Panduan Lengkap tentang Bahan-Bahan yang Digunakan dalam Pembuatan Layar LED

Komponen Utama Layar LED

Para profesional di bidang manufaktur elektronik dan teknologi tampilan perlu memahami komponen inti dari layar LED. Anda dapat menemukan komponen utama di bawah ini:

Dioda pemancar cahaya (LED)

Sumber cahaya paling dasar pada layar LED adalah LED. Ketika arus listrik mengalir melalui LED, mereka memancarkan cahaya, sehingga Anda dapat melihat warna-warna pada layar. Kecerahan layar, akurasi warna, dan efisiensi energi semuanya ditentukan oleh kualitas dan efisiensi LED. 

Modul LED

Beberapa LED disusun pada satu papan dalam modul LED. Modul-modul ini merupakan layar LED (atau blok bangunan layar) dan dapat disesuaikan ukurannya serta dikustomisasi sesuai dengan ukuran layar yang digunakan. 

Panel Tampilan

Unit-unit yang dirakit disebut panel tampilan, dan panel-panel ini menampung modul LED. Panel-panel ini memberikan kerangka struktural dan casing pelindung untuk LED dan komponen elektronik lainnya yang menyertainya. Bahan-bahan panel menentukan cara layar diproduksi untuk ketahanan, pengelolaan panas, dan tujuan estetika. 

Bahan-bahan yang Digunakan dalam Pembuatan Layar LED

Bahan Semikonduktor dalam LED

Senyawa Berbasis Gallium

Kimia LED konvensional bergantung pada senyawa gallium seperti gallium arsenide (GaAs) dan gallium nitride (GaN). Dengan menggunakan GaN, LED biru dan putih dapat diproduksi, sedangkan GaAs digunakan untuk LED inframerah. Senyawa-senyawa ini juga memiliki sifat celah pita langsung yang memungkinkan emisi cahaya yang efisien. 

Oksida Indium, Gallium, dan Seng (IGZO)

Indium gallium zinc oxide (IGZO) adalah kaca semikonduktor kristalin anorganik. Material ini memiliki mobilitas elektron yang tinggi pada arus bocor yang rendah, sehingga cocok untuk transistor film tipis dalam teknologi tampilan. IGZO juga membantu meningkatkan resolusi tampilan dan mengurangi konsumsi daya, sehingga menghasilkan layar LED yang lebih efisien dan andal.

Bahan Substrat

Safir

Keunikan terletak pada fakta bahwa safir sangat umum digunakan karena sifatnya yang sangat keras dan stabil secara kimia. Safir juga menyediakan struktur pendukung yang stabil untuk lapisan epitaxial. Namun, konduktivitas termalnya relatif buruk, yang memengaruhi pendinginan panas pada perangkat LED. 

Karbida Silikon (SiC)

Konduktivitas termal yang sangat baik dari SiC membantu meningkatkan pendinginan panas pada perangkat LED. Selain itu, konstanta kisi lapisan epitaxial cocok dengan konstanta kisi gallium nitrida (GaN), sehingga menghasilkan kualitas lapisan yang lebih tinggi.

Silikon

Ukuran serangga memerlukan substrat yang efisien secara biaya pada tingkat ini yang secara luas digunakan dalam industri semikonduktor. Meskipun demikian, cacat pada lapisan epitaxial akibat ketidakcocokan kisi antara silikon dan GaN dapat menurunkan kinerja LED. 

Enkapsulasi dan Bahan Lensa

Resin Epoxy

Sebagian besar resin epoksi digunakan dalam proses pengkapselan LED karena memiliki daya rekat yang sangat baik dan transparansi yang lebih tinggi. Resin ini memberikan daya rekat yang baik terhadap chip LED dan komponen lainnya. 

Bahan Silikon

Pengemasan LED memerlukan bahan dengan tegangan rendah yang memiliki ketahanan UV dan ketahanan terhadap penuaan yang tinggi, yaitu bahan silikon. Resin silikon memiliki transmisi cahaya yang sebanding dengan intensitas cahaya dan efisiensi perangkat LED. 

Lensa Optik

Lensa optik terbuat dari plastik atau kaca berkualitas optik dan berfungsi untuk memfokuskan atau menyebarkan cahaya. Lilin dinding berperan penting dalam mengatur distribusi cahaya dan menciptakan efek visual yang diinginkan. 

Bahan Konduktif

Logam untuk Elektroda

Bahan konduktif sangat penting dalam pembuatan layar LED untuk kinerja listrik. Emas dan tembaga sering digunakan karena konduktivitasnya yang sangat baik, sebagai elektroda. Emas memiliki keandalan tinggi dalam lingkungan yang tidak stabil, tetapi tembaga lebih ekonomis. Namun, tembaga memiliki tingkat oksidasi yang lebih tinggi, yang dapat mengurangi umur pakainya dalam kondisi tertentu. 

Oksida Konduktif Transparan

Sangat penting pula adalah oksida konduktif transparan (TCO). Baik ITO maupun FTO banyak digunakan karena transparansi dan konduktivitasnya. Karena TCO ini memungkinkan emisi cahaya dan konduktivitas listrik secara bersamaan, elektroda transparan menjadi mungkin. 

Bahan Fosfor untuk Konversi Warna

Fosfor Yttrium Aluminium Garnet (YAG)

Namun, fosfor YAG sering digunakan dalam produksi LED putih. Cahaya biru dari chip LED diserap dan cahaya kuning dipancarkan. Cahaya biru yang tersisa dicampur dengan cahaya kuning akan menghasilkan cahaya putih. Jumlah fosfor YAG yang digunakan dapat diubah untuk mengubah suhu warna cahaya putih. 

Titik Kuantum

Nanokristal semikonduktor yang memancarkan cahaya saat diaktifkan disebut Quantum Dots. Mereka digunakan dalam layar LED untuk meningkatkan akurasi warna dan kecerahan. The Titik Kuantum Memancarkan cahaya merah dan hijau murni ketika cahaya biru dari chip LED merangsang mereka. Hasilnya adalah rentang warna yang lebih luas dan warna yang lebih hidup pada layar. 

Bahan Penghantar Panas

Bahan Antarmuka Termal (TIM)

Anda dapat menggunakan Bahan Antarmuka Termal (TIM) untuk mengisi celah mikroskopis antara komponen LED dan pendingin panas guna meningkatkan konduktivitas termal. Ada berbagai bentuk, seperti pasta, bantalan, atau pita. Pemilihan TIM yang sesuai akan memastikan transfer panas yang efektif untuk mencegah overheating dan kemungkinan kerusakan pada layar LED Anda.

Pendingin Panas

Heat sink dirancang untuk menyerap dan menyebarkan panas dari komponen LED. Aluminium, tembaga, dan beberapa bahan lain memiliki konduktivitas termal yang sangat baik. Heat sink meningkatkan luas permukaan LED, yang membantu mentransfer panas dari LED ke titik di mana suhu berada pada level optimal untuk penggunaan berkelanjutan dan memperpanjang umur pakai layar LED. 

Bahan Pelindung dan Struktur

Bahan Pengemas

Resin silikon dan epoxy merupakan bahan pengkapselan utama yang dapat digunakan untuk chip LED. Resin silikon memiliki stabilitas termal yang baik dan ketahanan terhadap kelembaban, sehingga cocok untuk LED berdaya tinggi. Jenis resin epoxy yang menawarkan daya rekat yang baik dan efisiensi biaya, sering digunakan dalam pencahayaan LED outdoor. 

Perumahan dan Kerangka

Anda dapat menggunakan paduan aluminium terutama untuk casing dan rangka karena sifatnya yang ringan dan unik. Paduan aluminium memberikan kerangka yang sangat baik untuk layar LED: aman dan estetis. Pemilihan bahan sangat penting untuk mencapai kinerja dan umur pakai maksimal layar LED. 

Bahan Perovskit

Karena sifat pemancar cahaya yang unggul dari bahan perovskit, Anda akan menemukan bahan ini menarik dan bermanfaat dalam pengembangan layar LED. Kemurnian warna dan efisiensi tinggi dari bahan-bahan ini memungkinkan penggunaannya dalam teknologi tampilan canggih. Solusi ini dapat diproses dan memungkinkan penggunaan metode produksi yang mudah dan murah. LED berbasis perovskit (PeLEDs) telah menarik perhatian para peneliti untuk meneliti aplikasinya dalam tampilan, sensor, dan pencahayaan. 

Bandgap yang dapat disesuaikan pada perovskit memungkinkan tampilan warna yang cerah dan kecerahan tinggi. Penelitian untuk meningkatkan stabilitas dan kinerja material perovskit serta mengaplikasikannya dalam aplikasi komersial masih terus dilakukan. 

Bahan Dua Dimensi

Bahan-bahan 2D baru, termasuk graphene dan TMDs, telah sepenuhnya mengubah proses manufaktur layar LED. Berkat sifat uniknya, layar yang ultra-tipis, fleksibel, dan efisien dapat diproduksi. Sebagai contoh, mikro LED berbasis bahan 2D telah dikembangkan yang mampu mencapai kepadatan piksel tinggi dan ukuran yang sangat kecil. Kemajuan ini memungkinkan produksi layar LED yang ringan, tahan lama, dengan kinerja dan pengalaman pengguna yang lebih baik. Hal ini menandai langkah yang sangat signifikan dalam inovasi layar dengan integrasi bahan 2D dan teknologi LED.

Pertanyaan yang Sering Diajukan 

Bagaimana bahan antarmuka termal dan heatsink berkontribusi terhadap umur panjang dan efisiensi layar LED?

Perangkat pengelola panas (pendingin panas, bahan antarmuka termal (TIM), pipa panas, dll.) sangat penting dalam tampilan LED. Transfer panas dapat ditingkatkan oleh TIM dengan mengisi celah-celah mikroskopis antara komponen. Sambungan LED sering beroperasi dalam lingkungan pendingin panas di mana panas diserap dan disebarkan dari sambungan LED. 

Bagaimana perbedaan MicroLED dengan LED tradisional dalam hal bahan dan kinerja?

MicroLED adalah LED berukuran mikro yang memancarkan cahaya secara langsung, sehingga tidak memerlukan lampu latar. Biasanya, MicroLED dibuat dari bahan inorganik seperti nitrida gallium (GaN), karena bahan-bahan ini memiliki kecerahan dan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan bahan organik yang digunakan dalam LED tradisional. Komposisi ini menghasilkan umur pakai yang lebih panjang dan mengurangi risiko burn-in pada layar.

Kesimpulan

Bagi para profesional di bidang elektronik dan teknologi tampilan, penting untuk memahami pendekatan apa yang diperlukan untuk memproduksi layar LED. Setiap komponen berperan dalam meningkatkan kinerja, efisiensi, dan keberlanjutan layar. Jika Anda mencari layar LED berkualitas tinggi, pertimbangkan Ivan memimpin. Hubungi kami sekarang Kami memiliki berbagai macam produk yang sesuai dengan kebutuhan Anda.