СВЕТОДИОДНАЯ МАТРИЦА Российский патент 2015 года по МПК H01L33/56 

Изобретение относится к области информационной техники и может быть использовано при построении крупногабаритных матричных экранов и иных средств отображения визуальных данных.

Одним из требований к светодиодным матрицам является их надежность в эксплуатации, защищенность от механических повреждений при сохранении требуемых характеристик.

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.

Однако это покрытие для защиты кристалла от механических повреждений не обеспечивает требуемых оптических характеристик за счет невозможности получения равномерного светового излучения.

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.

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.

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.

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.

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.

Задачей заявляемого изобретения является создание светодиодной матрицы с покрытием, которое обеспечивает надежную защиту от механических повреждений при сохранении необходимого качества отображения видеоинформации.

В конкретном случае, учитывалось использование светодиодной матрицы непосредственно при построении крупногабаритных матричных экранов коллективного пользования.

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.

Поставленная задача с указанным техническим результатом достигается новой совокупностью существенных признаков. Причем материал, используемый для покрытия светодиодной матрицы, проявил новые свойства, неизвестные автору.

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.

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.

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.

Формирование диффузной поверхности светодиодной матрицы препятствует образованию бликов от внешних источников света и повышает уровень контрастности, необходимый для правильного отображения видеоинформации.

В ходе экспериментальных исследований авторы определили, что также повышается влагозащищенность компонентов и печатной платы.

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.

Устройство работает следующим образом:

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.

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.

Светодиодная матрица относится к области информационной техники и может быть использована при построении крупногабаритных матричных экранов и иных средств отображения визуальных данных. 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. 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. 1 ил.

Светодиодная матрица, характеризирующаяся тем, что она содержит несущий элемент, имеющий верхнее основание, на котором расположены светодиоды, и нижнее основание, на котором расположены элементы для управления светодиодами, при этом по всей площади верхнего основания сформировано защитное покрытие, однородное по всей площади из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда с вязкостью 5050…6050 cП и твердостью 50…60 Шор А, полностью закрывающее все светодиоды.