可變更文字與圖形且電路驅動簡易的led顯示器的製作方法
2023-05-15 03:57:21
專利名稱：可變更文字與圖形且電路驅動簡易的led顯示器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電學領域中的基本電器元件，具體涉及一種LED顯示器。
目前使用的LED，因採用的原材料及製作工藝的差異，具有不同的內阻，在額定電流驅動時，發光強度及色澤不一致，使用效果差，電路控制與阻抗匹配難，現有一般LED顯示器的電路驅動方式大致分為兩種，一種為動態脈衝掃描，另一種為靜態電流驅動，這兩種驅動方式，雖然可實現瞬間文字、圖形的變化，但驅動控制電路複雜、價格昂貴，因此在只要顯示簡單文字與圖形且變化頻率不高的場合不太適用。
本實用新型之目的旨在提供一種電路驅動簡單、結構輕巧、價格低廉、使用方便、可改變文字、圖形的LED顯示器，可取代現有市面的霓虹燈、日光燈招牌或發光指示標誌，節省大量能源。
本實用新型的技術解決方案是將多顆不同的LED顯示元件，各自串接內建電阻後，使其阻抗大致相等，並以印刷電路板或導線相連，匹配製成模組化的驅動電路，使安裝於電路中的LED顯示元件，其各串的總電位差等於或約等於電源電壓，在適當的位置安裝LED顯示元件，即可顯示文字與圖形，當要變更文字與圖形時，只要變更LED顯示元件即可。
本實用新型和現有技術相比，多個LED顯示器的阻抗大致相等，製成模組化驅動電路機動靈活，變更文字或圖形只要變更一些LED顯示元件即可，因而在額定電流驅動下，LED可達到最佳發光效果，而且控制電路簡單，價格低廉，變更文字、圖形極其容易簡便，變化花樣、種類多，通用性好，既可使用直流電源，又可利用電路串接手段直接使用交流電源。經濟、耐用、方便，可取代市面上的霓虹燈、日光燈招牌或其他發光的指示標誌，應用範圍廣。
圖1為單個LED顯示元件剖面圖；圖2為另一種單個LED顯示元件剖面圖；圖3為基本驅動電路圖；圖4為交流電源並接模組化顯示器電路圖5(A)為8×8矩陣式模組立體外觀示意圖；圖5(B)為使用彈片開關示意圖；圖6為四個8×8矩陣式模組拼裝後顯示功能示意圖；圖7為交流電源並接線狀模組化顯示器電路圖。
附圖標註說明10、LED顯示元件11、LED(發光二極體)12、支架13、第一樹脂14、第二樹脂15、內建電阻16、彈片開關22、印刷電路板23、透明樹脂101、102…10nLED顯示元件1、2…n111、112…11nLED1、2…n151、152…15n內建電阻1、2…n51模組基板511基板插孔52模組上蓋521上蓋插孔53模組下蓋R電阻實施例請參閱
圖1，為以單個LED顯示元件10為例，含內建電阻15的LED顯示元件剖面圖。主要由LED11，支架12，第一樹脂13、第二樹脂14及內建電阻15所組成；第一樹脂13具透光性，或塗裝與LED11發光顏色相同的染料，在明亮處LED11既使不點亮也具有類似的視覺效果；第二樹脂14固定支架12及內建電阻15；而內建電阻15的大小，則根據電路上串接LED顯示元件10的顆數、電源電壓的大小及各種LED11的順向偏壓來調整；而圖2表示另一類的LED顯示元件，支架部份可以印刷電路板22取代，內建電阻15則直接置於板上，再以透明樹脂23封裝而成。
請參閱圖3，基本驅動電路圖。電源電壓VDC，電路串接LED顯示元件101、102…10n共n顆，LED各為111,112,…11n其順向偏壓各為Vf1,Vf2…Vfn，內建電阻各為151,152…15n，其阻值各為R1,R2…Rn；當驅動電流定為I時，驅動電路的總阻抗為VDC/1，各LED的內阻等於各自順向偏壓除以額定驅動電流I，因此本實用新型的理論依據為總電源電壓VDC除以總驅動電流nI得到總阻抗等於各LED顯示器阻抗之和，而各LED顯示器阻抗為各LED順向偏壓除以驅動電流I再加上各自的內建電阻Rn，不同的LED11都可由內建電阻15配合，封裝成阻抗相等或大約相等的LED顯示元件10，在串接電路中可進行更換。
請參閱圖4，為交流電源並接多個矩陣式模組所構成顯示器的實際電路圖。交流電源VACi，模組M1,M2…Mx，每一模組皆由二串顆數相同、極性相反的LED顯示元件10組成，每顆LED顯示元件10以內建電阻調整，使阻抗大致相等，每一模組在額定電流(約20mA)驅動下，其總電位差等於或約等於VAC1，當VAC1正向時，僅驅動點亮各模組正向的一串，反向時，則驅動點亮各模組反向的一串，如VAC1的周期小於人的視覺暫留，其正、反向交互點亮，人的眼睛也不會發覺其閃爍的狀態。請參圖5(A)，將模組Mx的電路以印刷電路板製成8×8的矩陣基板51，覆以上蓋52及下蓋53，上蓋52有8×8的矩陣孔521，對齊基板51的插孔511，依要顯示的文字或圖案，決定在矩陣孔上插入LED顯示元件10，不點亮的矩陣孔則插入阻抗相當於LED顯示元件10的電阻R，此電阻R也可預置於基板的插孔處，如圖5(B)，利用彈片開關16，當LED顯示元件10不插入時，電流由此電阻R通過；而LED顯示元件10插入時，可將彈片開關16撐開，電流轉向通過LED顯示元件10，而不通過電阻R，如此多數模組並接，就可形成更大面積的顯示器；請參閱圖6，為四個8×8矩陣式模組並裝後所顯示功能示意圖。
請參閱圖7，為交流電源驅動，並接多數線狀模組所成顯示器的實際電路圖。交流電源VAC2；電源線由W1,W2構成；線狀模組L1,L2…Lx，各由L11、L12,L21、L22,…Lx1、Lx2串接而成；L1,L2…Lx各模組的起點與Lx的終點接W1；而L11與L12,L21與L22…Lx1與Lx2各串接點與W2交接；其中L11、L12,L21、L22，…Lx1、Lx2各由n個LED顯示元件10串接而成，每串在額定電流(約20mA)驅動下，其總電位差等於或約等於VAC2，當W1為正時，僅點亮L11、L21…Lx1；而W2為正時則點亮L12、L22…Lx2；這種線狀模組中的LED顯示元件10，可隨要點亮的位置來固定，經濟又方便。
綜上所述，本實用新型將不同的LED顯示元件10，串接內建電阻15 ，使其阻抗大約相等，並以印刷電路板或導線相連，依據電源電壓的大小，匹配製成模組化的驅動電路，使安裝於電路中的LED顯示元件10，其各串的總電位差等於或約等於電源電壓，而在適當的位置安裝LED顯示元件10，就可顯示文字與圖形，當要變更文字與圖形時，只要變更LED顯示元件10或位置即可，而且本實用新型除可使用直流電源外，亦可利用電路串接的手段直接使用交流電源，故本實用新型就模組的驅動結構上，簡易創新，較已往產品具有經濟、耐用、方便之效果。
權利要求1.一種可變更文字與圖形且電路驅動簡易的LED顯示器，其特徵在於將多顆不同的LED顯示元件(10)，串接內建電阻(15)，使其阻抗相等，並以印刷電路板或導線相連，依據電源電壓的大小，匹配製成模組化的驅動電路，使安裝於電路中的LED顯示元件(10)，其各串的總電位差等於電源電壓，而在適當的位置安裝LED顯示元件(10)，就可顯示文字與圖形，當要變更文字與圖形時，只要變更LED顯示元件(10)或位置即可。
2.根據權利要求1所述的可變更文字與圖形且電路驅動簡易的LED顯示器，其特徵在於LED顯示元件(10)由LED(11)、支架(12)、第一樹脂(13)、第二樹脂(14)及內建電阻(15)所組成；第一樹脂(13)具透光性，或塗裝與LED(11)發光顏色相同的染料，第二樹脂(14)固定支架(12)及內建電阻(15)。
3.根據權利要求2所述的可變更文字與圖形且電路驅動簡易的LED顯示器，其特徵在於支架(12)可由印刷電路板(22)取代。內建電阻(15)則直接置於板(22)上，再以透明樹脂(23)封裝而成。
4.根據權利要求1所述的可變更文字與圖形且電路驅動簡易的LED顯示器，其特徵在於數個LED顯示元件(10)可駔成一線狀模組。多個線狀模組並接交流電源，當電流電源正向時，僅點亮線狀模組中一半的LED顯示元件(L11、L21…)，反向時，則點亮線狀模組中另一半LED顯示元件(L12、L22…)。
5.根據權利要求1所述的可變更文字與圖形且電路驅動簡易的LED顯示器，其特徵在於其中二串顆數相同、極性相反的LED顯示元件可組成一矩陣式模組，並由多個矩陣式模組構成一顯示器，並接交流電源，當交流電源正向時，點亮各模組中正向的一串，反向時，點亮各模組中反向的一串。
6.根據權利要求3所述的可變更文字與圖形且電路驅動簡易的LED顯示器，其特徵在於可用印刷電路板製成矩陣基板(51)，覆以上蓋(52)及下蓋(53)，上蓋矩陣孔(521)對齊基板的插孔(511)，依要顯示的文字或圖案，在矩陣孔(521)上插入LED顯示元件(10)，不點亮的矩陣孔(521)則插入阻抗相當於LED顯示元件(10)的電阻(R)，電阻(R)也可預置於基板(51)的插孔處，利用彈片開關(16)，當LED顯示元件(10)不插入時，電流由此電阻(R)通過，LED顯示元件(10)插入時，彈片撐開，電流通過LED顯示元件而不通過電阻(R)。
專利摘要一種可變更文字與圖形且電路驅動簡易的LED顯示器,將多顆不同的LED顯示元件各自串接內建電阻,使其阻抗大致相等,並以印刷電路板或導線相連,依據電源電壓的大小,匹配製成模組化的驅動電路,並接直流電源或交流電源,安裝或變更LED顯示元件,即可組成顯示或變更顯示文字或圖形。本實用新型構思巧妙、設計合理、結構簡單、價格低廉、使用方便、電路驅動簡易、應用廣泛。
文檔編號G09F9/35GK2322227SQ9823000
公開日1999年6月2日 申請日期1998年1月4日 優先權日1998年1月4日
發明者陳德忠 申請人:陳德忠