Osram Opto:光學設計和黑體封裝LED的潛力發展

歐司朗光電半導體 (Osram Opto) 的 LED 中國區可見光LED市場經理梁澤春表示:「歐司朗的優異光學設計和光對比技術有朝一日可能會成為次世代LED科技中的重要角色。」

梁澤春在2016年9月30日LEDinside於台北舉行的LEDforum 2016上提及光學設計的重要性,他強調,光學設計在數個方面都扮演相當重要的角色。

歐司朗光電半導體 (Osram Opto) 的 LED 中國區可見光LED市場經理梁澤春在2016年9月30日LEDinside於台北舉行的LEDforum 2016上提及光學設計的重要性,他強調,光學設計在數個方面都扮演相當重要的角色。(所有圖片來源:LEDinside)

要改變肉眼所見的效果,光學設計的關鍵在於光的分配,另一個核心技術則是消除反射的光線。在戶外自然光線或者環境光狀態下,人眼也會接收到反射光線,這也是顯示屏廠商強調戶外用的LED大屏亮度要求超過5,000nit甚至7000nit的原因。

然而,藉由過濾屏幕上的反射光線來消除干擾光線其實相當困難。這時光學設計就能派上用場,在各種裝置應用上,利用直接導引光線到所需角度的方式,降低光輸出的耗損以及反射光所造成的衝擊。

舉例而言, LED也許就能藉由微型透鏡和光學設計幫助修正一些顯示的問題。

梁澤春也說明,歐司朗的橢圓光學設計(Oval Optic designs) 能夠有效克服這個問題,且不需要在SMD LED上增加二次光學。

他表示:「主要原因在於水平角度需要達到120度,但是實際應用上不需要達到相同120度的垂直角度,也表示在光學上會造成浪費。」

藉由橢圓光學設計,例如Displix 光學設計封裝,將水平角度控制在110度以內,垂直角度則為60度,將光線收聚到特定區域並且減少光輸出耗費。在搭配垂直60度、水平110度的情況下,使用oval光學設計的紅光的誤差範圍不管在水平或者垂直方向上都很低,且保持其穩定性和一致性。
 

 

他指出,對不同顯示應用,應該調整使用相異的透鏡角度,舉例而言,公路上常見的道路信息顯示 需要較小的30度透鏡角度,但是公交車車體信息等顯示則需要較寬的60度透鏡角度,公交站牌及商業廣告屏則需要120度的視角。

梁澤春經理解釋:「基本上,在表貼器件上加透鏡,影響光分佈的參數共有11個;而光學設計的成果也受製造過程之精準度和透鏡配置所影響」,但並未在會中詳細說明各參數。

黑體光照對比技術應用將納入次世代LEDs的未來藍圖中 ?

針對這項新科技趨勢,歐司朗也在研發黑體LED中,藉由LED的深色基板可以將反射周圍光的區域減至最少並提高光照對比等特性,達到改善顯示屏的光色對比和增加可讀性的效果。

這項技術可應用於LED室內小間距和LED戶外大屏幕。其吸收漫射光、降低反射太陽直射光的優點能提供顯示屏高對比度度和良好的視覺色彩一致性,改善圖像、影片的播放效果。

舉例來說,同時將iPhone 6 和iPhone 5 置於陽光下,採用近似黑體SMD LED低反射顯示技術的iPhone 6,比起採用傳統顯示技術的對照機,更能提供較佳的影像分辨率和顯示效果,這就是黑體SMD LED的差異。

相較之下,傳統顯示技術若非在日光下光強度不足,就是其強光在夜晚會造成光害。當電源關閉時,顯示屏也顯得斑斑駁駁,播放圖像影片的時候畫質也不盡人意。

此項黑體背光概念可應用於不需反射杯的LED上並製作成白光LED,將白光LED縮小至6微米即等同於一顆LED的大小了。

LED適用於室內大、中、小顯示屏;而黑體LED則適用時較大型顯示光源和顯示屏。

梁經理表示,身為全球LED照明科技先驅,歐司朗在1999年推出三原色合一LED顯示應用;在2008 就推出當時最小體積的封裝R.G,B 三合一LED。

然而,未來可能在1010和0808 LED封裝全面佈局之後,將重心由封裝微型化移至將LED轉換至黑體磊晶圓基板的作業上,讓大型顯示屏呈現高對比度度。

最後,將來的室內LED大屏幕所用燈珠將會是使用新型LED 構成16 x3合一,64 x3合一等封裝,製造ppi更小、光學設計更好且更加可靠的產品。

 

(作者:LEDinside主編,林芝;編譯:黃奕璇、張雅涵)

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