СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДДЕРЖИВАЮЩЕЙ ПОДЛОЖКИ И УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ СИД
METHOD OF MANUFACTURING SUPPORTING SUBSTRATE AND LED DISPLAY DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Раскрытие относится к области отображения на основе СИД и, в частности, к устройству отображения на основе СИД, обладающему хорошей стабильностью, портативностью и хорошим теплоотводом.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Множество модульных отображающих экранов на основе СИД используются для сборки устройства отображения на основе СИД, имеющего размер, подходящий под требования пользователей. Каждый модульный отображающий экран на основе СИД имеет детали, такие как рама, индикаторная панель, панель управления, источник питания и соединители. Рама используется для поддержки всех остальных деталей модульного отображающего экрана на основе СИД. Собранное устройство отображения на основе СИД должно не только выдерживать гравитационную нагрузку от всех модульных отображающих экранов на основе СИД на нем и внешнее воздействие ветровой нагрузки, но также предотвращать деформацию рамы, вызванную изменениями температуры и т.д. Поэтому рама должна обладать высокой прочностью и хорошей стабильностью, чтобы выдерживать такое гравитационное давление на устройство отображения на основе СИД, такое давление, вызванное ветром и такую деформацию рамы, вызванную изменениями температуры. Индикаторная панель образуется из множества светоизлучающих блоков на основе СИД, расположенных в виде точечной матрицы. Управляющая схема и цепь системы также расположены на индикаторной панели. Во время работы светоизлучающих блоков на основе СИД и упомянутых схемы и цепи выделяется большое количество тепла. Если тепло не может быть рассеяно своевременно, это влияет на работу светоизлучающих блоков на основе СИД, что приводит к хроматической аберрации светоизлучающих блоков на основе СИД и эффекту плохого отображения устройства отображения на основе СИД, а также к уменьшению срока службы светодиодных блоков на основе СИД, а следовательно, к уменьшению срока службы устройства отображения на основе СИД.
Как следует из вышесказанного, двумя важными проблемами, связанными с отображающим экраном на основе СИД, являются несущая способность рамы модульного отображающего экрана на основе СИД и теплоотвод. В настоящее время большинство устройств отображения на основе СИД, как правило, производятся в виде коробок (имеют форму коробки), чтобы выдерживать вес и быть устойчивыми к внешним воздействиям, и внутри коробки устанавливают вентилятор, предназначенный для отвода тепла. Недостатками коробчатой формы являются сложность изготовления, значительный шум, производимый вентилятором, большой объем, большая масса и неудобство сборки и разборки. В патенте Китая ZL200920133332.1 раскрывается отображающий экран на основе СИД с использованием металлического алюминиевого листа в качестве модуля теплоотвода для отведения тепловой энергии от модульных отображающих экранов на основе СИД и управления циркуляциями воздуха. Также алюминиевый лист используется в качестве рамы для поддержки модульных отображающих экранов на основе СИД. Хотя алюминиевый лист может производить хороший теплоотвод от модульного отображающего экрана на основе СИД, его температура может увеличиваться во время отвода тепла в различных рабочих средах, что приводит к деформации алюминиевого листа и плохой стабильности. Кроме того, из-за высокой плотности металла лист, выполненный из такого металла, тяжелый, что может вызывать трудность при сборке и транспортировке. Более того, тяжелый металлический алюминиевый лист приводит к большому собственному весу модульного отображающего экрана на основе СИД и к потере несущей способности, и способности устройства отображения на основе СИД противостоять внешним воздействиям. Таким образом, необходимо разработать устройство отображения на основе СИД с простой структурой, хорошей теплопроводностью, портативностью, высокой прочностью и хорошей стабильностью.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Чтобы преодолеть недостатки тяжелого веса и низкой прочности устройства отображения на основе СИД, изготовленного по традиционной технологии с металлической подложкой, одной из задач настоящего раскрытия является обеспечение устройства отображения на основе СИД, которое имеет не только простую и облегченную конструкцию, но также большой предел прочности на сжатие, высокую стабильность и хорошую теплопроводность.
Технические решения, относящиеся к техническим задачам раскрытия, кратко описаны ниже.
Способ изготовления поддерживающей подложки включает в себя следующие этапы S1-S4.
Этап S1 включает: подготовку препрега, включающую:
- подготовку материала прекурсора углеродного волокна и плетение материала прекурсора углеродного волокна в полотно из углеродной ткани, добавление в полотно из углеродного волокна смолы с образованием препрега.
Этап S2 включает: подготовку листов поддерживающей подложки, включающую:
- нарезание и продавливание препрега с получением листов поддерживающей подложки с подходящими размерами.
Этап S3 включает: предварительное формование, включающее:
- послойное составление подготовленных листов поддерживающей подложки в пресс-форме.
Этап S4 включает: формование, включающее:
- горячее прессование послойно-составленных листов поддерживающей подложки в пресс-форме.
Устройство отображения на основе СИД, имеющее описанную выше поддерживающую подложку, включает в себя по меньшей мере один модульный отображающий экран на основе СИД. Модульный отображающий экран на основе СИД включает в себя по меньшей мере один модуль отображения на основе СИД, поддерживающую подложку и панель управления. Поддерживающая подложка расположена между модулем отображения на основе СИД и панелью управления, образуя сэндвич-структуру, и выполнена из углеродного волокна.
Дополнительно модуль отображения на основе СИД включает в себя переднюю крышку, индикаторную панель и заднюю панель, расположенные последовательно. Светоизлучающие блоки на основе СИД и упомянутые схема и цепь расположены на индикаторной панели. Светоизлучающие блоки на основе СИД расположены в виде точечной матрицы. Модуль отображения на основе СИД закреплен на стороне поддерживающей подложки.
Дополнительно устройство отображения на основе СИД включает в себя заднюю крышку и крестообразную коробку. Панель управления и источник питания расположены внутри крестообразной коробки. Крестообразная коробка расположена на задней крышке. Задняя крышка жестко соединена с поддерживающей подложкой болтами и фиксаторами, расположенными в поддерживающей подложке.
Дополнительно как в поддерживающей подложке, так и в задней панели имеются сквозные отверстия. Крестообразная коробка, вмещающая панель управления, расположена на другой стороне поддерживающей подложки, противоположной модулю отображения на основе СИД. Интерфейс на управляющей панели электрически соединен с индикаторной панелью модуля отображения на основе СИД через сквозные отверстия.
Дополнительно вокруг поддерживающей подложки расположены упрочняющие выступы. Упрочняющие выступы выступают на стороне поддерживающей подложки к задней крышке. Каждый из упрочняющих выступов имеет толщину в диапазоне от 2 мм до 8 мм.
Дополнительно поддерживающая подложка имеет толщину в диапазоне от 0,8 мм до 2 мм.
Дополнительно каждый из упрочняющих выступов имеет трапециевидное, прямоугольное или эллиптическое сечение.
Дополнительно на каждом из упрочняющих выступов в четырех углах поддерживающей подложки расположены соединительные основания и установочные штифты для соединения со смежным модульным отображающим экраном на основе СИД.
Дополнительно на индикаторной панели также расположены теплопроводящие столбики. Теплопроводящие столбики выходят во внешнюю среду, проходя через заднюю панель и поддерживающую подложку.
Раскрытие обеспечивает следующие преимущественные эффекты: в устройстве отображения на основе СИД применяется поддерживающая подложка, выполненная из углеродного волокна, и, следовательно, устройство отображения на основе СИД не только простое по конструкции и облегченное, но также обладает высокой устойчивостью на сжатие, высокой стабильностью, удобством установки и транспортировки и хорошей теплопроводностью.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 представляет собой блок-схему подготовки светодиодной поддерживающей подложки согласно раскрытию.
Фигура 2 представляет собой схематическое изображение структуры модульного отображающего экрана на основе СИД согласно раскрытию.
Фигура 3 представляет собой вид сбоку модульного отображающего экрана на основе СИД согласно раскрытию.
Фигура 4 представляет собой изображение структуры поддерживающей подложки согласно раскрытию.
Фигура 5 представляет собой поперечное сечение по линии В-В на фигуре 3.
Фигура 6 представляет собой изображение структуры фиксатора, соединенного с задней крышкой, на поддерживающей подложке согласно раскрытию.
Фигура 7 представляет собой изображение структуры фиксаторов и установочных штифтов, соединенных со смежными модульными отображающими экранами на основе СИД, на поддерживающей подложке согласно раскрытию.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Здесь и далее раскрытие дополнительно описывается со ссылками на прилагаемые чертежи и примерные варианты осуществления.
Согласно фигуре 1, способ изготовления поддерживающей подложки согласно раскрытию включает в себя следующие этапы S1-S4.
Этап S1 включает: подготовку препрега, включающую:
- подготовку материала прекурсора углеродного волокна, плетение материала прекурсора углеродного волокна в полотно из углеродного волокна и добавление в полотно из углеродного волокна смолы и т.п. с образованием препрега.
Материал прекурсора углеродного волокна и количественные показатели добавленных материалов могут быть выбраны по требованиям. Например, подходящий прекурсор и добавляемое количество материалов, таких как смола, может быть выбрано в соответствии с прочностью и упругостью продукта таким образом, чтобы сформировать препрег с различными характеристиками.
Этап S2 включает: подготовку листов поддерживающей подложки, включающую:
- нарезание и продавливание препрега с получением листов поддерживающей подложки с подходящими размерами.
Подготовленный препрег нарезают согласно размеру поддерживающей подложки и продавливают в местах, где будут располагаться сквозные отверстия.
Этап S3 включает: предварительное формование, включающее:
- послойное составление подготовленных листов поддерживающей подложки в пресс-форме.
Листы поддерживающей подложки, полученные нарезанием на этапе S2, укладывают слой за слоем в пресс-форму, где множество слоев листов поддерживающей подложки с размером упрочняющего выступа укладывают в местах упрочняющих выступов, или в центрах упрочняющих выступов укладывают частично утолщенные заполнители.
Этап S4 включает: формование, включающее:
- горячее прессование послойно-составленных и уложенных листов поддерживающей подложки в пресс-форме таким образом, чтобы изготовить поддерживающую подложку.
Процесс горячего прессования листов поддерживающей подложки, послойно-составленных и уложенных на этапе S3, осуществляют при высокой температуре, причем температура зависит от характеристик поддерживающей подложки.
Согласно фигурам 2 и 3, настоящий вариант осуществления обеспечивает модульный отображающий экран 1 на основе СИД. Модульный отображающий экран 1 на основе СИД включает в себя: переднюю крышку 11, индикаторную панель 12, прокладку 13, поддерживающую подложку 14, панель управления (не показана) и заднюю крышку 16, расположенные последовательно. Каждый модульный отображающий экран 1 на основе СИД включает в себя четыре модуля отображения на основе СИД. Каждый модуль отображения на основе СИД включает в себя переднюю крышку 11, 7 индикаторную панель 12 и прокладку 13. Передняя крышка 11 расположена над индикаторной панелью 12. Светоизлучающие блоки на основе СИД, упомянутые схема и цепь, а также кристаллы расположены на индикаторной панели 12. Светоизлучающие блоки на основе СИД расположены в виде точечной матрицы на той стороне индикаторной панели 12, которая обращена к передней крышке 11. Передняя крышка 11 расположена над той стороной индикаторной панели 12, на которой расположены светоизлучающие блоки на основе СИД. Световые отверстия расположены на передней крышке 11 в местах, соответствующих светоизлучающим блокам на основе СИД. Кристаллы расположены на стороне индикаторной панели 12, противоположной передней крышке. Прокладка 13 приклеена к той стороне индикаторной панели 12, на которой расположены кристаллы. В прокладке 13 расположено множество сквозных отверстий для приема кристаллов, которые располагаются на обращенной к прокладке стороне индикаторной панели 12 и возвышаются на индикаторной панели 12. Модуль отображения на основе СИД образован последовательно собранными передней крышкой 11, индикаторной панелью 12 и прокладкой 13. Модуль отображения на основе СИД закреплен на поддерживающей подложке 14.
Поддерживающая подложка 14 расположена между прокладкой 13 и крестообразной коробкой 15, вмещающей панель управления, образуя сэндвич-структуру. Панель управления расположена внутри крестообразной коробки 15. Внутри крестообразной коробки 15 также может быть расположен источник питания. Крестообразная коробка 15 закреплена на поддерживающей подложке болтами. Крестообразная коробка расположена на задней крышке 16. Задняя крышка 16 жестко соединена с поддерживающей подложкой 14. Поддерживающая подложка 14 выполнена с возможностью поддержания модуля отображения на основе СИД, образованного передней крышкой 11, индикаторной панелью 12 и прокладкой 13, крестообразной коробкой 15 для размещения панели управления и источника питания, и задней крышкой 16. Поддерживающая подложка 14 выдерживает давление всего модульного отображающего экрана 1 на основе СИД.
В поддерживающей подложке 14 расположены сквозные отверстия 141. Сквозные отверстия 131, соответствующие сквозным отверстиям 141, расположены в прокладке 13 в местах, соответствующих сквозным отверстиям 141. Интерфейс панели управления внутри крестообразной коробки 15 электрически соединен с индикаторной панелью 12 через сквозные отверстия 141 и 131.
Фиксаторы 145 расположены на поддерживающей подложке 14. Задняя крышка 16 выполнена с возможностью закрывать панель управления и жестко соединена с поддерживающей подложкой 14 болтами и фиксаторами 145, расположенными на поддерживающей подложке 14. Источник питания расположен внутри крестообразной коробки 15 и соединен с панелью управления для питания электроэнергией индикаторной панели 12 и панели управления. На задней крышке 16 расположена рукоятка для облегчения установки и транспортировки.
Упрочняющие выступы 144 расположены вокруг поддерживающей подложки 14. Соединительные основания 142 и установочные штифты 14 3 для соединения со смежными модульными отображающими экранами на основе СИД расположены на упрочняющих выступах 14 4 в четырех углах поддерживающей подложки 14.
Поскольку светоизлучающие блоки на основе СИД и упомянутые схема и цепь расположены на индикаторной панели 12, и светоизлучающие блоки на основе СИД расположены в виде точечной матрицы, тепловая энергия, выделяющаяся во время работы светоизлучающих блоков на основе СИД, передается индикаторной панели 12 при однородном распределении. Прокладка 13 приклеена к индикаторной панели 12 посредством заливания теплопроводящего материала в сквозные отверстия прокладки 13, и приклеена к стороне поддерживающей подложки 14, обращенной к индикаторной панели 12, так что тепловая энергия индикаторной панели 12 передается к поддерживающей подложке 14. Тепловая энергия передается внешней среде за счет теплопроводности поддерживающей подложки 14 таким образом, чтобы осуществлять теплоотвод от отображающего экрана на основе СИД.
По меньшей мере один модульный отображающий экран 1 на основе СИД собран для образования устройства отображения на основе СИД. Поддерживающая подложка 14 несет не только собственную гравитационную нагрузку, но и гравитационную нагрузку от всех расположенных на ней модульных отображающих экранов на основе СИД, и поэтому поддерживающая подложка 14 должна быть выполнена из высокопрочных материалов. Дополнительно, во время работы светоизлучающих блоков на основе СИД вырабатывается большое количество энергии, и тепловая энергия передается поддерживающей подложке и дополнительно к окружающей среде посредством поддерживающей подложки. Температура поддерживающей подложки изменяется из-за тепловой энергии, переданной поддерживающей подложке 14. Таким образом, поддерживающая подложка 14 должна быть выполнена из материалов с хорошей теплопроводностью и устойчивых к деформации при высокой температуре. Кроме того, поскольку устройство отображения на основе СИД включает в себя множество модульных отображающих экранов на основе СИД и устройство отображения на основе СИД такого большого размера собирается в высоту, объемные модульные отображающие экраны на основе СИД вызывают трудности при обслуживании вручную и транспортировке. Подводя итоги, для изготовления поддерживающей подложки подходят легкие материалы с высокой прочностью и высокой стабильностью.
3
3
3
Чем больше удельная прочность материала на разрыв, тем легче вес детали. Чем больше удельный модуль упругости, тем выше будет жесткость детали. Удельная прочность на разрыв представляет собой отношение прочности к плотности материала. Поддерживающая подложка выполнена из углеродного волокна. Углеродное волокно представляет собой новый материал с хорошими механическими свойствами. Удельный вес углеродного волокна составляет менее четверти от удельного веса стали. Материал из углеродного волокна обычно имеет прочность на разрыв более 3500 МПа, тогда как сталь имеет прочность на разрыв около 500 МПа. То есть прочность на разрыв материала из углеродного волокна в 7-9 раз выше, чем у стали, и предел упругой деформации материала из углеродного волокна составляет от 230 до 430 ГПа, что выше, чем у стали. Удельная прочность на разрыв материала из углеродного волокна может достигать более 2000 МПа/г/см, тогда как удельная прочность на разрыв стали равна 59 МПа/г/см. Удельный модуль упругости материала из углеродного волокна составляет 130 ГПа/г/см, что выше, чем у стали.
Поддерживающая подложка 14 может иметь толщину в диапазоне от 0,8 мм до 2 мм.
Согласно фигурам 4-7, в поддерживающей подложке 14 расположены сквозные отверстия 141 для соединения интерфейса панели управления с индикаторной панелью 12. Фиксаторы 145 расположены на внешней стороне сквозных отверстий 141 для крепления задней крышки 16 на поддерживающей подложке 14. Кроме того, вокруг поддерживающей подложки 14 расположены упрочняющие выступы 144. Каждый из упрочняющих выступов 144 может иметь толщину в диапазоне от 4 мм до 6 мм для придания дополнительной прочности поддерживающей подложке 14. Каждый из упрочняющих выступов 144 может быть выполнен с возможностью иметь трапециевидное, прямоугольное или эллиптическое сечение или предпочтительно трапециевидное в этом варианте осуществления. Соединительные основания 142 и установочные штифты 143, соединенные со смежными модульными отображающими экранами на основе СИД, расположены на упрочняющих выступах 144 в четырех углах поддерживающей подложки 14.
Чтобы дополнительно улучшить теплоотвод от отображающего экрана на основе СИД, в раскрытии обеспечивается еще один вариант осуществления. На основе описанного выше варианта осуществления, который показан на фигуре 2, на индикаторной панели 12 расположены теплопроводящие столбики 121. Теплопроводящие столбики 121 выполнены из материалов с высокой теплопроводностью. Материалом теплопроводящих столбиков 121 может быть медь, алюминий и т.п. Соответственно, в поддерживающей подложке 14 продавлены сквозные отверстия 146, совместимые с теплопроводящими столбиками 121. Теплопроводящие столбики 121 выходят в окружающую среду, проходя через сквозные отверстия 146 в поддерживающей подложке 14, обеспечивая возможность тепловой энергии, выделяемой индикаторной панелью, быстро отводиться к поддерживающей подложке и в окружающую среду. Таким образом, тепловая энергия может быстро отводиться и соответственно срок службы светоизлучающих блоков на основе СИД и кристаллов может быть продлен.
Главным параметром оценки конструктивного решения устройства отображения на основе СИД является теплоотвод и несущая способность устройства отображения на основе СИД. Благодаря конструкции поддерживающей подложки в виде пластины, теплоотвод и несущая функция осуществляются поддерживающей подложкой в раскрытии, так что громоздкость коробчатого устройства отображения на основе СИД полностью преображается, и, следовательно, конструкция отображающего экрана на основе СИД может быть простой и легкой. Кроме того, поддерживающая подложка выполнена из углеродного волокна, и, следовательно, с характеристиками материала из углеродного волокна, такими как высокая удельная прочность на разрыв, большой удельный модуль упругости, облегченность, высокая термостойкость, высокая теплопроводность, высокая стабильность и т.п. решается не только задача отвода тепла, но также снижается вес отображающего экрана на основе СИД, а также улучшается несущая способность отображающего экрана на основе СИД, тем самым увеличивается применимость устройства отображения на основе СИД, становится удобной его сборка и разборка и уменьшается стоимость транспортировки.
Следует понимать, что различные варианты осуществления настоящего раскрытия, описанные в этом документе, могут использоваться в различных ориентациях, таких как клиновидная, обратная, горизонтальная, вертикальная и т.д., и в различных конфигурациях без отступления от принципов настоящего раскрытия. Варианты осуществления описаны только в качестве примеров полезных областей применений принципов раскрытия, которое не ограничивается какими-либо конкретными подробностями этих вариантов осуществления. Конечно, специалисты в данной области техники, после тщательного рассмотрения вышеприведенного описания характерных вариантов осуществления раскрытия, легко примут во внимание, что можно выполнить множество модификаций, дополнений, замен, удалений и других изменений конкретных вариантов осуществления, и такие изменения предусмотрены принципами настоящего раскрытия. Соответственно, вышеприведенное подробное описание должно быть ясно осмыслено только в качестве иллюстрации и примера, а сущность и объем настоящего раскрытия ограничены только прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.