專利名稱：可變更文字與圖形且電路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易的led顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)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，因采用的原材料及制作工藝的差異，具有不同的內(nèi)阻，在額定電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度及色澤不一致，使用效果差，電路控制與阻抗匹配難，現(xiàn)有一般LED顯示器的電路驅(qū)動(dòng)方式大致分為兩種，一種為動(dòng)態(tài)脈沖掃描，另一種為靜態(tài)電流驅(qū)動(dòng)，這兩種驅(qū)動(dòng)方式，雖然可實(shí)現(xiàn)瞬間文字、圖形的變化，但驅(qū)動(dòng)控制電路復(fù)雜、價(jià)格昂貴，因此在只要顯示簡(jiǎn)單文字與圖形且變化頻率不高的場(chǎng)合不太適用。
本實(shí)用新型之目的旨在提供一種電路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格低廉、使用方便、可改變文字、圖形的LED顯示器，可取代現(xiàn)有市面的霓虹燈、日光燈招牌或發(fā)光指示標(biāo)志，節(jié)省大量能源。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是將多顆不同的LED顯示元件，各自串接內(nèi)建電阻后，使其阻抗大致相等，并以印刷電路板或?qū)Ь€相連，匹配制成模組化的驅(qū)動(dòng)電路，使安裝于電路中的LED顯示元件，其各串的總電位差等于或約等于電源電壓，在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭bLED顯示元件，即可顯示文字與圖形，當(dāng)要變更文字與圖形時(shí)，只要變更LED顯示元件即可。
本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，多個(gè)LED顯示器的阻抗大致相等，制成模組化驅(qū)動(dòng)電路機(jī)動(dòng)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(qū)動(dòng)下，LED可達(dá)到最佳發(fā)光效果，而且控制電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，變更文字、圖形極其容易簡(jiǎn)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(jīng)濟(jì)、耐用、方便，可取代市面上的霓虹燈、日光燈招牌或其他發(fā)光的指示標(biāo)志，應(yīng)用范圍廣。


圖1為單個(gè)LED顯示元件剖面圖；圖2為另一種單個(gè)LED顯示元件剖面圖；圖3為基本驅(qū)動(dòng)電路圖；圖4為交流電源并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(guān)示意圖；圖6為四個(gè)8×8矩陣式模組拼裝后顯示功能示意圖；圖7為交流電源并接線狀模組化顯示器電路圖。
附圖標(biāo)注說明10、LED顯示元件11、LED(發(fā)光二極體)12、支架13、第一樹脂14、第二樹脂15、內(nèi)建電阻16、彈片開關(guān)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(nèi)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(shí)施例請(qǐng)參閱
圖1，為以單個(gè)LED顯示元件10為例，含內(nèi)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(nèi)建電阻15所組成；第一樹脂13具透光性，或涂裝與LED11發(fā)光顏色相同的染料，在明亮處LED11既使不點(diǎn)亮也具有類似的視覺效果；第二樹脂14固定支架12及內(nèi)建電阻15；而內(nèi)建電阻15的大小，則根據(jù)電路上串接LED顯示元件10的顆數(shù)、電源電壓的大小及各種LED11的順向偏壓來調(diào)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(nèi)建電阻15則直接置于板上，再以透明樹脂23封裝而成。
請(qǐng)參閱圖3，基本驅(qū)動(dòng)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(nèi)建電阻各為151,152…15n，其阻值各為R1,R2…Rn；當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流定為I時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路的總阻抗為VDC/1，各LED的內(nèi)阻等于各自順向偏壓除以額定驅(qū)動(dòng)電流I，因此本實(shí)用新型的理論依據(jù)為總電源電壓VDC除以總驅(qū)動(dòng)電流nI得到總阻抗等于各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(qū)動(dòng)電流I再加上各自的內(nèi)建電阻Rn，不同的LED11都可由內(nèi)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(jìn)行更換。
請(qǐng)參閱圖4，為交流電源并接多個(gè)矩陣式模組所構(gòu)成顯示器的實(shí)際電路圖。交流電源VACi，模組M1,M2…Mx，每一模組皆由二串顆數(shù)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(nèi)建電阻調(diào)整，使阻抗大致相等，每一模組在額定電流(約20mA)驅(qū)動(dòng)下，其總電位差等于或約等于VAC1，當(dāng)VAC1正向時(shí)，僅驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮各模組正向的一串，反向時(shí)，則驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮各模組反向的一串，如VAC1的周期小于人的視覺暫留，其正、反向交互點(diǎn)亮，人的眼睛也不會(huì)發(fā)覺其閃爍的狀態(tài)。請(qǐng)參圖5(A)，將模組Mx的電路以印刷電路板制成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(duì)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(diǎn)亮的矩陣孔則插入阻抗相當(dāng)于LED顯示元件10的電阻R，此電阻R也可預(yù)置于基板的插孔處，如圖5(B)，利用彈片開關(guān)16，當(dāng)LED顯示元件10不插入時(shí)，電流由此電阻R通過；而LED顯示元件10插入時(shí)，可將彈片開關(guān)16撐開，電流轉(zhuǎn)向通過LED顯示元件10，而不通過電阻R，如此多數(shù)模組并接，就可形成更大面積的顯示器；請(qǐng)參閱圖6，為四個(gè)8×8矩陣式模組并裝后所顯示功能示意圖。
請(qǐng)參閱圖7，為交流電源驅(qū)動(dòng)，并接多數(shù)線狀模組所成顯示器的實(shí)際電路圖。交流電源VAC2；電源線由W1,W2構(gòu)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(diǎn)與Lx的終點(diǎn)接W1；而L11與L12,L21與L22…Lx1與Lx2各串接點(diǎn)與W2交接；其中L11、L12,L21、L22，…Lx1、Lx2各由n個(gè)LED顯示元件10串接而成，每串在額定電流(約20mA)驅(qū)動(dòng)下，其總電位差等于或約等于VAC2，當(dāng)W1為正時(shí)，僅點(diǎn)亮L11、L21…Lx1；而W2為正時(shí)則點(diǎn)亮L12、L22…Lx2；這種線狀模組中的LED顯示元件10，可隨要點(diǎn)亮的位置來固定，經(jīng)濟(jì)又方便。
綜上所述，本實(shí)用新型將不同的LED顯示元件10，串接內(nèi)建電阻15 ，使其阻抗大約相等，并以印刷電路板或?qū)Ь€相連，依據(jù)電源電壓的大小，匹配制成模組化的驅(qū)動(dòng)電路，使安裝于電路中的LED顯示元件10，其各串的總電位差等于或約等于電源電壓，而在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭bLED顯示元件10，就可顯示文字與圖形，當(dāng)要變更文字與圖形時(shí)，只要變更LED顯示元件10或位置即可，而且本實(shí)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(shí)用新型就模組的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)上，簡(jiǎn)易創(chuàng)新，較已往產(chǎn)品具有經(jīng)濟(jì)、耐用、方便之效果。
權(quán)利要求1.一種可變更文字與圖形且電路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易的LED顯示器，其特征在于將多顆不同的LED顯示元件(10)，串接內(nèi)建電阻(15)，使其阻抗相等，并以印刷電路板或?qū)Ь€相連，依據(jù)電源電壓的大小，匹配制成模組化的驅(qū)動(dòng)電路，使安裝于電路中的LED顯示元件(10)，其各串的總電位差等于電源電壓，而在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭bLED顯示元件(10)，就可顯示文字與圖形，當(dāng)要變更文字與圖形時(shí)，只要變更LED顯示元件(10)或位置即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變更文字與圖形且電路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易的LED顯示器，其特征在于LED顯示元件(10)由LED(11)、支架(12)、第一樹脂(13)、第二樹脂(14)及內(nèi)建電阻(15)所組成；第一樹脂(13)具透光性，或涂裝與LED(11)發(fā)光顏色相同的染料，第二樹脂(14)固定支架(12)及內(nèi)建電阻(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變更文字與圖形且電路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易的LED顯示器，其特征在于支架(12)可由印刷電路板(22)取代。內(nèi)建電阻(15)則直接置于板(22)上，再以透明樹脂(23)封裝而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變更文字與圖形且電路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易的LED顯示器，其特征在于數(shù)個(gè)LED顯示元件(10)可駔成一線狀模組。多個(gè)線狀模組并接交流電源，當(dāng)電流電源正向時(shí)，僅點(diǎn)亮線狀模組中一半的LED顯示元件(L11、L21…)，反向時(shí)，則點(diǎn)亮線狀模組中另一半LED顯示元件(L12、L22…)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變更文字與圖形且電路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易的LED顯示器，其特征在于其中二串顆數(shù)相同、極性相反的LED顯示元件可組成一矩陣式模組，并由多個(gè)矩陣式模組構(gòu)成一顯示器，并接交流電源，當(dāng)交流電源正向時(shí)，點(diǎn)亮各模組中正向的一串，反向時(shí)，點(diǎn)亮各模組中反向的一串。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變更文字與圖形且電路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易的LED顯示器，其特征在于可用印刷電路板制成矩陣基板(51)，覆以上蓋(52)及下蓋(53)，上蓋矩陣孔(521)對(duì)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(diǎn)亮的矩陣孔(521)則插入阻抗相當(dāng)于LED顯示元件(10)的電阻(R)，電阻(R)也可預(yù)置于基板(51)的插孔處，利用彈片開關(guān)(16)，當(dāng)LED顯示元件(10)不插入時(shí)，電流由此電阻(R)通過，LED顯示元件(10)插入時(shí)，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(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易的LED顯示器,將多顆不同的LED顯示元件各自串接內(nèi)建電阻,使其阻抗大致相等,并以印刷電路板或?qū)Ь€相連,依據(jù)電源電壓的大小,匹配制成模組化的驅(qū)動(dòng)電路,并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(shí)用新型構(gòu)思巧妙、設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便、電路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易、應(yīng)用廣泛。
文檔編號(hào)G09F9/35GK2322227SQ9823000
公開日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1998年1月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月4日
發(fā)明者陳德忠 申請(qǐng)人:陳德忠