Зовнішні світлодіодні дисплеї, з їх перевагами енергозбереження, екологічності та тривалого терміну служби, показали широкі перспективи розвитку в сучасній сфері дисплеїв. Однак, будучи зовнішнім обладнанням, світлодіодні дисплеї неминуче стикаються з різними екологічними проблемами, серед яких високі температури мають особливо значний вплив на їх продуктивність і термін служби.
I. Високі температури призводять до повного пошкодження світлодіодних дисплеїв
Коли робоча температура перевищує-ліміт навантаження світлодіодного чіпа, виникає ряд серйозних проблем:
1. Різке зниження світлової ефективності: коли робоча температура світлодіодного дисплея перевищить номінальне навантаження-температуру мікросхеми, його світлова ефективність швидко зменшиться, спричиняючи значне ослаблення світла, а в серйозних випадках навіть незворотне пошкодження. Це пошкодження є незворотним і безпосередньо вплине на нормальне використання дисплея.
2. Дегенерація та несправність матеріалів для інкапсуляції: більшість світлодіодних дисплеїв використовують прозору епоксидну смолу для інкапсуляції. Коли температура з’єднання перевищує температуру-фазового переходу твердої фази (зазвичай 125 градусів), матеріал інкапсуляції зазнає фазового переходу, змінюючи твердий стан на гумовий, і коефіцієнт теплового розширення різко зростає. Ця зміна призведе до деформації структури інкапсуляції, що призведе до серйозних несправностей, таких як коротке замикання, що зрештою призведе до повного пошкодження дисплея.
II. Високі температури значно скорочують термін служби світлодіодного дисплея
Тривалість життя світлодіодного дисплея зазвичай вимірюється його характеристиками ослаблення світла, тобто яскравість поступово зменшується з часом, поки він врешті-решт не вимкнеться. Промисловість зазвичай визначає термін служби світлодіодного дисплея як час, який потрібен, щоб його світловий потік зменшився на 30%.
Основними причинами згасання світла, викликаного високими температурами, є:
1. Дифузія дефектів матеріалу мікросхеми: під високими температурами крихітні дефекти матеріалу світлодіодної мікросхеми швидко дифундують і відтворюються, зрештою проникаючи в світло-область випромінювання та утворюючи численні-центри не{2}}випромінювальної рекомбінації, суттєво знижуючи світлову ефективність світлодіодного дисплея. Одночасно високі температури прискорюють дифузію домішок в інтерфейсі та друкованій платі, ще більше загострюючи процес розпаду світла.
2. Погіршення характеристик капсуляційного матеріалу: прозора епоксидна смола піддається денатурації та жовтіє під дією високих температур, що серйозно впливає на її пропускну здатність світла. Чим вища робоча температура, тим швидший процес деградації, що є значним фактором, що сприяє згасанню світла світлодіодного дисплея.
3. Погіршення характеристик люмінофора: люмінофор демонструє значне затухання світла під впливом високих температур, що також є однією з головних причин загального загасання світла зовнішніх світлодіодних дисплеїв.
Варто зазначити, що світлодіодні дисплеї різних марок демонструють різні характеристики загасання світла через відмінності у виборі матеріалів і виробничих процесах. Виробники світлодіодних дисплеїв надають стандартні криві загасання світла для довідки. Важливо підкреслити, що ослаблення світлового потоку світлодіодних дисплеїв, викликане високими температурами, є незворотним; світловий потік до цього необоротного згасання називається «початковим світловим потоком» світлодіодного дисплея.
III. Високі температури знижують світлодіодний дисплей
Високі температури знижують світлову ефективність світлодіодних дисплеїв кількома способами:
1. Зменшення рухливості електронів: зі збільшенням температури концентрація електронів і дірок збільшується, ширина забороненої зони зменшується, а рухливість електронів відповідно зменшується, що безпосередньо впливає на провідність і світлову ефективність світлодіода.
2. Знижена внутрішня квантова ефективність: підвищена температура зменшує ймовірність рекомбінації електронів-дірок у потенційній ямі, збільшуючи ймовірність не-випромінювальної рекомбінації (утворення тепла), тим самим зменшуючи внутрішню квантову ефективність світлодіодного дисплея.
3. Зменшення відповідності довжини хвилі: підвищення температури призводить до того, що пік синього світла чіпа зміщується в бік довших хвиль, що призводить до невідповідності між довжиною хвилі випромінювання чіпа та довжиною хвилі збудження люмінофора, що знижує ефективність вилучення зовнішнього світла білого світлодіодного дисплея.
4. Знижена квантова ефективність люмінофорів: за високих температур квантова ефективність люмінофорів значно знижується, що призводить до зниження інтенсивності світла та зниження ефективності відведення зовнішнього світла панелями світлодіодних дисплеїв.
5. Зміни в характеристиках інкапсуляційного матеріалу: на характеристики силікону значно впливає температура навколишнього середовища. З підвищенням температури внутрішня термічна напруга силікону зростає, а показник заломлення зменшується, що ще більше впливає на світловіддачу світлодіодного дисплея.
IV. Висока температура впливає на довжину хвилі світлодіодного дисплея (колір): характеристики довжини хвилі світлодіодних дисплеїв зазвичай поділяються на пікову довжину хвилі та домінуючу довжину хвилі. Пікова довжина хвилі — це довжина хвилі з найвищою інтенсивністю світла, тоді як домінуюча довжина хвилі визначається координатами кольоровості X і Y і відображає колір, який сприймає людське око.
Механізм впливу високої температури на довжину хвилі: ширина забороненої зони люмінесцентного матеріалу світлодіодного дисплея безпосередньо визначає його довжину хвилі або колірні характеристики. З підвищенням температури ширина забороненої зони матеріалу зменшується, що призводить до довшої довжини хвилі випромінювання та явища червоного зміщення кольору. Ця зміна довжини хвилі безпосередньо спричиняє зміну кольору світлодіодного дисплея, що сприймається людським оком, впливаючи на послідовність і точність ефекту відображення.
V. Обмеження високих температур. Максимальний струм інжекції світлодіодних дисплеїв: на додаток до вищезазначених ефектів, середовища з високою-температурою також обмежують максимальний струм інжекції світлодіодних дисплеїв. Щоб забезпечити безпечну роботу світлодіодних чіпів, струм приводу необхідно регулювати відповідно до фактичної робочої температури. Це певною мірою обмежує діапазон регулювання яскравості та динамічні характеристики екрана світлодіодного дисплея.
Як показує наведений вище аналіз, середовища з високою-температурою мають багатогранний і серйозний вплив на зовнішні світлодіодні дисплеї, впливаючи на ключові показники ефективності, такі як термін служби, ефективність освітлення, ефект відображення та надійність. Тому для зовнішніх світлодіодних дисплеїв розумний контроль температури є не лише основною вимогою для забезпечення нормальної роботи, але й ключовим фактором продовження терміну служби та покращення якості дисплея.
У практичних застосуваннях слід повністю враховувати температуру робочого середовища екрана світлодіодного дисплея та вживати ефективних заходів щодо розсіювання тепла, наприклад оптимізувати конструкцію конструкції розсіювання тепла, використовувати високо-матеріали розсіювання тепла та оснастити його інтелектуальною системою контролю температури. Це гарантує, що світлодіодний екран може працювати стабільно та надійно в різних умовах навколишнього середовища, забезпечуючи користувачам чудові ефекти відображення.
