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RGB封裝技術不斷精進,隨著LED封裝元件體積越來越小,顯示屏間距也不斷縮小,加上驅動IC與後段系統技術的改良,帶動顯示屏的解析度與色彩表現越來越好。RGB封裝尺寸不斷縮小,RGB LED封裝規格0505(0.5mm x 0.5mm)、0606、1010等規格紛紛問世,LED封裝元件體積的縮小,加上廠商不斷改良驅動IC與控制系統,顯示屏無論在解析度或是色彩表現上都越來越好。
一般來說,封裝的功能在於提供晶片足夠的保護,防止晶片在空氣中長期暴露或機械損傷而失效,以提高晶片的穩定性;對於LED封裝,還需要具有良好光取出效率和良好的散熱性,好的封裝可以讓LED具備更好的發光效率和散熱環境,進而提升LED的壽命。
封裝是白光 LED製備的關鍵環節:半導體材料的發光機理決定了單一的LED晶片無法發出連續光譜的白光,因此工藝上必須混合兩種以上互補色的光而形成白光,目前實現白光LED的方法主要有三種:藍光LED+YAG黃色熒光粉,RGB三色LED,紫外LED+多色熒光粉,而白光LED的實現都是在封裝環節。良好的工藝精度控制以及好的材料、裝置是白光LED器件一致性的保證。
LED的核心發光部分是由p型和n型半導體構成的pn結管芯,當注入pn結的少數載流子與多數載流子複合時,就會發出可見光,紫外光或近紅外光。但pn結區發出的光子是非定向的,即向各個方向發射有相同的機率,因此,並不是管芯產生的所有光都可以釋放出來,這主要取決於半導體材料質量、管芯結構及幾何形狀、封裝內部結構與包封材料,應用要求提高LED的內、外部量子效率。常規Φ5mm型LED封裝是將邊長0.25mm的正方形管芯粘結或燒結在引線架上,管芯的正極透過球形接觸點與金絲,鍵合為內引線與一條管腳相連,負極透過反射杯和引線架的另一管腳相連,然後其頂部用環氧樹脂包封。反射杯的作用是收集管芯側面、介面發出的光,向期望的方向角內發射。頂部包封的環氧樹脂做成一定形狀,有這樣幾種作用:保護管芯等不受外界侵蝕;採用不同的形狀和材料性質(摻或不摻散色劑),起透鏡或漫射透鏡功能,控制光的發散角;管芯折射率與空氣折射率相差太大,致使管芯內部的全反射臨界角很小,其有源層產生的光只有小部分被取出,大部分易在管芯內部經多次反射而被吸收,易發生全反射導致過多光損失,選用相應折射率的環氧樹脂作過渡,提高管芯的光出射效率。用作構成管殼的環氧樹脂須具有耐溼性,絕緣性,機械強度,對管芯發出光的折射率和透射率高。選擇不同折射率的封裝材料,封裝幾何形狀對光子逸出效率的影響是不同的,發光強度的角分佈也與管芯結構、光輸出方式、封裝透鏡所用材質和形狀有關。若採用尖形樹脂透鏡,可使光集中到LED的軸線方向,相應的視角較小;如果頂部的樹脂透鏡為圓形或平面型,其相應視角將增大。
一般情況下,LED的發光波長隨溫度變化為0.2-0.3nm/℃,光譜寬度隨之增加,影響顏色鮮豔度。另外,當正向電流流經pn結,發熱性損耗使結區產生溫升,在室溫附近,溫度每升高1℃,LED的發光強度會相應地減少1%左右,封裝散熱;時保持色純度與發光強度非常重要,以往多采用減少其驅動電流的辦法,降低結溫,多數LED的驅動電流限制在20mA左右。但是,LED的光輸出會隨電流的增大而增加,很多功率型LED的驅動電流可以達到70mA、100mA甚至1A級,需要改進封裝結構,全新的LED封裝設計理念和低熱阻封裝結構及技術,改善熱特性。例如,採用大面積晶片倒裝結構,選用導熱效能好的銀膠,增大金屬支架的表面積,焊料凸點的矽載體直接裝在熱沉上等方法。此外,在應用設計中,PCB線路板等的熱設計、導熱效能也十分重要。
結構型別有引腳式封裝、表面貼裝封裝、COB型封裝、功率型封裝
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RGB Led指的是:
白光LED 與 RGB LED 兩者殊途同歸,都是希望達到白光的效果, 只不過一個是直接以白光呈現,另一個則是以紅綠藍三色混光而成。RGB燈是以三原色共同交整合像,此外,也有藍光LED配合黃色熒光 粉,以及紫外LED配合RGB熒光粉,整體來說,這兩種都有其成像原理。某些LED背光板出現的顏色特別清楚而鮮豔,甚至有高畫質電視的程度,這種情形,正是RGB的特色,標榜紅就是紅、 綠就是綠、藍就是藍的特性,在光的混色上,具備更多元的特性。