Principales conclusiones
- Fabricar módulos LED de ≤2 mm de grosor es factible, pero hay que tratar la rigidez mecánica, la propagación del calor y la eficiencia del driver como un único sistema.
- La receta más segura combina COB/IMD o SMD de paso fino, disipadores de calor de grafito o cobre, controladores de alta η y adhesivos térmicamente conductores unidos a un sustrato rígido (a menudo vidrio o metal).
- La luminosidad real proviene de la gestión del techo térmico (contenido APL, atenuación diurna, topes por zona), no de un número de nit de laboratorio.
- Validación con cálculos de densidad de potencia, comprobaciones térmicas por diferencia finita y un proceso de calibración listo para la cámara (refresco, gamma, punto blanco) antes de comprometer las herramientas.
Qué significa realmente “≤2 mm
“Espesor” es la altura de apilamiento de todas las capas por encima de la superficie de montaje: LED/encapsulado + máscara/óptica + capa de protección + adhesivo + FPC/PCB. Las exclusiones (ganchos de montaje, conectores) deben especificarse explícitamente en los planos. Las pilas típicas tienen como objetivo:
- Emisor + encapsulado: 0,35-0,7 mm (COB/IMD o SMD1515/1010)
- FPC o PCB ultrafino: 0,10-0,30 mm (poliimida con cobre)
- Adhesivo térmico/estructural: 0,10-0,25 mm (relleno de huecos, 1-3 W/m-K)
- Máscara/capa óptica/capa superior: 0,05-0,20 mm (mate, microbafle)
- Objetivo total: 1,6-1,9 mm nominal para dejar tolerancia y proteger contra picos locales.
Regla de oro: si la pila óptica se vuelve más delgada, la rigidez y la propagación del calor deben subir para frenar el alabeo y los puntos calientes.
Opciones de arquitectura para módulos ultrafinos
COB/IMD en FPC (placa de circuito impreso flexible)
- Pros: altura z más baja; excelente relleno de píxeles; menos juntas de soldadura; robusto al tacto.
- Contras: el calor debe desplazarse lateralmente; el FPC por sí solo es demasiado exigente; necesita vidrio/metal de apoyo.
SMD de paso fino en placa de circuito impreso ultrafina
- Pros: ecosistema maduro; contenedores reemplazables.
- Contras: Altura z ligeramente superior; más articulaciones; necesita un diseño cuidadoso de la máscara para evitar el centelleo.
Película LED Pantalla
- Pros: natural ≤2 mm construye; se amolda a las curvas; se lamina al vidrio (el vidrio se convierte en disipador térmico).
- Contras: paso más grueso; menor relleno; diferentes normas de contenido (macroimágenes; bloques de alto contraste).
Sustratos / soportes
- Vidrio templado químicamente (1-2 mm): excelente planitud, claridad óptica, resistencia al rayado; fuerte disipador de calor si se pega con adhesivo de alta η.
- Chapa de aluminio/magnesio (0,5-1,0 mm): ligero, buena κ (conductividad), fácil de formar; necesita aislamiento.
- Lámina de grafito (PGS 0,05-0,1 mm): Excelente dispersión del calor en el plano; emparejado con vidrio/metal para mayor rigidez.
- Pieles de CFRP (fibra de carbono): ultra rígido y delgado; la conductividad depende de la composición; cuidado con la EMC.
Densidad de potencia, no sólo nits
La restricción dominante para los módulos ≤2 mm es el aumento de temperatura (ΔT) en los grupos de píxeles más calientes.
Objetivos
- Mantenga las temperaturas de unión ≤ 85-95°C para una larga vida útil (exacta según el vendedor de LED).
- En aire libre en interiores, diseño ΔT ≤ 25-30°C en su peor APL.
- En las construcciones de vidrio laminado, aprovechar la masa de vidrio como sumidero-ΔT puede bajar de 20-40%.
Implicaciones
- Un módulo que pasa a 1000 cd/m² en un banco puede estrangularse una vez pegado a una pared térmicamente aislante. Ingeniero para la condición límite final.
Trucos térmicos que realmente funcionan
Extiende primero, luego hunde
- Añada grafito PGS bajo los emisores para repartir el calor lateralmente antes de que entre en contacto con el aire.
- Adherir a vidrio o aluminio delgado con adhesivo de 1-3 W/m-K; evitar cintas espumosas con κ < 0,5.
Utilizar el host como disipador térmico
- En vidrio, La laminación en toda la superficie (sin espacios de aire) convierte el cristal en un sumidero pasivo.
- En las fachadas metálicas, un dieléctrico delgado + un soporte de aluminio forman una fuerte vía de calor.
Topes de luminosidad por modo
- Define perfiles de día/atardecer/noche con límites por zona; los escaparates rara vez necesitan el máximo de laboratorio.
- Hacer cumplir los límites de APL en el CMS (por ejemplo, fijar el blanco completo en 85-90%).
Eficacia y exploración del conductor
- Elija controladores de alta corriente constante y ajuste la relación de barrido para equilibrar el rizado, el parpadeo y el calor.
- ≥3840 Hz de refresco reduce el banding a ciclos de trabajo más bajos para que puedas ejecutar refrigerador sin artefactos de la cámara.
Pila óptica que ayuda a la
- Prefiera las máscaras mate micro-baffle para reducir el resplandor sin necesidad de nits de fuerza bruta.
- Vidrio de cubierta bajo en hierro (si se utiliza) mantiene el color neutro; evite los difusores gruesos que atrapan el calor.
Contenidos que colaboran
- Utilice macroimágenes, campos de color sólido, degradados suaves; evite los fondos blancos de altoAPL.
- Para los transparentes/películas, las paletas oscuras de noche reducen la APL y acentúan la transparencia.
Mecánica
Los módulos ultrafinos son intrínsecamente flexibles: geniales hasta que se ven las costuras. Plan para:
- Rigidez a la flexión: La EI aumenta con el grosor³; si reduces el grosor a la mitad, pierdes 8 veces la rigidez. Contrarrestar con soportes rígidos (vidrio/metal) y luces cortas.
- Desajuste del CTE: FPC ↔ vidrio/metal. Seleccione adhesivos elastoméricos que toleren el cizallamiento; agujeros de ranura en lugar de clavijas duras.
- Especificación de planitud ≤ 0,3-0,5 mm en todo el módulo; más allá de esto, las costuras captan reflejos especulares.
- Servicio frontal: Los imanes y los micropicaportes minimizan el grosor de los herrajes; definen la fuerza de extracción para no delaminar el adhesivo.
Acabados ópticos en ≤2 mm
- Encapsulación: silicona o epoxi-silicona con baja turbidez, estabilidad UV y dureza de lápiz ≥ 2H para instalaciones públicas.
- Máscara: Paredes celulares muy finas (negro poco brillante) para ocultar las micro-nonuniformidades; evitar las texturas periódicas que pueden introducir moiré.
- Acabados antimanchas: Las capas transparentes de fluoropolímero facilitan la limpieza sin añadir grosor.
- Opciones de transparencia: En el caso de películas o construcciones transparentes, gestionar el área abierta frente a la resolución percibida; alinear el contenido en consecuencia.
Consideraciones eléctricas y de control
- Topología de potencia: distribuya a bajo voltaje / alta corriente con cuidado-utilice vaciados de cobre más anchos en FPC, y mantenga los conectores fuera de las líneas de visión.
- EMC: Las pilas ultrafinas irradian más fácilmente; mantenga las vías de retorno herméticas, añada películas de apantallamiento si es necesario y valide las emisiones radiadas/conductadas con antelación.
- Calibración: proporcionar LUT de fábrica e in situ para día/noche; bloquear gamma ~2,2 (minoristas) o 2,4 (vestíbulos oscuros).
- Supervisión: Temperatura NTC a bordo los sensores permiten a CMS aplicar límites antes de la estrangulación.
Fiabilidad y seguridad con un espesor mínimo
- Vida útil del LED: mantener bajas las temperaturas de unión; evitar ciclos térmicos > 25°C oscilantes día/noche.
- Entrada: Las pilas de ≤2 mm suelen tener un grado de protección IP30-IP41; para un grado de penetración superior, utilice cubiertas con revestimiento de conformación o con juntas.
- Impacto: especifique Nivel IK si está al alcance del público; es prudente colocar soportes de cristal templado.
- Normas: plan para IEC/UL 62368-1, EMC (EN 55032/35), RoHS/REACH.
- Limpieza: limpiadores sin alcohol; sólo microfibra; publicar una tarjeta de mantenimiento.
Estrategia de regulación sostenible
- Empareje los módulos con sensores de luz diurna y ventanas de suavizado (3-5 s) para evitar la “respiración”.”
- Utiliza paletas nocturnas (fondos más oscuros, blancos más cálidos) para reducir la potencia y los reflejos.
- Para las construcciones transparentes/de película, mantenga un alto contraste sin una alta APL; los compradores deben ver a través, no mirar fijamente al resplandor.
Lista de comprobación de prototipos y validación
Mecánica
☐ Planitud ≤ 0,5 mm tras laminación completa.
☐ Pruebas de adherencia pelado/cizallado sobre el sustrato final.
☐ Caída/impacto si es de alcance público
Térmico
☐ Captura IR en el contenido máximo; ΔT mapas archivados.
Estimación de la unión frente a la especificación a 3 temperaturas ambiente (15/25/35°C)
☐ Alimentación de NTC en CMS con lógica de alarma/cap.
Óptico
Calibración gamma/punto blanco (línea de base D65)
☐ Pruebas de cámara a 30/60 fps, obturadores comunes.
☐ Evaluación del muaré en patrones finos
Eléctrico/EMC
☐ Escaneos conducidos/radiados pre-cert
☐ Plan de manipulación ESD; rutas de tierra verificadas.
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