No mundo de hoje, você pode ver Telas de LED na maioria dos monitores modernos, como microfones, smartphones etc. Os profissionais de eletrônica e tecnologia de telas devem saber que tipos de materiais foram usados na fabricação. É preciso entender alguns dos principais recursos das telas de LED que são responsáveis por seu desempenho e eficiência.
Índice
Componentes principais das telas de LED
Os profissionais da fabricação de produtos eletrônicos e da tecnologia de monitores precisam ter uma compreensão dos principais componentes das telas de LED. Você pode encontrar os principais componentes abaixo:
Diodos emissores de luz (LEDs)
As fontes de luz mais fundamentais nas telas de LED são os LEDs. Quando uma corrente elétrica passa por eles, eles emitem luz e, portanto, você vê as cores na tela. O brilho da tela, a precisão das cores e a eficiência energética são determinados pela qualidade e eficiência dos LEDs.
Módulos de LED
Vários LEDs são dispostos em uma placa em módulos de LED. Esses módulos são a tela de LED (ou blocos de construção de tela) e podem ser dimensionados e personalizados com base no tamanho da tela em que são usados.
Painéis de exibição
As unidades montadas são chamadas de painéis de tela e abrigam módulos de LED. Eles fornecem a estrutura e o invólucro de proteção para os LEDs e outros componentes eletrônicos que os acompanham. Os materiais do painel determinam como a tela é fabricada para fins de durabilidade, aquecimento e estética.
Materiais usados na fabricação de telas de LED
Materiais semicondutores em LEDs
Compostos à base de gálio
A química típica dos LEDs depende de compostos de gálio, como o arseneto de gálio (GaAs) e o nitreto de gálio (GaN). Com o GaN, é possível produzir LEDs azuis e brancos, enquanto o GaAs é usado para LEDs infravermelhos. Eles também têm propriedades de bandgap direto que permitem a emissão eficiente de luz.
Óxido de índio, gálio e zinco (IGZO)
O óxido de índio, gálio e zinco (IGZO) é um vidro semicondutor inorgânico cristalino. Ele proporciona uma alta mobilidade de elétrons com baixa corrente de fuga, o que é adequado para transistores de filme fino para tecnologias de exibição. O IGZO também ajuda a melhorar a resolução da tela e a reduzir o consumo de energia para telas de LED mais eficientes e confiáveis.
Materiais de substrato
Safira
A singularidade está no fato de que a safira é tão comumente usada por ser tão dura e quimicamente estável. Ela também fornece uma estrutura de suporte estável que sustenta a camada epitaxial. No entanto, sua condutividade térmica é bastante ruim, o que afeta a dissipação de calor nos dispositivos de LED.
Carbeto de silício (SiC)
A excelente condutividade térmica do SiC ajuda a melhorar a dissipação de calor em dispositivos LED. Além disso, a constante de rede da camada epitaxial é adequada à do nitreto de gálio (GaN), resultando em uma qualidade de camada mais alta.
Silício
O tamanho do inseto requer um substrato econômico desse nível que é amplamente utilizado no setor de semicondutores. No entanto, os defeitos na camada epitaxial devido à incompatibilidade de treliça entre o silício e o GaN podem prejudicar o desempenho do LED.
Materiais de encapsulamento e lentes
Resinas epóxi
Em sua maioria, as resinas epóxi são usadas no encapsulamento do LED devido à sua excelente adesão e maior transparência. Elas proporcionam boa adesão ao chip de LED e a outros componentes.
Materiais de silicone
O encapsulamento do LED requer materiais de baixo estresse com alta resistência a UV e ao envelhecimento, que são materiais de silicone. A resina de silicone tem transmitância de luz proporcional à intensidade luminosa e à eficiência dos dispositivos de LED.
Lentes ópticas
As lentes ópticas são feitas de plástico ou vidro de grau óptico e focalizam ou espalham a luz. As velas de parede são importantes para regular a distribuição da luz e produzir o efeito visual desejado.
Materiais condutores
Metais para eletrodos
Os materiais condutores são importantes na fabricação de telas de LED para o desempenho elétrico. O ouro e o cobre são frequentemente usados como eletrodos por sua excelente condutividade. O ouro é altamente confiável em ambientes instáveis, mas o cobre é econômico. Entretanto, o cobre tem um nível de oxidação mais alto, o que reduz sua vida útil em determinadas condições.
Óxidos condutores transparentes
Os óxidos condutores transparentes (TCOs) também são vitais. Tanto o ITO quanto o FTO são amplamente utilizados devido à sua transparência e condutividade. Como esses TCOs permitem a emissão de luz e a condutividade elétrica simultaneamente, os eletrodos transparentes se tornam possíveis.
Materiais de fósforo para conversão de cores
Fósforos de granada de ítrio e alumínio (YAG)
Entretanto, os fósforos YAG são frequentemente empregados na produção de LEDs brancos. A luz azul do chip de LED é absorvida e a luz amarela é emitida. A luz azul restante misturada com a amarela criará a luz branca. A quantidade de fósforo YAG usada pode ser variada para alterar a temperatura da cor da luz branca.
Pontos Quânticos
Os nanocristais semicondutores que emitem luz quando excitados são chamados de Quantum Dots. Eles são usados em telas de LED para melhorar a precisão das cores e o brilho. Os Pontos Quânticos emitem luz vermelha e verde pura quando a luz azul do chip de LED os excita. O resultado é uma gama ampliada e cores mais vivas na tela.
Materiais de dissipação de calor
Materiais de interface térmica (TIMs)
Você pode usar os materiais de interface térmica (TIMs) para preencher as lacunas microscópicas entre os componentes do LED e os dissipadores de calor para aumentar condutividade térmica. Há muitas formas, como pastas, almofadas ou fitas. A seleção do TIM adequado resulta em uma transferência de calor eficaz para evitar superaquecimento e possíveis danos à sua tela de LED.
Dissipadores de calor
Os dissipadores de calor são projetados para absorver e dissipar o calor dos componentes do LED. O alumínio, o cobre e alguns outros materiais são muito bons em termos de condutividade térmica. Os dissipadores de calor aumentam a área da superfície do LED, o que ajuda a transferir o calor para longe do LED até o ponto em que a temperatura esteja no nível ideal para uso contínuo e a vida útil do display de LED seja prolongada.
Materiais estruturais e de proteção
Materiais de encapsulamento
O silicone e as resinas epóxi são os principais materiais de encapsulamento que podem ser usados para os chips de LED. O silicone tem boa estabilidade térmica e resistência à umidade para LEDs de alta potência. Um tipo de resina epóxi que oferece boa adesão e boa economia é comumente usado em iluminação LED externa.
Carcaça e estruturas
As ligas de alumínio podem ser usadas principalmente para carcaças e estruturas, devido às suas propriedades leves e exclusivas. Elas fornecem uma excelente estrutura para telas de LED: segura e esteticamente agradável. A seleção do material é de extrema importância para obter o máximo de desempenho e vida útil das telas de LED.
Materiais de perovskita
Devido às excelentes propriedades de emissão de luz dos materiais de perovskita, você os achará interessantes e úteis no desenvolvimento de telas de LED. A alta pureza de cor e a eficiência desses materiais permitem que eles sejam usados em tecnologias avançadas de telas. Essas soluções são processáveis e permitem que você use métodos de produção fáceis e baratos. Os LEDs baseados em perovskita (PeLEDs) chamaram a atenção dos pesquisadores para examinar suas aplicações em telas, sensores e iluminação.
O bandgap ajustável das perovskitas permite a exibição de cores vivas e alto brilho. O estudo para melhorar a estabilidade e o desempenho dos materiais de perovskita e colocá-los em aplicações comerciais é uma pesquisa em andamento.
Materiais bidimensionais
Os novos materiais 2D, incluindo grafeno e TMDs, mudaram completamente a fabricação de telas de LED. Devido às suas propriedades exclusivas, é possível fabricar telas ultrafinas, flexíveis e eficientes. Por exemplo, foram desenvolvidos micro LEDs baseados em materiais 2D que podem atingir alta densidade de pixels e tamanhos pequenos. Assim, esses avanços permitem a fabricação de telas de LED leves e duráveis com melhor desempenho e experiência do usuário. Isso marca uma etapa muito significativa na inovação de telas com o empacotamento de materiais 2D com tecnologia LED.
Perguntas frequentes
Como os materiais de interface térmica e os dissipadores de calor contribuem para a longevidade e a eficiência dos displays de LED?
Os equipamentos de gerenciamento de calor (dissipadores de calor, materiais de interface térmica (TIMs), tubos de calor, etc.) são importantes em telas de LED. A transferência de calor pode ser aprimorada pelos TIMs, preenchendo as lacunas microscópicas entre os componentes. A junção do LED geralmente está operando no ambiente do dissipador de calor, onde o calor é absorvido e disperso da junção do LED.
Como os MicroLEDs diferem dos LEDs tradicionais em termos de materiais e desempenho?
Os MicroLEDs são LEDs microscópicos que emitem sua luz diretamente, portanto, não é necessária luz de fundo. Normalmente, eles são fabricados com materiais inorgânicos, como o nitreto de gálio (GaN), pois esses materiais têm maior brilho e eficiência do que os materiais orgânicos usados nos LEDs tradicionais. Os resultados dessa composição significam uma vida útil mais longa e menos desgaste da tela.
Conclusão
Para os profissionais de eletrônica e tecnologia de telas, é importante entender qual é a abordagem necessária para fabricar telas de LED. Cada peça desempenha um papel importante no desempenho, na eficiência e na sustentabilidade da tela. Se estiver procurando uma tela de LED de alta qualidade, considere Ivanled. Entre em contato conosco agora pois temos uma ampla gama de produtos para atender às suas necessidades.
