера и с любым изгибом, соответствующего возможным размерам жидкокристаллических матриц, за счет масштабирования модуля, обеспечение высокой яркости и улучшение отказоустойчивости жидкокристаллического устройства отображения. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.
Description
Область техники к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройствам тыловой подсветки жидкокристаллических устройств отображения, в частности к драйверам светодиодов.
Уровень техники
Из существующего уровня техники известны:
1. Известен осветительный прибор и дисплейное устройство [1], в котором светоизлучающие компоненты расположены на монтажной поверхности вдоль заранее определенного направления с заранее определенными интервалами, а драйвера подсветки расположены на тыльной стороне.
2. Известна тыловая подсветка жидкокристаллических устройств отображения, называемая как «Direct LED подсветка», описанная в [2]. В данном источнике описаны общераспространенные типы подсветок используемых для освещения дисплеев жидкокристаллических устройств отображения, их конструкция, недостатки и особенности.
Недостатком конструкции согласно источнику [1] является сложность придания монтажной поверхности изогнутой формы, например изгиб с одним радиусом, или форму, образованную изгибом с разным радиусом по ширине и длине монтажной поверхности, так как указанное в изобретении расположение электронных компонентов не позволяет в достаточной мере изменить форму монтажной поверхности при использовании совместно с изогнутой жидкокристаллической матрицей.
Недостатком широко применяемой на данный момент подсветки Direct LED при использовании ее в жидкокристаллических устройствах отображения является недостаточная яркость для их применения в уличном исполнении, большая толщина жидкокристаллического устройства отображения. Практика показывает, что тыловая подсветка Direct LED чаще всего представляет собой массив светодиодных линеек, каждая светодиодная линейка представляет собой набор последовательно соединенных светодиодов без токоограничивающих резисторов, и для каждой светодиодной линейки присутствует отдельный драйвер управления яркостью, интенсивность которой регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции с контролем тока или стабилизации тока и\или напряжения. С целью удешевления жидкокристаллических устройств отображения с тыловой подсветкой Direct LED производители исключают использование отдельных драйверов для управления яркостью светодиодных линеек, что приводит к уменьшению надежности конструкции, так как при сгорании одного светодиода на какой-либо светодиодной линейке приводит к выходу из строя всей линейки. Конструктивные решения тыловых подсветок жидкокристаллических устройств отображения, применяемые производителями, не дают возможность увеличить плотность светодиодов для увеличения яркости тыловой подсветки за счет увеличения количества светодиодных линеек и светодиодов на каждой линейке, так как:
2. При объединении светодиодов одной светодиодной линейки в последовательную цепь требуется повышенное напряжение питания (на примере жидкокристаллического устройства отображения размером 43” требуется напряжение более 300В), что исключает возможность использования такой тыловой подсветки жидкокристаллических устройств отображения в уличном исполнении при отсутствии заземления.
2. При распределении светодиодных линеек в низковольтные цепочки с напряжением 48В потребуются большое количество драйверов (на примере дисплея размером 43”-476 драйверов), а также значительно усложняются способы коммутации светодиодов, повышается стоимость устройства, уменьшается надежность.
3. При масштабировании, а именно, увеличении диагонали жидкокристаллического дисплея, использовании комбинации нескольких дисплеев в жидкокристаллическом устройстве отображения, пропорционально увеличивается количество электронных компонентов элементов и их соединений.
Раскрытие сущности изобретения
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является получение Подсветки для жидкокристаллического устройства отображения, имеющего возможность изгибаться, легко масштабироваться без существенных конструктивных изменений под необходимый размер жидкокристаллической матрицы, выдающий такую яркость, чтобы изображение через просвеченную жидкокристаллическую матрицу было видно ярким солнечным днем и имеющий высокую надежность.
Яркость жидкокристаллического устройства отображения уличного исполнения должна составлять не менее 5000 кд/м2. Именно к такой яркости стремятся производители светодиодных экраны для уличного использования, представляющие собой сборки из модулей с установленными на ней цветными светодиодами [3]. Данные экраны широко применяются в наружной рекламе и считается, что яркость, необходимая для того, чтобы изображения было видно в солнечный день должна составлять не менее 5000 кд/м2.
Под «высокой надежностью» подразумевается защита светодиодов от перегрева, приводящего к их уменьшению яркости и выходу из строя, возможность работы светодиодной подсветки в штатном режиме, даже если одна из секций светодиодов вышла из строя.
Под «возможностью изгибаться» подразумевается, что модуль подсветки тыловой для жидкокристаллического устройства отображения уличного исполнения может устанавливаться совместно с изогнутыми жидкокристаллическими матрицами [4].
Если рассмотреть подробнее техническую задачу, модуль подсветки тыловой необходимо обеспечить следующими возможностями:
4. Обеспечить такую яркость тыловой подсветки, чтобы изображение с жидкокристаллического устройства отображения было видно наблюдателю в солнечный день.
5. Конструктивная, схемотехническая масштабируемость модуля тыловой подсветки с возможностью легкого изменения количество силовых ключей в зависимости от кол-ва подключенных лент или линеек
6. Возможность регулировки яркости модуля тыловой подсветки.
7. Исключение в электрической схеме модуля тыловой подсветки контроля и стабилизации тока для упрощения и удешевления схемотехники изделия.
8. Минимизация потерь напряжения в проводниках от драйвера до светодиодных лент и/или линеек.
9. Гибкость конструкции тыловой подсветки.
10. Обеспечить надежность тыловой подсветки таким образом, чтобы выход из строя одного из светодиодов и/или светодиодной линейки не влиял на общую работоспособность тыловой подсветки и за счет более эффективного теплоотвода от нагревающейся стороны светодиодов и/светодиодных линеек.
11. Уменьшить эффект мерцания тыловой подсветки и обеспечить такую частоту работы тыловой подсветки, чтобы это было безопасно для наблюдателей.
12. Предусмотреть систему охлаждения модуля подсветки тыловой.
Поставленная задача решается за счет того, что:
13. В качестве светоизлучающих компонентов модуля тыловой подсветки используется массив светодиодных лент и/или линеек с токоограничивающими элементами, каждая из которой работает по параллельной схеме, т.е. светодиодная лента или светодиодная линейка имеет параллельно соединенные секции, например по 3 светодиода на каждой секции с токоограничивающим резистором. Это обеспечивает надежность, так как выгорание одной секции не будет влиять на работу соседних секций светодиодов. Обеспечивает конструктивную масштабируемость за счет того, что светодиодные ленты и/или линейки можно резать, так как они работают по параллельной схеме под необходимый размер, а за счет ширины ленты, которая составляет от 5 мм, можно подбирать кол-во светодиодных лент и/или линеек под необходимую площадь, соответствующую площади жидкокристаллической матрицы. Также за счет использования светодиодных лент или линеек - обеспечивается гибкость устройства.
14. Используются светодиодные ленты и/или линейки с высокой плотностью расположения светодиодов на них, например, от 100 светодиодов на метр ленты и/или линейки. Это обеспечивает большее количество светодиодов на единицу площади, а следовательно - большую яркость, помимо этого большее количество диодов позволяет ближе расположить модуль подсветки тыловой к рассеивателю жидкокристаллической матрицы за счет снижения шага между светодиодами.
15. Общий массив светодиодных лент и/или линеек разделен на отдельные, равные друг другу группы, например, если в модуле тыловой подсветки жидкокристаллического устройства отображения уличного исполнения будет установлено 72 светодиодные ленты и/или линейки, они могут быть разделены на 4 одинаковые группы по 18 светодиодных лент и/или линеек, каждая из этих групп обладает своим драйвером с управлением яркостью интенсивность которой регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции напряжения, подаваемого на светодиодные ленты и/или линейки, реализованной за счет использования на плате драйвера микроконтроллера, управляющего драйверами ключей, которые управляют открытием и закрытием двух транзисторов работающих по схеме синхронного выпрямления.
Каждый драйвер группы светодиодных лент и/или линеек устроен таким образом, чтобы в данной группе могли одновременно включаться не менее одной светодиодной ленты и/или линейки в определенный момент времени, в следующий момент времени включенные светодиодные ленты и/или линейки выключаются и включатся светодиодные ленты и/или линейки которые были выключены ранее, т.е. организуется работа подсветки с фазовым смещением включения и выключения светодиодных лент и/или линеек в группе светодиодных лент и/или линеек.
Каждый драйвер группы светодиодных лент и/или линеек взаимосвязан с соседним драйвером и получает информацию о том, какая светодиодная лента и/или линейка включена в данный момент времени, будет включена и получает информацию о количестве светодиодных лент и/или линеек, включенных в данный момент. Это реализуется через цифровой последовательный интерфейс информационного обмена на драйверах групп, содержащих логический вход и выход для синхронизации их друг с другом. За счет этого организуется фазовое смещение включения и выключения групп светодиодных лент и/или линеек.
Это обеспечивает возможность регулировать яркость подсветки с помощью широтно-импульсной модуляции, дает возможность подсветке работать в режиме горизонтальной или вертикальной развертки, в зависимости от расположения светодиодных лент и/или линеек. Помимо этого, обеспечивается надежность модуля подсветки тыловой, за счет того, что при превышении допустимой температуры работы жидкокристаллического устройства отображения уличного исполнения из-за собственного нагрева или нагрева от солнечного света как минимум один драйвер группы светодиодных лент может отключаться, таким образом уменьшая площадь подсветки, позволяя устройству отображения уличного исполнения остыть.
16. В качестве компонента, на котором расположены светодиодные ленты и/или линейки используется теплопроводящий лист, имеющий возможность изгибаться, например из алюминия, на тыловой стороне которого установлены компоненты системы охлаждения, работающей по принципу вынужденной конвекции, теплопроводности, фазового перехода и их комбинаций. Таким образом обеспечивается надежность модуля подсветки тыловой за счет ее охлаждения. Дополнительное охлаждение так же позволит модулю дольше работать и с большей яркостью.
Техническим результатом использования данного изобретения является возможность получения модуля подсветки тыльной жидкокристаллического устройства отображения уличного исполнения любого размера и с любым изгибом, соответствующего возможным размерам жидкокристаллических матриц за счет масштабирования модуля под соответствующий размер жидкокристаллической матрицы, при этом модуль обеспечивает такую яркость с возможностью ее регулировки, чтобы при его использовании совместно с жидкокристаллической матрицей изображение от неё было видно в яркий солнечный день, а так же обеспечивается отказоустойчивость жидкокристаллического устройства отображения уличного исполнения. На данный момент доступны жидкокристаллические матрицы с размерами 11 дюймов и менее, до 85 дюймов. Самыми популярными и используемыми размерами являются жидкокристаллические матрицы с размерами от 32 до 43 дюймов, при этом допустимый на данный момент радиус кривизны таких матриц составляет от 1200 мм и более.
Известны светодиодные экраны для уличного использования, представляющие собой сборки из модулей с установленными на ней цветными светодиодами [3]. Данные экраны широко применяются в наружной рекламе и считается, что яркость, необходимая для того, чтобы изображения было видно в солнечный день должна составлять не менее 5000 кд/м2. Чтобы достичь данной яркости при использовании светодиодной подсветки совместно с жидкокристаллическим дисплеем, необходимы сверхъяркие светодиоды и большая плотность их расположения, так как типичная светопропускаемость жидкокристаллических матриц составляет 4-7% и помимо жидкокристаллической матрицы в устройстве отображения уличного типа используются светорассеиватели, чья светопропускаемость может достигать 65% и защитное стекло. Если применять данный модуль совместно с мобильным дисплеем [5], [6] или гибким мобильным дисплеем [7] в транспортном средстве, оборудованном мобильной системой информирования [8], то защитным стеклом является заднее стекло транспортного средства, чья светопропускаемость составляет не менее 70%.
В экспериментальном образце использовались светодиоды с максимальной яркостью 36кд, расположенные на ленте с плотностью 144 светодиода на метр, количество лент 68 штук, длина лент составляет 945 мм, следовательно одна лента содержит 135 диодов. Весь массив лент содержит 9180 светодиодов, яркость которых составляет 330480 кд. Учитывая длину лент равную 945мм и ширину лент равную 8мм, чье количество равно 68 штукам, площадь такого освещения составляет 0,514 м2. Зная эти данные, предполагается, что яркость такой подсветки составляет 642957 кд/ м2. С учетом светопропускаемости рассеивателя, расположенного перед жидкокристаллической матрицей, самой жидкокристаллической матрицы и защитного стекла, расположенного после жидкокристаллической матрицы, получаем, что конечная максимальная яркость, излучаемая устройством отображения уличного исполнения, составляет 14627 кд/ м2.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 изображен вид сверху на тыльную сторону модуля подсветки тыловой жидкокристаллического устройства отображения уличного исполнения.
На фиг. 2 изображен вид снизу на модуль подсветки для жидкокристаллического устройства отображения.
На фиг. 3 изображено сечение модуля подсветки для жидкокристаллического устройства отображения, показывающее взаимное расположение драйвера светодиодов и переходной платы соединенных межплатным соединителем.
На фиг. 4 изображено сечение модуля подсветки для жидкокристаллического устройства отображения, показывающее взаимное расположение драйвера светодиодов и переходной платы, соединенных электрическими проводниками.
На фиг. 5 изображена общая схема драйвера управляющего отдельной группой светодиодных лент и/или линеек
На фиг. 6 изображена общая схема взаимосвязей массива драйверов групп светодиодных лент и/или линеек
На фиг. 7 показан пример использования модуля подсветки для жидкокристаллического устройства отображения на транспортном средстве, оборудованной мобильной системой информирования [8].
На фиг. 8 изображен вариант охлаждения модуля подсветки тыловой с помощью вентиляторов, вид с тыльной стороны модуля.
На фиг. 9 изображен вариант охлаждения модуля подсветки тыловой с помощью тепловых трубок, вид с тыльной стороны модуля.
На фиг. 10 изображен 1-й вариант охлаждения модуля подсветки тыловой с помощью жидкостной системы охлаждения.
На фиг. 11 изображен 2-й вариант охлаждения модуля подсветки тыловой с помощью жидкостной системы охлаждения, разрез.
На фиг. 12 изображен 2-й вариант охлаждения модуля подсветки тыловой с помощью жидкостной системы охлаждения, вид с тыльной стороны модуля, лист охлаждения, насос, радиатор и вентилятор не показаны.
На фигурах 1-12 приняты следующие обозначения:
1 - теплопроводящий лист;
2 - драйвер группы светодиодов;
3 - группа светодиодных лент и/или линеек;
4 - соединительная плата
5 - пластиковая рамка
6 - межплатный соединитель
7 - светодиодная лента и/или линейка
8 - электрические проводники
9 - вентилятор
10 - тепловая трубка
11 - радиатор
12 - теплопроводная трубка
13 - патрубок
14 - лист охлаждения
15 - герметизирующий состав
16 - выступы
17 - драйвер группы светодиодных лент и/или линеек N
18 - драйвер группы светодиодных лент и/или линеек N+1
19 - многоканальный контроллер широтно-импульсной модуляции
20 - контроллер управления подсветкой
21 - трансивер интерфейса обмена данными
22 - логический вход
23 - логический выход
24 - электропитание элементной базы
25 - канал драйвера группы
26 - канал драйвера группы N
27 - канал драйвера группы N+1
28 - контроллер силовых ключей
29 - силовой ключ №1
30 - силовой ключ №2
31 - светодиодная лента и/или линейка
32 - группа светодиодных лент и/или линеек N
33 - группа светодиодных лент и/или линеек N+1
34 - подгруппа светодиодных лент и/или линеек
35 - подгруппа светодиодных лент и/или линеек N
36 - подгруппа светодиодных лент и/или линеек N+1
Осуществление изобретения:
Модуль подсветки для жидкокристаллического устройства отображения представляет собой устройство, состоящее из теплопроводящего листа (1) с предусмотренными на нем различными вырезами и отверстиями под крепления. На теплопроводящий лист (1) установлена матрица светодиодов, которая представляет собой массив светодиодных лент и/или линеек (3) с токоограничивающими элементами и высокой плотностью расположения светодиодов, расположенных горизонтально или вертикально (фиг. 1). Количество светодиодных лент и/или линеек с токоограничивающими элементами должно быть таким, чтобы они освещали жидкокристаллическую матрицу по максимально возможной площади и данное количество должно быть кратным числу драйверов (2) групп светодиодных лент и/или линеек (31) и наоборот. Кратность числа драйверов (2) числу светодиодных лент и/или линеек позволит обеспечить конструктивную масштабируемость, упрощает сборку и настройку модуля, так как используются одинаковые драйвера групп (2).
Например, при использовании модуля подсветки тыловой совместно с жидкокристаллической матрицей размером 43 дюйма, чья площадь составляет 0,5175 м2 и применения светодиодных лент шириной 8 мм и плотностью расположения светодиодов 144 штуки на один метр, достаточно 68 лент длиной 945 мм. Площадь такого массива светодиодных лент равна 0,51408 м2. В данном случае массив из 68 светодиодных лент разделяется на 4-ре группы по 17 лент, каждая из которых имеет свой драйвер.
Драйвера групп (2) светодиодных лент и/или линеек установлены на алюминиевый лист таким образом, чтобы сократить токопроводных соединений драйверов с светодиодными лентами и/или линейками (фиг. 2). Сокращение токопроводных соединений уменьшит потери тока и напряжения в проводниках.
Первый вариант установки драйверов (2) предусматривает, что электрическая плата драйвера (2) содержит межплатный соединитель (6), в теплопроводящем алюминиевом листе (1) предусмотрено отверстие под межплатный соединитель (6), а группа светодиодных лент и/или линеек (3) за который отвечает драйвер (2) подключены к соединительной плате (4), которая соединяется с драйвером (2) через межплатный соединитель (6), при этом драйвер (2) и соединительная плата (4) расположены по разные стороны теплопроводящего алюминиевого листа (1). Соединительная плата (4) и драйвер (2) могут быть установлены на алюминиевом листе (1) с помощью крепежных элементов, например, заклепок, стоек и иных элементов (фиг.3).
Второй вариант установки драйверов (2) предусматривает, что электрическая плата драйвера (2) объединена с соединительной платой (4) с помощью электрических проводников (8), например шлейфов, либо электрическая плата драйвера (2) и соединительная плата (4) является единым целым. Данные элементы устанавливаются в непосредственной близости с светодиодными лентами и/или линейками (3) на той же поверхности алюминиевого листа (1). (фиг.4)
Общая схема драйвера группы светодиодных лент и/или линеек представлена на фигуре 5.
Каждый драйвер (2, 17, 18) групп светодиодных лент и/или линеек (3, 32, 33) осуществляет управление интенсивностью яркости широтно-импульсной модуляцией таким образом, чтобы в данной группе могли одновременно включаться от 1 и более светодиодных лент и/или линеек (31) в определенный момент времени. Драйвер группы (2,17,18) представляет собой многоканальный контроллер широтно-импульсной модуляции (19), получающий от контроллера управления подсветкой (20) команду на включение подсветки с определенной яркостью через трансивер интерфейса обмена данными (21) и содержащий логический вход (22) и выход (23) для синхронизации с соседними драйверами группы светодиодных лент и/или линеек (17,18). Электропитание (24) элементной базы, отвечающее за питание интерфейсов логического входа и выхода, за питание силовых элементов, обеспечивающих включение и выключение светодиодных лент и/или линеек, осуществляется через один вход для электропитания от источника постоянного тока через преобразователь постоянного тока (конвертор). Возможно исполнение такого драйвера, в котором логические интерфейсы, питание силовых элементов гальванически развязаны.
Каждый канал драйвера группы (25, 26, 27) содержит с себе контроллер управляющий силовыми ключами (28) и силовые ключи (29,30).
Драйвер группы (2) работает следующим образом. Например, к драйверу группы подсоединено 16 светодиодных лент или линеек (31). Для снижения токовой нагрузки на силовые ключи массив светодиодных лент или линеек делится на 4 подгруппы по 4 светодиодные ленты или линейки и за каждую подгруппу светодиодных лент или линеек отвечает свой контроллер управляющий силовыми ключами, т.е. образуются подгруппы светодиодных лент и/или линеек (34, 35, 36). У каждой подгруппы светодиодных лент или линеек (34, 35, 36) есть свои силовые ключи (29, 30) в количестве 2-х штук, работающих по принципу синхронного выпрямления, которые включают и выключают подгруппу. Контроллерами силовых ключей (28) управляет многоканальный контроллер широтно-импульсной модуляции (19), в котором запрограммирован алгоритм работы драйвера группы (2, 17, 18), а именно порядок включения подгрупп светодиодных лент или линеек (34, 35, 36), количество включенных подгрупп светодиодных лент или линеек (34, 35, 36), а также частота их широтно-импульсной модуляции. Т.е. с помощью контроллера силовых ключей (28) можно реализовать горизонтальную и вертикальную развертку включения и выключения подгрупп светодиодных лент или линеек (34, 35, 36). При этом контроллер силовых ключей (28) хранит в себе информацию о том, какая подгруппа светодиодных линеек (34, 35, 36) включена в данный момент, и их количество.
Все светодиодные ленты или линейки модуля подсветки тыловой работают от массива драйверов групп. Каждый драйвер группы (2, 17, 18) связан друг с другом с помощью логического входа (21) и выхода (22) для синхронизации с соседними группами драйверов (2, 17, 18). Т.е. помимо вертикальной или горизонтальной развертки включения светодиодных лент или линеек внутри драйвера группы, реализуется вертикальная или горизонтальная развертка включения светодиодных лент или линеек на уровне массива драйверов групп.
Общая схема работы массива драйверов групп светодиодных лент и/или линеек представлена на фигуре 6.
Схема включает в себя массив от одного и более драйверов групп светодиодных лент и/или линеек (2, 17, 18), массив групп светодиодных лент и/или линеек соединенных (3, 32, 33) с драйверами (2, 17, 23) через соединительную плату, источник постоянного тока (24) и контроллер управления подсветкой (20), который управляет работой драйверов.
Так как коэффициент полезного действия современных диодов находится на уровне 50-60% и учитывая их количество в рассматриваемом варианте модуля подсветки тыловой (9180 штук) при их работе выделяется большое кол-во тепла. Помимо собственного нагрева, учитывая, что модуль подсветки тыловой предназначен для использования в устройстве отображения, расположенного на улице, модуль так же нагревается от попадания солнечного света на него. В связи с этим для обеспечения высокой надежности модуля требуется система охлаждения, представленная в 4-ех вариантах.
Первый вариант охлаждения модуля подсветки тыловой подразумевает расположение одного или более вентиляторов (9) на тыловой поверхности теплопроводящего листа (1) модуля, который в данном варианте играет роль радиатора (фиг. 8). Установка вентиляторов (9) не влияет на изгиб теплопроводящего листа (1), так как при их расположении как указано на фигуре 8, есть возможность изогнуть теплопроводящий лист по месту между вентиляторами.
Второй вариант охлаждения модуля подсветки тыловой (фиг. 9) подразумевает использование тепловых трубок (10) [9], расположенных на тыловой поверхности теплопроводящего листа (1) модуля соединенных с радиатором (11), на котором установлен вентилятор (9). Если тепловые трубки (10) расположить параллельно линии изгиба теплопроводящего листа (1), это не повлияет на его возможность изгибаться, помимо этого тепловым трубка можно так же придать форму, соответствующую изгибу модуля подсветки
Третий вариант охлаждения модуля подсветки тыловой (фиг. 10) подразумевает использование жидкостной системы охлаждения, представляющей собой теплопроводные трубки (12), например из медного или алюминиевого сплава, имеющих круглое или прямоугольное сечение, установленные на тыловой поверхности теплопроводящего листа (1), внутри которых циркулирует охлаждающий компонент, например вода или антифриз. При этом теплопроводные трубки (12) имеют возможность изгибаться, так как они соединены между собой гибкими патрубками, которые могут быть выполнены из силикона. Охлаждающий компонент охлаждается с помощью радиатора (11), с которым соединены теплопроводные трубки и расположенном на радиаторе вентилятора (9), его циркуляцию обеспечивает насос.
Четвертый вариант охлаждения модуля подсветки тыловой (фиг. 11, фиг. 12) подразумевает использование жидкостной системы охлаждения, которая реализована следующим образом. На тыльную сторону теплопроводящего листа (1) по периметру наносится герметизирующий состав (15). В качестве герметизирующего состава может использоваться полиуретановый герметик. Далее на теплопроводящий лист (1) устанавливается лист охлаждения (14), имеющий со стороны, обращенной к тыльной стороне теплопроводящего листа выступы (16), высота которых равна необходимому зазору между теплопроводящим листом (1) и листом охлаждения (14). Данные выступы (16) образуют стенки, которые формируют путь для циркуляции охлаждающего компонента внутри объема между теплопроводящим листом и листом охлаждения и могут быть выполнены из пластика или сформированы с помощью герметизирующего состава. К данной конструкции присоединяются трубки, соединенные с радиатором, на радиаторе расположен вентилятор, понижающий температуру охлаждающего компонента. Циркуляцию охлаждающей жидкости обеспечивает насос. За счет упругости герметизирующего состава (15) и его возможности деформироваться, есть возможность изгибать теплопроводящий лист (1) и лист охлаждения (14). За счет выступов (16), при изгибе модуля лист охлаждения не будет соприкасаться с теплопроводящим листом (1).
Список литературы
1. RU 2451237 C2, Осветительный прибор и дисплейное устройство, в котором он используется;
2. Direct LED или Edge LED: что лучше //Gadgets - reviews: сетевой журн. 01.02.2021. URL: https://gadgets-reviews.com/ru/stati/4552-direct-led-i-edge-led.html (дата обращения 12.04.2021);
3. Сайт компании MediaScreen. URL: https://mediascreen.pro/resheniya/videoekrany-dlya-ulicy (дата обращения 12.04.2021);
4. Телевизор с изогнутым экраном // Выбор, все о телевизорах: сетевой журн. 10.03.2020. URL: https://tv-vybor.ru/stati/799-televizor-s-izognutym-jekranom.html (дата обращения 12.04.2021);
5. RU 2671053 C1, Мобильный дисплей;
6. RU 202859 U1, Мобильный дисплей;
7. RU 2664822 С1, Мобильный гибкий дисплей;
8. RU 2659956 C1, Мобильная система информирования;
9. Википедия. Тепловая трубка URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Тепловая_трубка (дата обращения 12.04.2021).
Claims (5)
1. Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения, характеризующаяся тем, что состоит из гибкого теплопроводящего листа, на котором расположен массив светодиодных лент и/или линеек, разделенный по меньшей мере на две группы светодиодных лент и/или линеек, каждая группа управляется с помощью драйвера, расположенного на тыльной стороне теплопроводящего листа и содержащего в себе логический вход, логический выход, многоканальный контроллер широтно-импульсной модуляции, по меньшей мере два контроллера силовых ключей и по меньшей мере один силовой ключ.
2. Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения по п.1, отличающаяся тем, что содержит в себе по меньшей мере один вентилятор, расположенный на тыльной стороне теплопроводящего листа.
3. Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения по п.1, отличающаяся тем, что содержит в себе по меньшей мере одну группу тепловых трубок, расположенную на тыльной стороне теплопроводящего листа, соединенную с радиатором, на котором расположен вентилятор.
4. Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения по п.1, отличающаяся тем, что содержит в себе по меньшей мере один контур жидкостной системы охлаждения, состоящий из теплопроводящих трубок, расположенных на тыльной стороне теплопроводящего листа и соединённых другом с другом с помощью патрубков, содержащий насос, радиатор и вентилятор, расположенный на радиаторе.
5. Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения по п.1, отличающаяся тем, что содержит в себе по меньшей мере один контур жидкостной системы охлаждения, образованный из листа охлаждения, установленного на тыльной стороне теплопроводящего листа с помощью герметизирующего состава, нанесенного на теплопроводящий лист, и выступов, установленных на теплопроводящий лист таким образом, чтобы формировать путь для циркуляции охлаждающего компонента внутри объема между теплопроводящим листом и листом охлаждения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021110314A RU2767453C1 (ru) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021110314A RU2767453C1 (ru) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2767453C1 true RU2767453C1 (ru) | 2022-03-17 |
Family
ID=80737201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021110314A RU2767453C1 (ru) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2767453C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451237C2 (ru) * | 2007-07-27 | 2012-05-20 | Шарп Кабусики Кайся | Осветительный прибор и дисплейное устройство, в котором он используется |
| US20140098520A1 (en) * | 2009-05-22 | 2014-04-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light source device and display device |
| US20140334137A1 (en) * | 2012-02-02 | 2014-11-13 | The Procter & Gamble Company | Bidirectional light sheet |
| US20180266668A1 (en) * | 2011-05-17 | 2018-09-20 | Unity Opto Technology Co., Ltd. | Flat panel lighting device and driving circuitry |
| US20190230758A1 (en) * | 2018-04-20 | 2019-07-25 | Advanced Regulated Power Technology, Inc. | Adaptive power regulation of led driver module for emergency lighting |
-
2021
- 2021-04-13 RU RU2021110314A patent/RU2767453C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451237C2 (ru) * | 2007-07-27 | 2012-05-20 | Шарп Кабусики Кайся | Осветительный прибор и дисплейное устройство, в котором он используется |
| US20140098520A1 (en) * | 2009-05-22 | 2014-04-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light source device and display device |
| US20180266668A1 (en) * | 2011-05-17 | 2018-09-20 | Unity Opto Technology Co., Ltd. | Flat panel lighting device and driving circuitry |
| US20140334137A1 (en) * | 2012-02-02 | 2014-11-13 | The Procter & Gamble Company | Bidirectional light sheet |
| US20190230758A1 (en) * | 2018-04-20 | 2019-07-25 | Advanced Regulated Power Technology, Inc. | Adaptive power regulation of led driver module for emergency lighting |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9523487B1 (en) | Flat panel lighting device and driving circuitry | |
| US9696019B2 (en) | LED lighting structure | |
| JP6083927B2 (ja) | 全般照明用の固体照明器具 | |
| US8702262B2 (en) | Light source module and display apparatus having the same | |
| RU2451237C2 (ru) | Осветительный прибор и дисплейное устройство, в котором он используется | |
| US9087463B2 (en) | Backlight module and display device with two-sided light emitting structure | |
| US10451922B2 (en) | Lighting device including diffusion lenses associated with hollow cylindrical light guide portions, and display device including the lighting device | |
| KR20080106471A (ko) | 표시 장치, 발광 장치, 및 고체 발광 소자 기판 | |
| WO2015074323A1 (zh) | 一种led模块 | |
| US8317349B2 (en) | System for lighting refrigeration cabinets using LED lights | |
| WO2015074322A1 (zh) | Led灯具 | |
| CN102252217B (zh) | 具有双面出光结构的背光模块及显示装置 | |
| RU2767453C1 (ru) | Подсветка для жидкокристаллического устройства отображения | |
| US8506119B2 (en) | Efficient, uniform, and dimmable sign or display illumination methods using overlapped LED modules on a raised grid platform | |
| KR20200016487A (ko) | 디스플레이 장치 | |
| KR101731586B1 (ko) | 엣지형 엘이디 조명기구 | |
| WO2015175794A1 (en) | Led lighting structure | |
| JP6920867B2 (ja) | 照明装置、表示装置及びテレビ受信装置 | |
| CN219919263U (zh) | 具有温度监控功能的电路板 | |
| CN214098029U (zh) | 一种高效散热的高亮背光模组及显示装置 | |
| CN214897373U (zh) | 箱体及显示屏 | |
| CN211602894U (zh) | 一种用于led背光点亮测试的治具 | |
| CN210606442U (zh) | 一种散热性良好的led显示模块 | |
| CN216357393U (zh) | 一种串联led灯组 | |
| CN218768606U (zh) | 一种不同点间距的led显示屏共用型底壳 |