В современном мире можно увидеть Светодиодные экраны в большинстве современных дисплеев, таких как микрофоны, смартфоны и т. д. Профессионалы в области электроники и дисплейных технологий должны знать, какие материалы были использованы при производстве. Необходимо понимать некоторые основные характеристики светодиодных экранов, которые определяют их производительность и эффективность.
Содержание
Основные компоненты светодиодных экранов
Специалисты в области производства электроники и дисплейных технологий должны хорошо разбираться в основных компонентах светодиодных экранов. Ниже приведены основные компоненты:
Светоизлучающие диоды (LED)
Основными источниками света в светодиодных экранах являются светодиоды. Когда через них проходит электрический ток, они излучают свет, и вы видите цвета на дисплее. Яркость экрана, точность цветопередачи и энергоэффективность зависят от качества и эффективности светодиодов.
Светодиодные модули
Несколько светодиодов размещены на одной плате в светодиодных модулях. Эти модули представляют собой светодиодный экран (или строительные блоки экрана) и могут масштабироваться, а также настраиваться в зависимости от размера дисплея, в котором они используются.
Дисплейные панели
Собранные блоки называются дисплейными панелями, в которых размещаются светодиодные модули. Они служат структурной основой и защитным кожухом для светодиодов и другой электроники, входящей в комплект. Материалы, из которых изготовлена панель, определяют, как будет изготовлен экран с точки зрения прочности, теплоотвода и эстетических характеристик.
Материалы, используемые в производстве светодиодных экранов
Полупроводниковые материалы в светодиодах
Соединения на основе галлия
Типичная химия светодиодов основана на соединениях галлия, таких как арсенид галлия (GaAs) и нитрид галлия (GaN). С помощью GaN можно производить синие и белые светодиоды, а GaAs используется для инфракрасных светодиодов. Они также обладают свойствами прямой запрещенной зоны, что обеспечивает эффективное излучение света.
Оксид индия, галлия и цинка (IGZO)
Оксид индия, галлия и цинка (IGZO) — это неорганическое кристаллическое полупроводниковое стекло. Оно обеспечивает высокую подвижность электронов при низком токе утечки, что подходит для тонкопленочных транзисторов, используемых в технологиях дисплеев. IGZO также помогает улучшить разрешение дисплея и снизить энергопотребление, что делает светодиодные экраны более эффективными и надежными.
Материалы подложки
Сапфир
Уникальность заключается в том, что сапфир так широко используется, поскольку он очень твердый и химически стабилен. Он также обеспечивает стабильную опорную структуру, которая поддерживает эпитаксиальный слой. Тем не менее, его теплопроводность довольно низкая, что влияет на отвод тепла в светодиодных устройствах.
Карбид кремния (SiC)
Отличная теплопроводность SiC способствует улучшению теплоотвода в светодиодных устройствах. Кроме того, постоянная решетки эпитаксиального слоя подходит для нитрида галлия (GaN), что обеспечивает более высокое качество слоя.
Кремний
Размер насекомых требует экономичного субстрата такого уровня, который широко используется в полупроводниковой промышленности. Однако дефекты в эпитаксиальном слое, вызванные несовпадением решеток кремния и GaN, могут ухудшить характеристики светодиодов.
Материалы для инкапсуляции и линз
Эпоксидные смолы
В основном для герметизации светодиодов используются эпоксидные смолы из-за их отличной адгезии и большей прозрачности. Они обеспечивают хорошую адгезию к светодиодной микросхеме и другим компонентам.
Силиконовые материалы
Для герметизации светодиодов требуется материал с низким уровнем напряжения, высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и старению, которым являются силиконовые материалы. Силиконовая смола обладает светопропусканием, пропорциональным световой интенсивности и эффективности светодиодных устройств.
Оптические линзы
Оптические линзы изготовлены из пластика или стекла оптического качества и фокусируют или рассеивают свет. Настенные свечи важны для регулирования распределения света и создания желаемого визуального эффекта.
Проводящие материалы
Металлы для электродов
Проводящие материалы играют важную роль в производстве светодиодных экранов с точки зрения электрических характеристик. Золото и медь часто используются в качестве электродов благодаря своей превосходной проводимости. Золото обеспечивает высокую надежность в нестабильных условиях, но медь является более экономичным материалом. Однако медь имеет более высокий уровень окисления, что сокращает ее срок службы в определенных условиях.
Прозрачные проводящие оксиды
Также важную роль играют прозрачные проводящие оксиды (TCO). ITO и FTO широко используются благодаря своей прозрачности и проводимости. Поскольку эти TCO одновременно пропускают свет и проводят электричество, становится возможным создание прозрачных электродов.
Фосфорные материалы для преобразования цвета
Фосфоры из иттрий-алюминиевого граната (YAG)
Однако люминофоры YAG часто используются в производстве белых светодиодов. Синий свет от светодиодного чипа поглощается, и излучается желтый свет. Оставшийся синий свет, смешанный с желтым, создает белый свет. Количество используемого люминофора YAG можно варьировать, чтобы изменить цветовую температуру белого света.
Квантовые точки
Нанокристаллы полупроводников, которые излучают свет при возбуждении, называются квантовыми точками. Они используются в светодиодных экранах для улучшения точности цветопередачи и яркости. Квантовые точки излучают чистый красный и зеленый свет, когда их возбуждает синий свет от светодиодного чипа. Результатом является расширенная гамма и более яркие цвета на дисплее.
Материалы для отвода тепла
Теплопроводящие материалы (TIM)
Вы можете использовать термоинтерфейсные материалы (TIM) для заполнения микроскопических зазоров между компонентами светодиодов и радиаторами, чтобы увеличить теплопроводность. Существует множество форм, таких как пасты, прокладки или ленты. Выбор подходящего TIM обеспечивает эффективную теплопередачу, что позволяет избежать перегрева и возможного повреждения светодиодного экрана.
Радиаторы
Радиаторы предназначены для поглощения и рассеивания тепла светодиодных компонентов. Алюминий, медь и некоторые другие материалы обладают очень хорошей теплопроводностью. Радиаторы увеличивают площадь поверхности светодиода, что помогает отводить тепло от светодиода до точки, где температура находится на оптимальном уровне для продолжения использования, и продлевает срок службы светодиодного дисплея.
Защитные и конструкционные материалы
Материалы для инкапсуляции
Силикон и эпоксидные смолы являются основными материалами для герметизации светодиодных чипов. Силикон обладает хорошей термостойкостью и влагостойкостью, что делает его подходящим для мощных светодиодов. Один из видов эпоксидной смолы, обладающий хорошей адгезией и экономичностью, широко используется в наружном светодиодном освещении.
Корпуса и рамы
Алюминиевые сплавы можно использовать в основном для корпусов и рам благодаря их легкости и уникальным свойствам. Они обеспечивают отличную основу для светодиодных дисплеев: надежную и эстетически привлекательную. Выбор материала имеет первостепенное значение для достижения максимальной производительности и срока службы светодиодных экранов.
Перовскитные материалы
Благодаря превосходным светоизлучающим свойствам перовскитных материалов, они будут интересны и полезны при разработке светодиодных экранов. Высокая чистота цвета и эффективность таких материалов позволяют использовать их в передовых технологиях отображения. Эти решения поддаются обработке и позволяют использовать их простыми и дешевыми методами производства. Светодиоды на основе перовскита (PeLED) привлекли внимание исследователей, которые изучают их применение в дисплеях, датчиках и освещении.
Настраиваемый запрещенный интервал перовскитов позволяет отображать яркие цвета и высокую яркость. Исследования по улучшению стабильности и характеристик перовскитных материалов и их применению в коммерческих целях продолжаются.
Двумерные материалы
Новые 2D-материалы, в том числе графен и TMD, полностью изменили производство светодиодных экранов. Благодаря их уникальным свойствам можно изготавливать ультратонкие, гибкие и эффективные дисплеи. Например, были разработаны микро-светодиоды на основе 2D-материалов, которые могут достигать высокой плотности пикселей и небольших размеров. Таким образом, эти достижения позволяют производить легкие и прочные светодиодные экраны с лучшей производительностью и пользовательским опытом. Это знаменует собой очень важный шаг в инновациях в области дисплеев благодаря объединению 2D-материалов с технологией светодиодов.
Часто задаваемые вопросы
Как теплопроводящие материалы и радиаторы способствуют долговечности и эффективности светодиодных дисплеев?
Оборудование для управления тепловым режимом (радиаторы, теплопроводящие материалы (TIM), тепловые трубки и т. д.) играет важную роль в светодиодных дисплеях. TIM могут улучшить теплопередачу, заполняя микроскопические зазоры между компонентами. Светодиодный переход часто работает в радиаторной среде, где тепло поглощается и рассеивается от светодиодного перехода.
Чем MicroLED отличаются от традиционных светодиодов с точки зрения материалов и характеристик?
MicroLED — это микроскопические светодиоды, которые излучают свет напрямую, поэтому не требуют подсветки. Обычно они изготавливаются из неорганических материалов, таких как нитрид галлия (GaN), поскольку такие материалы обладают более высокой яркостью и эффективностью, чем органические материалы, используемые в традиционных светодиодах. Результатом такого состава является более длительный срок службы и уменьшение выгорания экрана.
Заключение
Для профессионалов в области электроники и дисплейных технологий важно понимать, какой подход необходим для производства светодиодных экранов. Каждая деталь играет свою роль в обеспечении производительности, эффективности и долговечности экрана. Если вы ищете светодиодный экран высокого качества, обратите внимание на Иванлед. Свяжитесь с нами сейчас поскольку у нас есть широкий ассортимент продуктов, которые удовлетворят ваши потребности.
