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LED在大尺度液晶显现面板中的运用

发布时间:2022-05-19 07:41:16 来源:米乐m6官网

  , Light Emitting Diode)的运用领域进行了巨幅的扩展,其间生长最快也最具潜力的商场是液晶显现屏(LCD)的背光运用,几年间白色供给背光,最近白色发光二极管更开端迈入需求更高功用和更长作业时间的膝上型显现屏背光运用,但是发光二极管在进入大尺度显现屏,如个人电脑显现屏与电视运用的路途上并未顺畅,因为除了更佳功用和更长作业时间外,大型液晶面板需求运用如红、绿、蓝(RGB)这类发光二极管来发明更丰厚的颜色规模,才干供给比运用CCFL背光更好的收购诱因。

  选用RGB发光二极管背光的首要考虑包含需求进行颜色混合、较差的功率以及发光二极管在拼装上的较高本钱,尽管商场上现已呈现许多面向这个运用领域规划的RGB发光二极管处理方案,但却没有一个可以真实满意客户的要求,因而,咱们需求新的封装方法来真实满意发光二极管背光商场。分立式发光二极管的封装因为体积较大,一起在颜色混合与温度管理上的处理上也较杂乱,因而无法替代CCFL处理方案,为了加快RGB 发光二极管背光在大尺度液晶显现屏与电视上运用,安华高科技(Avago Technologies)开发了如图1中的芯片直焊基板(COB, Chip-On-Board)封装RGB 发光二极管发光模块。

  传统的封装方法是将发光二极管芯片装置在基体上做为架构分立式发光二极管器材的载体,然后再把发光二极管器材组织在印刷电路板上来完结RGB 发光二极管光源的组合,其间较低功率器材选用FR4资料的一般印刷电路板,在高功率运用则选用金属内核印刷电路板(MCPCB, Metal Core PCB)来加强散热,传统的作法在需求较高光度输出密度时会面对约束,原因是分立式发光二极管基体与焊接点所需求的空间恰当大,一起发光二极管基体的规划方法一般也为在单一封装中规划多重芯片电路带来约束。

  新的作法是将发光二极管芯片直接装置在印刷电路板上,并在封装上运用MCPCB来获得最低热阻,MCPCB的典型结构是在铝质平板上方组织电路走线,并以一厚度恰当薄的隔离层分隔,这个隔离层有必要可以防止短路,但却献身了散热作用。因为传导途径较短,因而作业中发光二极管芯片所发生的热就可以高功率地经过MCPCB有用传导到散热片,请参阅图2。

  根据生产上的便利性,塑胶资料广泛运用在现在的发光二极管封装上,例如塑胶塑模反射罩就被用来将由发光二极管芯片所宣布的旁边面光反射到方针方向,而塑胶封装则可以用来维护芯片自身并构成光折射透镜,但塑胶在长时间露出于紫外光或高温下会开端劣化,其间泛黄效应更会形成反射器反射才能以及封装资料穿透性的劣化,因而经过一段时间今后,光度输出就会下降,这个劣化问题也就成为发光二极管背光进入大尺度显现运用的应战。一般电视与显现屏需求最少50000个小时的更长作业时间,移动电线个小时。

  COB封装运用金属反射器与硅树脂封装来处理劣化的问题,如图3,实践的信任度计量成果显现,在高温情况下作业7000小时后并没有劣化的预兆,图4则是COB封装在70℃高温下作业的劣化倾向曲线 选用硅树脂封装与金属反射器的COB封装结构

  现在液晶显现技能正与CRT、背投影和等离子显现屏竞逐较大尺度商场,CRT与背投影方法本钱较低,但等离子与液晶显现屏则在尺度上较薄,为了可以让发光二极管进入液晶显现背光商场,尺度就成为一个不可被疏忽的重要条件,而如安在现在液晶显现背光模块所运用的空间内更有用地将RGB光线输出加以混合就成为工程师面对的一项重要应战。

  COB封装方法让光源在与现有处理方案比较时显得恰当紧凑,请参阅图5,其间发光二极管芯片间的间隔大幅被缩小,一般发光二极管器材间的最小间隔为5mm,COB方法则可以将它下降到2mm,此外,因为不再需求基体,因而光源的厚度也可下降,经过这样的作法到达恰当薄的尺度。

  当发光二极管间隔缩小后,进行混色所需的区域巨细也一起得以减缩,请参阅图6。要到达由光源到导光板(LGP, Light Guide Plate)的高光耦合功率,COB封装中选用了反射器来发生所需的发光形式,透光孔是一个长型的正方形条状物体,装置在导光板旁边面,由发光二极管芯片所宣布的光可以在极小的丢失下传导到导光板,经过这样的强化动作可以将背光模块中所需的颜色混合区缩到最小。

  现在在大尺度液晶显现屏幕上业界一般仍是运用CCFL,因而在装置时不需回焊的程序,一起并面向不同尺度的显现屏供给各种不同长度的CCFL灯管,CCFL的亮度可以经过在背光模块中参加更多的灯管来进步,也就是说,整个装置程序是便利的即插即用方法,因而咱们有必要要可以将背光模块制造商由CCFL转换到发光二极管所添加的额定支付减到最低才干够让这项挑选变得更具吸引力。

  COB 发光二极管模块在规划时选用长条型,意图是可以依面板尺度和亮度要求采水平或笔直方法仓库组合,每个COB模块都具有用来进行电气衔接的规范衔接器,一起每个颜色信道都可以别离定址,带来高弹性的驱动电路规划,装置则可以运用M3螺丝,因而,可以革除发光二极管拼装程序中杂乱的回焊进程。

  咱们进行了点的计量来获得间隔边际10cm处背光模块的颜色均匀度,请参阅图9a,挨近光源边际的区域一般会有颜色均匀度的问题,原因是光的混合需求恰当的间隔,现在的处理方法是掩盖或躲藏这些混色区,掩盖或躲藏的区域越大,光的丢失就越高。在这项评价中,颜色均匀度在95%,请参阅图9b,亮度均匀度则超越85%,请参阅图9c,这项均匀度成果在有用区上应该可以承受。

  以上的成果基本上可以和CCFL的功用对抗,一起封装到背光模块的组合也不需求任何特别的设备,COB封装可以运用螺丝装置,而电气衔接则经过一个即插即用衔接器达到,因而这个处理方案的本钱较低,可以直接组织在现有的CCFL背光模块中,不需背光模块产品规划上以及拼装流程的大幅修正。

  此外,即插即用的功用也让COB封装背光模块的拼装程序与CCFL相似,因而咱们可以说COB封装是帮忙RGB 发光二极管满意大尺度液晶显现背光商场需求的抱负处理方案。(称谢:作者在此对Alan Ng Yean Loon在显现特性成果上的帮忙以及Oon Siang Ling与Pang Siew It共享温度剖析的成果表明称谢。)