СВЕТОДИОДНАЯ МАТРИЦА Российский патент 2017 года по МПК H01L33/56 

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

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, имеющем 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.

Известно изобретение по патенту «Светодиодная матрица» (CN 203746366 U от 19.02.2014), который содержит печатную плату, ряд светоизлучающих чипов, установленных на плату с шагом менее 0,7 мм.

Недостатками изобретения являются недостаточная надежность и механическая прочность при эксплуатации.

Задачей заявляемого изобретения является создание светодиодной матрицы без ограничения на плотность установки светоизлучающих кристаллов при существенном улучшении качества отображения видеоинформации и повышение эффективности светоотдачи матрицы.

Технический результат при использовании изобретения состоит в устранении искажений отображаемой визуальной информации и обеспечении необходимой контрастности, а также обеспечении высокоэффективного теплоотвода энергии от кристалла, что существенно продлевает срок эксплуатации светодиодной матрицы.

Указанный технический результат достигается тем, что светодиодная матрица содержит светоизлучающие кристаллы различных цветов, установленные непосредственно на проводники печатной платы таким образом, чтобы сформировать равномерно расположенные группы кристаллов различного цвета - пикселы (элементы отображения информации), при этом по всей площади печатной платы сформировано защитное покрытие, однородное по всей площади, из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда, полностью закрывающее все светоизлучающие кристаллы.

Такое выполнение светодиодной матрицы позволяет получить однородную по всей структуре поверхность, полностью скрывающую расположенные на ней светоизлучающие кристаллы, что обеспечивает существенное повышение надежности, а также необходимую контрастность отображения видеоинформации. Новая совокупность существенных признаков необходима и достаточна для достижения указанного технического результата.

Формирование диффузной поверхности светодиодной матрицы, образующей однородную поверхность со светоизлучающими кристаллами, препятствует образованию бликов от внешних источников света и повышает уровень контрастности, необходимый для правильного отображения видеоинформации.

Использование бескорпусных светоизлучающих кристаллов приводит к отсутствию искажений, появляющихся при перекрывании светового потока от диода корпусом соседнего диода, и повышению световой эффективности за счет отсутствия переотражения световых лучей на границе двух сред - компаунда корпуса светодиода и защитного компаунда матрицы и упрощает производственный процесс за счет отсутствия процесса пайки, что приводит к замедлению диффузных процессов в областях PN перехода светоизлучающего кристалла.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где представлен общий вид матрицы с расположенными на ней светоизлучающими кристаллами.

Светодиодная матрица содержит светоизлучающие кристаллы 1 различных цветов, установленные непосредственно на проводники 2 печатной платы 3, защитное покрытие 4.

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. Защитное покрытие полностью закрывает все светоизлучающие кристаллы.

Использование изобретения позволит снять ограничение на плотность установки светоизлучающих кристаллов по сравнению с корпусированными светодиодами в связи со сравнительно меньшими размерами кристаллов (около 10 раз) получить повышение надежности от механических повреждений и повысить степень защиты от электростатических повреждений светоизлучающего кристалла. А также обеспечить теплоперенос и стабилизацию температуры кристаллов за счет прямого контакта компонента со светоизлучающим кристаллом, 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 визуальной информации. Cветодиодная матрица содержит светоизлучающие кристаллы различных цветов, установленные непосредственно на проводники печатной платы таким образом, чтобы сформировать равномерно расположенные группы кристаллов различного цвета - пикселы, при этом по всей площади печатной платы сформировано защитное покрытие, однородное по всей площади, из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда, полностью закрывающее все светоизлучающие кристаллы. Изобретение обеспечивает устранение искажений отображаемой визуальной информации и необходимую контрастность, а также высокоэффективный теплоотвод энергии от кристалла, что существенно продлевает срок эксплуатации светодиодной матрицы. 1 ил.

Светодиодная матрица, характеризующаяся тем, что она содержит светоизлучающие кристаллы различных цветов, установленные непосредственно на проводники печатной платы таким образом, чтобы сформировать равномерно расположенные группы кристаллов различного цвета - пикселы (элементы отображения информации), при этом по всей площади печатной платы сформировано защитное покрытие, однородное по всей площади, из эластичного светопрозрачного эпоксидного компаунда, полностью закрывающее все светоизлучающие кристаллы.