Custom Led Display Screen Considering Engineered Limits and Thermal Management

要点

厚さ2mm以下のLEDモジュールを作ることは可能だが、機械的剛性、熱拡散、ドライバー効率を1つのシステムとして扱う必要がある。.
最も安全なレシピは、COB/IMDまたはファインピッチSMD、グラファイトまたは銅のヒートスプレッディング、高ηドライバ、硬い基板（多くの場合、ガラスまたは金属）に接着された熱伝導性接着剤を組み合わせたものである。.
現実の明るさは、実験室での数値ではなく、熱天井管理（コンテンツAPL、デイパート調光、ゾーンごとのキャップ）から得られる。.
ツーリングをコミットする前に、電力密度計算、有限差分熱チェック、カメラ対応キャリブレーションパイプライン（リフレッシュ、ガンマ、ホワイトポイント）で検証します。.

2mm以下」が意味するもの

“「厚さ」とは、実装面より上にあるすべての層の積み重ねの高さ：LED/封止材＋マスク/光学部品＋保護トップコート＋接着剤＋FPC/PCB。除外事項（マウントフック、コネクター）は図面に明示すること。標準的なスタックは以下の通りです：

エミッター＋カプセル化： 0.35～0.7mm（COB/IMDまたはSMD1515/1010）
FPCまたは超薄型PCB： 0.10～0.30mm（銅入りポリイミド）
熱/構造用接着剤： 0.10～0.25mm（ギャップ充填、1～3W/m・K）
マスク／光学層／トップコート： 0.05～0.20mm（マット、マイクロバッフル）
合計目標 1.6-1.9 mm トレランスを残し、局所的なピークから守るため。.

黄金律だ： 光学スタックが薄くなれば, 剛性と熱拡散性が向上しなければならない 反りやホットスポットを抑える。.

超薄型モジュールのアーキテクチャ・オプション

FPC（フレックスPCB）上のCOB/IMD

長所だ： 最も低いZハイト、優れたピクセルフィル、少ないはんだ接合部、丈夫な手触り。.
短所だ： 熱は横方向に移動する必要があり、FPCだけでは適合性が高すぎる。.

超薄型PCB上のファインピッチSMD

長所だ： 成熟したエコシステム。.
短所だ： z-heightがやや高い。関節が多い。輝きを避けるためにマスクのデザインに注意が必要。.

LEDフィルムスクリーン

長所だ： ナチュラル ≤2 mm ガラスにラミネートする（ガラスがヒートシンクになる）。.
短所だ： より粗いピッチ、より低いフィル、異なるコンテンツルール（マクロ画像、高コントラストブロック）。.

基材／バッカー

化学強化ガラス（1～2mm）： 優れた平坦性、光学的透明性、耐スクラッチ性、高η接着剤で接着すれば強力なヒートスプレッダーとなる。.
アルミニウム/マグネシウムシート（0.5-1.0mm）： 軽くてκ（導電率）が良く、成形しやすい。.
グラファイト箔（PGS 0.05-0.1mm）： 面内ヒートスプレッディングに優れ、剛性を高めるためにガラスや金属と組み合わせる。.
CFRP（炭素繊維）スキン： 導電性はレイアップに依存する。.

ニットだけではない電力密度

2mm以下のモジュールで支配的な制約は、最も高温のピクセルクラスタでの温度上昇（ΔT）である。.

ターゲット

長寿命化のため、ジャンクション温度を85～95℃に保つ（LEDベンダーによる）。.
屋内の自由空気中では、最悪のAPLでΔT≦25～30℃を設計する。.
ガラスラミネート構造では、ガラスの質量をシンクとして利用し、ΔTを20-40%下げることができる。.

意味合い

ベンチの上では1000cd/m²のモジュールが、熱的に絶縁された壁に接着されると、スロットルすることがあります。最終的な境界条件については、エンジニアにご相談ください。.

実際に機能する熱トリック

まず広げ、次に沈める

エミッターの下にPGSグラファイトを追加し、空気に触れる前に横方向に熱を拡散させる。.
1～3W/m・Kの接着剤でガラスや薄いアルミニウムに接着する。κ＜0.5の発泡性テープは避ける。.

ホストをヒートシンクとして使う

オン グラス, また、全面ラミネート（空隙なし）により、パッシブ・シンクに変換される。.
金属ファサードでは、薄い誘電体＋アルミバッカーが強力なヒートパスを作る。.

モード別輝度上限

ゾーンごとの上限で日中／夕暮れ／夜間のプロファイルを定義する。店舗でラボの最大値が必要になることはほとんどない。.
CMSのAPL制限を実施する（例：フルホワイトを85-90%にクランプする）。.

ドライバーの効率とスキャン

高定電流ドライバを選び、スキャン比を調整してリップル、フリッカ、熱のバランスをとる。.
≥3840 Hzのリフレッシュは、低デューティ・サイクルでのバンディングを低減する。 クーラー カメラのアーチファクトなしに。.

サーマルをサポートする光学スタック

マットなマイクロバッフルマスクを選ぶと、強引なニットを必要とせず、まぶしさを抑えることができる。.
低鉄製カバーガラス (使用する場合)色をニュートラルに保ち、熱を閉じ込める厚いディフューザーは避ける。.

協力するコンテンツ

マクロ画像、無地のフィールド、緩やかなグラデーションを使用し、高APLの白背景は避ける。.
透明/フィルムの場合、夜間のダークパレットはAPLを下げ、透明感を強調する。.

メカニカル

超薄型モジュールは本質的に柔軟。計画的に：

曲げ剛性： EIは厚みとともに上昇し、厚みを半分にすると8倍の剛性を失う。硬いバッカー（ガラス／金属）と短いスパンで対抗する。.
CTEミスマッチ： FPC ↔ ガラス/金属。剪断に耐えるエラストマー接着剤を選択する; ハードピンよりもスロットホール。.
平坦度仕様： ≤ モジュール全体では0.3～0.5mm≦0.3～0.5mmだが、これを超えると継ぎ目がスペキュラーハイライトに引っかかる。.
フロントサービス： マグネットとマイクロラッチにより、金具の厚みを最小限に抑え、引き剥がす力を明確にすることで、接着剤の剥離を防ぎます。.

2mm以下の光学仕上げ

カプセル化： ヘイズが低く、UV安定性、鉛筆硬度≥ 2Hのシリコーンまたはエポキシシリコーン（公共施設用）。.
マスク： 微細な凹凸を隠すために、非常に微細なセル壁（低光沢の黒）を使用する。モアレを生じさせる周期的なテクスチャーは避ける。.
防汚トップコート： フッ素樹脂クリアコートは、厚みを増すことなく、クリーニングを容易にします。.
透明度のオプション： フィルム／透明ビルドの場合、オープンエリアと知覚される解像度を管理し、それに応じてコンテンツを配置する。.

電気および制御に関する考慮事項

電力トポロジー： 低電圧/大電流での配線を注意深く行い、FPCには幅の広い銅を使用し、コネクタは視界に入らないようにする。.
EMC： 極薄スタックは放射しやすい。リターンパスをタイトに保ち、必要に応じてシールドフィルムを追加し、放射／伝導エミッションを早期に検証する。.
キャリブレーション： 昼夜用の工場およびオンサイトLUTを提供し、ガンマを～2.2（小売店）または2.4（暗いロビー）に固定する。.
モニタリング オンボードNTC温度センサーは、スロットルの前にCMSに上限を強制させる。.

最小限の厚みでの信頼性と安全性

LEDの寿命： ジャンクションの温度を低く保ち、昼夜を問わず25℃以上の熱サイクルを避ける。.
イングレス ≤2mm以下のスタックは、通常IP30-IP41である。より高い侵入に対しては、コンフォーマルコートまたはガスケット付きカバーを使用する。.
インパクトがある： 指定する IKレベル 人目に触れる場所にある場合は、強化ガラス製のバッカーを使用するのが賢明である。.
標準： IEC/UL 62368-1、EMC (EN 55032/35)、RoHS/REACH対応。.
クリーニング： アルコールフリーのクリーナー、マイクロファイバーのみ、メンテナンスカードの発行。.

持続可能な調光戦略

モジュールを昼光センサーと平滑化窓（3～5秒）と組み合わせ、“ブリージング ”を防ぐ。”
ナイトパレット（背景を暗く、白を暖かく）を使用して、パワーとまぶしさをカットする。.
透明／フィルム製品の場合、高いAPLを使わずに高いコントラストを維持する。.

プロトタイピングと検証のチェックリスト

メカニカル
フルラミネーション後の平面度 ≤ 0.5 mm
最終基材での剥離／せん断接着試験
公共リーチの場合の落下／影響

サーマル
ピーク時のIRキャプチャ、ΔTマップの保存
3 つの周囲温度（15/25/35°C）におけるジャンクション推定対スペック値
アラーム／キャップ・ロジック付き CMS への NTC フィード

光学
ガンマ／ホワイトポイント校正（D65ベースライン）
30/60 fps、一般的なシャッターでのカメラテスト
微細パターンのモアレ評価

電気/EMC
実施／放射スキャン事前認証
ESD 処理計画、接地パスの検証

カスタムLEDディスプレイスクリーン、設計限界と熱管理を考慮

要点