Kundenspezifischer Led-Bildschirm unter Berücksichtigung der technischen Grenzen und des Wärmemanagements

Wichtigste Erkenntnisse

• Die Herstellung von LED-Modulen mit einer Dicke von ≤2 mm ist machbar, aber man muss die mechanische Steifigkeit, die Wärmeausbreitung und die Treibereffizienz als ein einziges System betrachten.
• Das sicherste Rezept ist eine Kombination aus COB/IMD oder Fine-Pitch-SMD, Graphit- oder Kupfer-Wärmespreizung, Hoch-η-Treibern und wärmeleitenden Klebstoffen, die auf ein steifes Substrat (oft Glas oder Metall) geklebt werden.
• Die reale Helligkeit ergibt sich aus dem thermischen Deckenmanagement (APL-Inhalt, Tageslichtdimmung, zonenweise Begrenzung), nicht aus einer Laborzahl.
• Validieren Sie mit mathematischer Leistungsdichte, Finite-Differenzen-Wärmeprüfungen und einer kameratauglichen Kalibrierungspipeline (Refresh, Gamma, Weißpunkt), bevor Sie die Werkzeuge einsetzen.

Was "≤2 mm" wirklich bedeutet

Die "Dicke" ist die Stapelhöhe aller Schichten über der Montagefläche: LEDs/Verkapselung + Maske/Optik + Schutzüberzug + Klebstoff + FPC/PCB. Ausnahmen (Montagehaken, Steckverbinder) sollten in den Zeichnungen ausdrücklich angegeben werden. Typische Stapel sind anzustreben:

• Sender + Verkapselung: 0,35-0,7 mm (COB/IMD oder SMD1515/1010)
• FPC oder ultradünne PCB: 0,10-0,30 mm (Polyimid mit Kupfer)
• Thermischer/struktureller Klebstoff: 0,10-0,25 mm (spaltfüllend, 1-3 W/m-K)
• Maske/Optische Schicht/Deckschicht: 0,05-0,20 mm (matt, Mikro-Schallwand)
• Gesamtziel: 1,6-1,9 mm nominal, um Toleranz zu lassen und vor lokalen Spitzen zu schützen.

Goldene Regel: wenn der optische Stapel dünner wird, Steifigkeit und Wärmeausbreitung müssen zunehmen um Verformungen und heiße Stellen zu vermeiden.

Architekturoptionen für ultradünne Module

COB/IMD auf FPC (Flex PCB)

• Vorteile: geringste z-Höhe; hervorragende Pixelfüllung; weniger Lötstellen; robuste Haptik.
• Nachteile: Die Wärme muss sich seitlich ausbreiten; FPC allein ist zu nachgiebig und benötigt eine Glas-/Metallunterlage.

Fine-Pitch SMD auf ultradünner Leiterplatte

• Vorteile: ausgereiftes Ökosystem; austauschbare Behälter.
• Nachteile: z-Höhe etwas höher; mehr Fugen; erfordert sorgfältiges Maskendesign, um Funkenbildung zu vermeiden.

LED-Film Bildschirm

• Vorteile: natürlich ≤2 mm baut auf; passt sich Kurven an; laminiert auf Glas (Glas wird zum Kühlkörper).
• Nachteile: gröbere Tonhöhe; geringere Füllung; andere Inhaltsregeln (Makrobilder; kontrastreiche Blöcke).

Substrate / Trägermaterialien

• Chemisch gehärtetes Glas (1-2 mm): Hervorragende Ebenheit, optische Klarheit, Kratzfestigkeit; starke Wärmespreizung bei Verklebung mit Hoch-η-Klebstoff.
• Aluminium-/Magnesiumblech (0,5-1,0 mm): leicht, gute κ (Leitfähigkeit), leicht zu formen; benötigt Isolierung.
• Graphitfolie (PGS 0,05-0,1 mm): Hervorragende Wärmeausbreitung in der Ebene; Paarung mit Glas/Metall für mehr Steifigkeit.
• CFK-Häute (Kohlefaser): ultrasteif und dünn; Leitfähigkeit hängt vom Aufbau ab; EMV beachten.

Leistungsdichte, nicht nur Nits

Die wichtigste Einschränkung für ≤2 mm Module ist der Temperaturanstieg (ΔT) an den heißesten Pixel-Clustern.

Ziele

• Halten Sie die Übergangstemperaturen für eine lange Lebensdauer unter 85-95°C (genaue Angaben je nach LED-Anbieter).
• Bei freier Luft in Innenräumen sollte ΔT ≤ 25-30°C bei der schlechtesten APL sein.
• Bei glasfaserverstärkten Konstruktionen kann die Glasmasse als Sink-ΔT um 20-40% sinken.

Auswirkungen

• Ein Modul, das auf einer Werkbank mit 1000 cd/m² durchläuft, kann drosseln, sobald es an eine wärmeisolierende Wand geklebt ist. Ingenieur für die endgültige Randbedingung.

Thermische Tricks, die tatsächlich funktionieren

Erst verteilen, dann versenken

• Fügen Sie PGS-Graphit unter den Emittern hinzu, um die Wärme seitlich zu verteilen, bevor sie auf die Luft trifft.
• Verklebung auf Glas oder dünnem Aluminium mit 1-3 W/m-K Klebstoff; schaumige Klebebänder mit κ < 0,5 vermeiden.

Verwenden Sie den Host als Kühlkörper

• Auf GlasDie vollflächige Laminierung (keine Luftspalten) verwandelt die Scheibe in eine passive Senke.
• Bei Metallfassaden bildet ein dünnes Dielektrikum + Aluminiumunterlage einen starken Wärmepfad.

Helligkeitskappen nach Modus

• Definieren Sie Tag-/Dämmerungs-/Nacht-Profile mit Obergrenzen für die einzelnen Zonen; Schaufenster benötigen selten die maximale Laborleistung.
• Durchsetzung der APL-Grenzwerte im CMS (z. B. Vollweiß auf 85-90% beschränken).

Fahrereffizienz und Scan

• Wählen Sie hohe Konstantstromtreiber und stellen Sie das Abtastverhältnis so ein, dass Restwelligkeit, Flimmern und Wärme ausgeglichen werden.
• ≥3840 Hz Auffrischung reduziert Banding bei niedrigeren Tastverhältnissen, so dass Sie Kühler ohne Kamera-Artefakte.

Optischer Stapel, der die thermische

• Bevorzugen Sie matte Micro-Baffle-Masken, um Blendeffekte zu reduzieren, ohne dass Sie eine hohe Anzahl von Nits benötigen.
• Eisenarmes Deckglas (falls verwendet) hält die Farbe neutral; vermeiden Sie dicke Diffusoren, die die Wärme einschließen.

Inhalt, der kooperiert

• Verwenden Sie Makro-Bilder, einfarbige Felder, sanfte Farbverläufe; vermeiden Sie weiße Hintergründe mit hohem APL-Anteil.
• Bei transparenten/filmartigen Produkten senken dunkle Paletten in der Nacht die APL und betonen die Transparenz.

Mechanisch

Ultradünne Module sind von Natur aus flexibel - großartig, bis die Nähte sichtbar werden. Planen Sie für:

• Biegesteifigkeit: EI steigt mit der Dicke³; bei Halbierung der Dicke verlieren Sie das 8-fache an Steifigkeit. Gegensteuern mit steifen Trägern (Glas/Metall) und kurzen Spannweiten.
• CTE-Fehlanpassung: FPC ↔ Glas/Metall. Wählen Sie elastomere Klebstoffe, die eine Scherung vertragen; Schlitzlöcher anstelle von harten Stiften.
• Ebenheit spez: ≤ 0,3-0,5 mm über das gesamte Modul - darüber hinaus fangen die Nähte Glanzlichter ein.
• Frontdienst: Magnete und Mikroverschlüsse minimieren die Dicke der Beschläge; definierte Abzugskraft, damit der Klebstoff nicht delaminiert wird.

Optik Ausführungen bei ≤2 mm

• Verkapselung: Silikon oder Epoxid-Silikon mit geringer Trübung, UV-Stabilität und Bleistifthärte ≥ 2H für öffentliche Einrichtungen.
• Maske: sehr feine Zellwände (niedrigglänzendes Schwarz), um Mikro-Ungleichmäßigkeiten zu verbergen; vermeiden Sie periodische Texturen, die Moiré erzeugen können.
• Anti-Schmiermittel-Decklacke: Fluorpolymer-Klarlacke sorgen für eine einfache Reinigung ohne zusätzliche Dicke.
• Optionen für die Transparenz: bei Folien/Transparentkonstruktionen die offene Fläche im Verhältnis zur wahrgenommenen Auflösung verwalten und den Inhalt entsprechend ausrichten.

Überlegungen zur Elektrik und Steuerung

• Stromtopologie: Verteilen Sie niedrige Spannungen und hohe Ströme sorgfältig - verwenden Sie breitere Kupferschichten auf FPC und halten Sie die Steckverbinder außerhalb der Sichtweite.
• EMC: Ultradünne Stacks strahlen leichter ab; halten Sie die Rückleitungen dicht, fügen Sie bei Bedarf Abschirmungsfolien hinzu, und überprüfen Sie die abgestrahlten/geleiteten Emissionen frühzeitig.
• Kalibrierung: Werks- und Vor-Ort-LUTs für Tag/Nacht bereitstellen; Gamma ~2,2 (Einzelhandel) oder 2,4 (dunkle Lobbys) sperren.
• Überwachung: NTC-Temperatur an Bord Sensoren lassen CMS Obergrenzen vor der Drosselung durchsetzen.

Zuverlässigkeit und Sicherheit bei minimaler Dicke

• LED-Lebensdauer: Halten Sie die Übergangstemperaturen niedrig; vermeiden Sie Temperaturschwankungen von mehr als 25°C zwischen Tag und Nacht.
• Eindringen: ≤2 mm Stacks sind in der Regel IP30-IP41; für höhere Schutzarten sind konforme Beschichtungen oder abgedichtete Abdeckungen zu verwenden.
• Auswirkungen: angeben. IK-Ebene wenn sie öffentlich zugänglich sind; Rückwände aus gehärtetem Glas sind ratsam.
• Normen: Plan für IEC/UL 62368-1, EMC (EN 55032/35), RoHS/REACH.
• Reinigung: alkoholfreie Reiniger; nur Mikrofaser; veröffentlichen Sie eine Wartungskarte.

Nachhaltige Dimmstrategie

• Koppeln Sie die Module mit Tageslichtsensoren und Glättungsfenstern (3-5 s), um ein "Atmen" zu verhindern.
• Verwenden Sie Nachtfarben (dunklere Hintergründe, wärmere Weißtöne), um Strom und Blendung zu reduzieren.
• Bei transparenten/folienartigen Objekten ist ein hoher Kontrast ohne hohe APL zu gewährleisten; die Kunden sollen hindurchsehen können und nicht geblendet werden.

Checkliste für Prototyping und Validierung

Mechanisch
☐ Ebenheit ≤ 0,5 mm nach vollständiger Laminierung
☐ Schäl-/Scherklebstoffprüfungen auf dem endgültigen Substrat
☐ Rückgang/Wirkung bei öffentlicher Erreichbarkeit

Thermische
☐ IR-Aufnahme bei Spitzengehalt; ΔT-Karten archiviert
☐ Schätzung des Übergangs im Vergleich zur Spezifikation bei 3 Umgebungstemperaturen (15/25/35°C)
NTC-Einspeisung in CMS mit Alarm/Cap-Logik

Optisch
☐ Gamma-/Weißpunkt-Kalibrierung (D65-Basislinie)
☐ Kameratests bei 30/60 fps, übliche Verschlüsse
☐ Moiré-Auswertung bei feinen Mustern

Elektrisch/EMC
☐ Durchgeführte/bestrahlte Scans vor der Zertifizierung
☐ ESD-Handhabungsplan; Erdungspfade überprüft

Lesen empfehlen
1. Transparente LED-Anzeigen im Vergleich zu herkömmlichen LED-Bildschirmen
2.Wie transparente LED-Displays die Schaufensterfront revolutionieren
3.Top 10 gebogene LED-Displays für Messen und Ausstellungen