毎年夏には高温多湿の時期が訪れます。この時期の空気湿度は90%以上に達し、気温は40℃以上に上昇します。このような過酷な環境に直面した屋外用LEDディスプレイスクリーンは、湿気の多い空気による内部部品の腐食を防ぐだけでなく、動作中に機器から発生する熱を効率的に放出するというXNUMXつの課題に直面しています。
業界統計によると、有効な保護対策を講じていない屋外用LEDスクリーンの中には、
- 湿気による故障率は35%を占める
- 高温による部品の劣化が故障原因の 42% を占めています。
防湿と放熱は、防湿には密閉が必要で、放熱には換気が必要であるというように、本来相反する関係にあるように思えます。しかし、この矛盾は両立できないものではありません。 サイトLED 材料革新、構造最適化、インテリジェント制御を通じてこの問題を解決することに成功しました。
屋外用LEDスクリーンは防湿性と放熱性を両立
湿気の危険性
LED ディスプレイ画面には、ランプビーズ、PCB ボード、ドライバー IC などの湿気に敏感なデバイスが含まれています。その金属接点と回路は、湿気の多い環境では電気化学的腐食を起こしやすくなります。たとえば、水蒸気が PCB ボードの表面に浸透すると、銅線が酸素と湿気と反応して絶縁性の緑青を生成し、抵抗が増加したり、回路が破損したりします。さらに、高湿度環境では、電源モジュールが結露して短絡を引き起こし、壊滅的な故障につながる可能性があります。
放熱の必要性
LEDの光電変換効率は約30%～40%で、残りのエネルギーは熱エネルギーの形で放出されます。100㎡のフルカラーP6スクリーンを例にとると、ピーク時の消費電力は30kWに達し、100,000時間あたり約XNUMX万kcalの熱が発生します。
放熱が不十分な場合、部品温度が50℃上昇するごとに部品の寿命は10％短くなります（アレニウスの法則）。さらに深刻なことに、高温はシリコンの老化やはんだ接合部の亀裂を加速させ、ディスプレイの安定性を直接脅かします。
矛盾の本質：
防湿には完全に密閉された構造（IP65以上の保護レベル）が必要であり、放熱は空気の対流に依存するためです。従来の設計では、放熱穴を追加すると防水性能が低下し、完全に密閉するとヒートアイランド効果が発生します。
この矛盾は沿岸部の高温多湿地域で特に顕著です。例えば、業界のあるメーカーのプロジェクトでは、設計上の欠陥により、スクリーン内の湿度が95％に達し、温度が85℃を超え、モジュールの損傷率が18％にまで達しました。
視覚LED技術のブレークスルー：材料革命から構造革新へ
資源消費削減:
高効率LEDチップ
当社はフリップチップ技術を使用して、金ワイヤボンディングを銅ピラーバンプに置き換え、熱抵抗を 60% 削減し、光効率を 180lm/W に向上させました。たとえば、A Sight LED の特別プロジェクトではカスタマイズされたチップを使用しており、同じ明るさで従来のソリューションと比較して消費電力を 22% 削減しています。
インテリジェントドライブシステム
動的省エネアルゴリズム（PWM-PAM ハイブリッド調光など）を導入し、周囲の明るさに応じて電源電流を自動的に調整します。実際の測定データによると、夜間モードでは熱源の強度を抑えながらエネルギーを 40% 節約できます。
素材革新
ナノレベルの防水コーティング
フッ素系ポリマー（PTFEなど）をPCB表面にスプレーすることで、厚さわずか5μm、接触角150°（超疎水性基準）の疎水性フィルムを形成し、水分子の浸透を効果的にブロックします。この技術を適用した後、塩水噴霧試験の合格レベルがL2からL4に向上しました。
熱伝導性ポッティング接着剤技術
エポキシ樹脂+窒化アルミニウム(AlN)複合ポッティング材を採用し、熱伝導率は3.5W/m·Kで、従来のシリコンの5倍です。真空充填プロセスにより、部品レベルの密閉が実現され、同時に熱伝導経路が確立されます。
構造設計
- 多層勾配放熱構造
- SightLED には、3 つの機能層を含む多層勾配放熱アーキテクチャ キャビネット設計が採用されています。
- 外層：6063アルミニウム合金シェル、陽極酸化表面、放熱面積が30％増加。
- 中間層：ハニカム分流チャネル、煙突効果を利用して自然対流を形成する。
- 内層: ヒートパイプアレイ。ホットスポット領域から放熱フィンに熱を素早く伝導します。
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動的湿度管理
温度・湿度センサーと半導体除湿モジュールを内蔵し、ボックス内のRH>60%を検出すると自動的に除湿を開始し、消費電力はわずか15Wです。
45分以内に湿度を30％以下に下げることができます。杭州の画期的なプロジェクトに適用されてから、年間平均故障率は0.3％に低下しました。
極限環境における成功事例
上海パラマウント カーブドスクリーン：高温多湿の気候の極限の挑戦
環境パラメータ: 年間平均湿度 78%、夏季最高気温 42°C
技術的解決策:
- IP68 レベルのモジュール、前面メンテナンス キャビネット設計を採用。
- 筐体背面に軸流ファン＋ラビリンスダクトを配置し、風圧を40％低減。
- 2000 以上の温度ポイントをリアルタイムで監視し、放熱戦略をインテリジェントに調整します。
- 動作データ: 3 年間連続動作、ピクセル故障率 <0.01%、エネルギー消費量 28% 削減。
港珠澳大橋の港画面:
- 海洋腐食環境への対応
- 塩水噴霧保護: フル構造 316L ステンレス鋼ファスナー、トリプルシーリングストリップ (EPDM + シリコン + フッ素ゴム)。
- 熱管理：海水冷却循環システム、チタン合金熱交換器を通じて海水に熱が導入されます。
- 実績: ISO 9227 規格の 2000 時間塩水噴霧試験に合格し、MTBF (平均故障間隔) は 100,000 時間を超えています。
屋外用LEDスクリーンの今後の動向：
メタマテリアルの応用
グラフェン熱伝導フィルム（熱伝導率5300W/m·K）はエンジニアリングテスト段階に入り、相変化材料（PCM）蓄熱技術と組み合わせることで、「ゼロエネルギー散逸」の実現が期待されています。
自己修復コーティング
バイオニック蓮葉構造のインテリジェントコーティングは、微小亀裂が検出されると自動的に修復剤を放出し、防水寿命を10年以上に延長します。
まとめ：
耐湿性と放熱性のバランスは、本質的には材料科学、熱力学、電子工学の多分野にわたる共同イノベーションです。
ナノテクノロジー、モノのインターネット、人工知能の深い統合により、屋外 LED スクリーンは受動的な保護から能動的な制御へと移行しています。
SightLED の専門家は次のように述べています。「矛盾は技術進歩のきっかけとなります。過酷な環境におけるあらゆる課題が、業界をより高い信頼性へと導きます。」
今後のスマートシティ建設では、このバランスの芸術がテクノロジーと自然の調和のとれた共存を表現し続けます。高温、湿気、省エネのための屋外 LED スクリーンが必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。
