En el mundo actual, se puede ver Pantallas LED En la mayoría de las pantallas modernas, como micrófonos, teléfonos inteligentes, etc., los profesionales de la electrónica y la tecnología de pantallas deben saber qué tipo de materiales se han utilizado en su fabricación. Es necesario comprender algunas de las principales características de las pantallas LED que determinan su rendimiento y eficiencia.
Índice
Componentes básicos de las pantallas LED
Los profesionales de la fabricación de productos electrónicos y la tecnología de pantallas deben comprender los componentes básicos de las pantallas LED. A continuación se enumeran los componentes principales:
Diodos emisores de luz (LED)
Las fuentes de luz más fundamentales en las pantallas LED son los LED. Cuando la corriente eléctrica pasa a través de ellos, emiten luz y, por lo tanto, se ven los colores en la pantalla. El brillo, la precisión del color y la eficiencia energética de la pantalla dependen de la calidad y la eficiencia de los LED.
Módulos LED
En los módulos LED hay varios LED dispuestos en una placa. Estos módulos son la pantalla LED (o bloques de construcción de la pantalla) y se pueden escalar y personalizar en función del tamaño de la pantalla en la que se utilicen.
Paneles de visualización
Las unidades ensambladas se denominan paneles de visualización y albergan módulos LED. Proporcionan la estructura y la carcasa protectora para los LED y otros componentes electrónicos que los acompañan. Los materiales del panel determinan cómo se fabrica la pantalla en cuanto a durabilidad, calor y estética.
Materiales utilizados en la fabricación de pantallas LED
Materiales semiconductores en los LED
Compuestos basados en galio
La química típica de los LED se basa en compuestos de galio, como el arseniuro de galio (GaAs) y el nitruro de galio (GaN). Con el GaN se pueden fabricar LED azules y blancos, mientras que el GaAs se utiliza para los LED infrarrojos. También tienen propiedades de banda prohibida directa que permiten una emisión de luz eficiente.
Óxido de indio, galio y zinc (IGZO)
El óxido de indio, galio y zinc (IGZO) es un vidrio semiconductor cristalino inorgánico. Proporciona una alta movilidad de electrones con una baja corriente de fuga, lo que lo hace adecuado para transistores de película fina para tecnologías de visualización. El IGZO también ayuda a mejorar la resolución de la pantalla y a reducir el consumo de energía para obtener pantallas LED más eficientes y fiables.
Materiales del sustrato
Zafiro
La singularidad radica en el hecho de que el zafiro se utiliza tan comúnmente debido a su dureza y estabilidad química. También proporciona una estructura de soporte estable que sostiene la capa epitaxial. Sin embargo, su conductividad térmica es bastante pobre, lo que afecta a la disipación del calor en los dispositivos LED.
Carburo de silicio (SiC)
La excelente conductividad térmica del SiC ayuda a mejorar la disipación del calor en los dispositivos LED. Además, la constante de red de la capa epitaxial es adecuada para la del nitruro de galio (GaN), lo que da como resultado una mayor calidad de la capa.
Silicio
El tamaño de los insectos requiere un sustrato rentable de este nivel que se utiliza ampliamente en la industria de los semiconductores. Sin embargo, los defectos en la capa epitaxial debidos al desajuste de la red cristalina entre el silicio y el GaN pueden degradar el rendimiento de los LED.
Encapsulación y materiales de las lentes
Resinas epoxi
En la encapsulación de los LED se utilizan principalmente resinas epoxi debido a su excelente adhesión y mayor transparencia. Proporcionan una buena adhesión al chip LED y al resto de componentes.
Materiales de silicona
El encapsulado de LED requiere materiales de baja tensión con alta resistencia a los rayos UV y al envejecimiento, que son los materiales de silicona. La resina de silicona tiene una transmitancia de luz proporcional a la intensidad luminosa y la eficiencia de los dispositivos LED.
Lentes ópticas
Las lentes ópticas están fabricadas con plástico o vidrio de calidad óptica y enfocan o difuminan la luz. Las velas de pared son importantes para regular la distribución de la luz y producir el efecto visual deseado.
Materiales conductores
Metales para electrodos
Los materiales conductores son importantes en la fabricación de pantallas LED para el rendimiento eléctrico. El oro y el cobre se utilizan a menudo como electrodos por su excelente conductividad. El oro ofrece una gran fiabilidad en entornos inestables, pero el cobre es más rentable. Sin embargo, el cobre tiene un mayor nivel de oxidación, lo que reduce su vida útil en determinadas condiciones.
Óxidos conductores transparentes
También son fundamentales los óxidos conductores transparentes (TCO). Tanto el ITO como el FTO se utilizan ampliamente debido a su transparencia y conductividad. Dado que estos TCO permiten la emisión de luz y la conductividad eléctrica simultáneamente, es posible fabricar electrodos transparentes.
Materiales fosforescentes para la conversión de color
Fósforos de granate de itrio y aluminio (YAG)
Sin embargo, los fósforos YAG se emplean a menudo en la producción de LED blancos. La luz azul del chip LED es absorbida y se emite luz amarilla. La luz azul restante mezclada con la amarilla creará la luz blanca. La cantidad de fósforo YAG utilizada puede variarse para cambiar la temperatura de color de la luz blanca.
Puntos cuánticos
Los nanocristales semiconductores que emiten luz cuando se excitan se denominan puntos cuánticos. Se utilizan en pantallas LED para mejorar la precisión del color y el brillo. El Puntos cuánticos emiten luz pura roja y verde cuando la luz azul del chip LED las excita. El resultado es una gama ampliada y colores más vivos en la pantalla.
Materiales de disipación del calor
Materiales de interfaz térmica (TIM)
Puede utilizar materiales de interfaz térmica (TIM) para salvar los espacios microscópicos entre los componentes LED y los disipadores de calor y aumentar así conductividad térmica. Existen muchas formas, como pastas, almohadillas o cintas. La selección del TIM adecuado da como resultado una transferencia de calor eficaz para evitar el sobrecalentamiento y posibles daños en la pantalla LED.
Disipadores térmicos
Los disipadores térmicos están diseñados para absorber y disipar el calor de los componentes LED. El aluminio, el cobre y algunos otros materiales tienen una muy buena conductividad térmica. Los disipadores térmicos aumentan la superficie del LED, lo que ayuda a transferir el calor lejos del LED hasta el punto en que la temperatura se encuentra en su nivel óptimo para un uso continuado y se prolonga la vida útil de la pantalla LED.
Materiales protectores y estructurales
Materiales de encapsulación
Las resinas de silicona y epoxi son los principales materiales de encapsulación que se pueden utilizar para los chips LED. La silicona tiene una buena estabilidad térmica y resistencia a la humedad para los LED de alta potencia. Un tipo de resina epoxi que ofrece buena adhesión y buena economía, se utiliza comúnmente en la iluminación LED exterior.
Carcasas y marcos
Las aleaciones de aluminio se utilizan principalmente para carcasas y marcos debido a su ligereza y propiedades únicas. Proporcionan una estructura excelente para las pantallas LED: segura y estéticamente agradable. La selección del material es de suma importancia para lograr el máximo rendimiento y vida útil de las pantallas LED.
Materiales de perovskita
Debido a las excelentes propiedades emisoras de luz de los materiales de perovskita, resultarán interesantes y útiles para el desarrollo de pantallas LED. La alta pureza cromática y la eficiencia de estos materiales permiten su uso en tecnologías de visualización avanzadas. Estas soluciones son procesables y permiten utilizarlas con métodos de producción sencillos y económicos. Los LED basados en perovskita (PeLED) han llamado la atención de los investigadores para examinar sus aplicaciones en pantallas, sensores e iluminación.
La banda prohibida sintonizable de las perovskitas permite mostrar colores vivos y un alto brillo. Se están llevando a cabo investigaciones para mejorar la estabilidad y el rendimiento de los materiales de perovskita y aplicarlos a usos comerciales.
Materiales bidimensionales
Los nuevos materiales 2D, incluidos el grafeno y los TMD, han cambiado por completo la fabricación de pantallas LED. Gracias a sus propiedades únicas, se pueden fabricar pantallas ultrafinas, flexibles y eficientes. Por ejemplo, se han desarrollado micro LED basados en materiales 2D que pueden alcanzar una alta densidad de píxeles y tamaños reducidos. Así, estos avances permiten la fabricación de pantallas LED ligeras y duraderas con un mejor rendimiento y una mejor experiencia de usuario. Esto supone un paso muy significativo en la innovación de las pantallas con el empaquetado de materiales 2D con tecnología LED.
Preguntas frecuentes
¿Cómo contribuyen los materiales de interfaz térmica y los disipadores de calor a la longevidad y eficiencia de las pantallas LED?
Los equipos de gestión del calor (disipadores térmicos, materiales de interfaz térmica (TIM), tubos de calor, etc.) son importantes en las pantallas LED. Los TIM pueden mejorar la transferencia de calor al rellenar los espacios microscópicos entre los componentes. La unión LED suele funcionar en un entorno de disipador térmico, donde el calor se absorbe y se dispersa desde la unión LED.
¿En qué se diferencian los MicroLED de los LED tradicionales en cuanto a materiales y rendimiento?
Los MicroLED son LED microscópicos que emiten luz directamente, por lo que no necesitan retroiluminación. Por lo general, se fabrican con materiales inorgánicos como el nitruro de galio (GaN), ya que estos materiales tienen mayor brillo y eficiencia que los materiales orgánicos utilizados en los LED tradicionales. Los resultados de esta composición se traducen en una mayor vida útil y una reducción del desgaste de la pantalla.
Conclusión
Para los profesionales de la electrónica y la tecnología de pantallas, es importante comprender qué enfoque se requiere para fabricar pantallas LED. Cada pieza desempeña un papel importante en el rendimiento, la eficiencia y la sostenibilidad de la pantalla. Si busca una pantalla LED de alta calidad, tenga en cuenta lo siguiente: Ivanled. Contáctenos ahora ya que contamos con una amplia gama de productos que se adaptan a sus necesidades.
