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LED顯示屏
來源: | 作者:advertising-100 | 發(fā)布時(shí)間: 2014-09-24 | 403 次浏覽 | 分享到(dào):
LED顯示屏
新型LED顯示屏件有功耗低、亮度高、壽命長(chán文筆g)、尺寸小等優點，本文從LED顯示器件的發(fā)展簡水麗史開(kāi)始，探讨了表面(miàn)貼花門裝 LED、汽車應用中的LED和照明用LED的發(fā)展趨勢，對(內外duì)于從事(shì)顯示器件開(kāi)發(fā)的中國會她(guó)工程師有一定參考價值。 全球**款商用化發(fā)光長裡二極管(LED)是在1965年用鍺材料作成(chéng)的，其單價河服為45美元。随後(hòu)不久Monsanto和惠都行普公司也推出了用GaAsP材料制 作的商用化LED。這(zhè)些早期的紅色L亮弟ED每瓦大約能(néng)提供0.1流明(lumens)的輸出光通量，作件比一般的60至100瓦白熾燈的15流明要低上間日100 倍。 1968年，LED的研發(fā)取得了突破性進(jìn)展，利銀筆用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達到(dào)了1流明慢房/瓦，并且能(néng)夠發(fā)出紅光、橙媽線光和黃色光。到(dào)1971，業界 謝司又推出了具有相同效率的GaP綠色裸片LED。 1972年開(kāi)醫討始有少量LED顯示屏用于鐘表和計算器。全球首款采用請區LED的手表較初還(hái)是在昂貴的珠寶商店出售的，其售價竟然高城市達2,100美元。幾乎與此 同時(shí)，惠普在人與德州儀器也推出了帶7段紅色LED顯示屏的計算器。 到(dào)20你光世紀70年代，由于LED器件在家庭與辦公設備中的大量應用，LED的討畫價格直線下跌。事(shì)實上，LED是那個時(shí)代主打的數字與文字空服顯示技術。然而在許 多商用設備中，LED顯示屏也逐漸受到(dào)了來自其麗裡它顯示技術的激烈競争，如液晶、等離子體和真空熒光管顯現美示器。 這(zhè)種(zhǒng)競争性激勵LED制造商進(jì呢校n)一步拓展他們的産品類型，并積極尋求LED具有明顯競争優勢的舞件應用領域。此後(hòu)LED開(kāi)始應用于文字點陣顯示器、背景圖案線請用的 燈栅和條線圖陣列。數字顯示屏的尺寸和複雜度在不斷增長(c南了háng)，從2位數字到(dào)3位甚至4位，朋黑從7段數字到(dào)能(néng)夠顯還志示複雜的文字與圖案組合的14或16段陣列。到(dào) 198科長0年制造商開(kāi)始提供智能(néng木舞)化的點陣LED顯示屏。 80年代早期的重大技術突破是開(k雪裡āi)發(fā)出了AlGaAs LED，它能(néng)到理以每瓦10流明的發(fā)光效率發(fā)出紅光。這(zhè)一技術城鄉進(jìn)步使LED能(néng)夠應用于室外運動信息發(fā)布以及汽船年車中央高位安裝停止燈(CHMSL)設備。 19就短90年，業界又開(kāi)發(fā)出了能(néng)夠提供相當于較城文好(hǎo)的紅色器件性能(néng)的AlInGa音飛P技術，這(zhè)比當時(shí)标準的G可訊aAsP器件性能(néng)要高出10倍。飛費 今天，較亮的材料應是透明基底AlInGaP。在1991年公來至2001年期間，材料技術、裸片尺寸和外形方面(miàn)火報的進(jìn)一步發(fā)展使商用化LED的光通量提高了將(jiāng) 近在站20倍。 對(duì)高強度藍光LED的書司不斷研發(fā)産生了好(hǎo)幾代亮度越來越高的器件。在1990年左右都路推出的基于碳化矽(SiC)裸片材料的LED效率大約是0視們.04流明/ 瓦，發(fā)出的光強度很少有超過(得銀guò)15毫堪(millicandel)的。9飛家0年代中期的技術突破實現了**個基于GaN的實用LED。現在還(hái)紅什有許多公司在用不 同的基底如藍寶石和SiC生産GaN 少林LED，這(zhè)些LED能(néng)夠發(fā)出朋在綠光、藍光或紫羅蘭等顔色。高亮藍色LED的發(fā)明使真彩廣告顯示屏笑訊的實現成(chéng)為可能(néng)，這(zhè)樣(yàn請舞g)的顯示屏能(néng)夠顯示真彩、全運動的視頻圖 像。相林 藍光LED的出現使人們還(hái)能(néng)利用倒行轉換的磷光街藍材料將(jiāng)較高能(néng)量的藍光部分地轉換成(chéng)其它呢土顔色。將(jiāng)藍光與轉換磷的黃光整合在一起好為(qǐ)就(jiù)能(néng)得到(dào)白光，而整合适當高窗數量 的藍光與紅橙磷(reddish orange phosph數不er)則可以産生略帶桃色或紫色的色彩。現在僅用LED光源就(jiù)能(né街兵ng)完全覆蓋CIE色度曲線中的所有飽和顔色，并且各種(zhǒn美火g)顔色LED與磷的有機整合 幾乎能(néng)夠毫無限制地間到産生任何顔色。 在可靠性方面(miàn)，LE又姐D的半衰期(即光輸出量減少到(dào)較初值一半的時(關窗shí)間)大概是1萬到(dào)10萬小時(sh哥技í)。相反，小型指示型白熾燈的半衰期(此處的半衰期指的是有一半頻煙 數量的燈失效的時(shí)間)典型值是1弟我0萬到(dào)數千小時(shí)不等，具體訊舊時(shí)間取決于燈的額定工作電流。 表面(mi購姐àn)貼裝LED顯示屏 為了利用自動化組裝技站店術降低制造成(chéng)本，從20世紀80年計關代開(kāi)始業界逐漸推廣使用表面(miàn)貼的家裝器件(SMT)，90年代這(zhè)一技術得到(dào)了進(jìn)一我白步強化。較初的SMT LED作為低功率器件被(bèi)主要用于指示黃身設備和手機鍵盤的照明，後(hòu)來又開(kāi)發(fā)出大的報功率的SMT器件用于汽車面(miàn)闆照明、刹車燈時做，并擴展用于專業和一般的照明設備。 SMT是蜂窩影道/PCS電話機的主要技術要求，現在看來這(zhè)一市場仍具有極大的發(讀個fā)展潛力。2001年全球手機的制造量大約有3.8億部，據預測今年木生的制造量將(jiāng) 上升到(dào)西但4.3億部，到(dào)2005年將(jiāng月鐘)達到(dào)5.2億部。一部手機平均要使用10個表貼型LED，也即些月意味著(zhe)僅手機市場對(duì)LED的坐答需求就(jiù)達到(dào)了40億個畫校。 手機功能(néng)的不斷升級也進(jì少行n)一步刺激了對(duì)更高性能(néng)LED的需求。确切說(shu呢通ō)，手機設計人員需要多種(zhǒng)多樣(yàng)的LED，草日包括更高亮度的單色LED器件、真彩LCD顯示屏 (特别是第2.5代大廠和第3代手機的LCD)背景光源用的白色LED以及實現産品差異化所需的藍色和紫羅山短蘭色等特殊色LED。同時(shí)，由于手機的複雜度越來越 高，體積也越來越小路身，有更多的用戶對(duì)LED提出了更薄更小外形包風自裝的要求。 特别是越來越多的人希望高性能農可(néng)LED能(néng)提供“芯片LED”的表多火貼封裝，即工業标準的1.6×0.8mm外形尺寸。 話機制造商要求對(du信市ì)LED的顔色與強度進(jìn)行分類，舞人以确保背景光源設備能(néng)與用戶需求取得高度一緻。這(zhè就農)樣(yàng)做能(néng)使LED非常适合用于背景光源設備東子，即LCD、按 鍵、前面(miàn)闆、符森外号與鍵盤背景照明等，因為這(zhè)些設備上顔色與光強度的老新和諧統一非常重要。 汽車應用中的LED 房哥在汽車内外，照明設備中用得較多的還(hái)是白行農熾燈，但設計師與汽車制造商正在逐漸采納LED，開(kāi)始會大時(shí)LED可能(néng)隻用于豪華型遠窗汽車，但慢慢會(huì)過(guò)渡到(dào)大多數汽車 秒金上。LED的較大賣點之一是具有很長(cháng)的平均無故障工關工作時(shí)間(MTBF)，LED照明輛件器件的使用壽命一般都(dōu)要超過(guò)汽車本身的壽命土光。 有很多種(zhǒng)LED産品，其封裝和器件适生機合儀表闆、空調、收音機和電子開(kāi)關等汽車内部照下日明設備使用。例如那些SMT器件就(jiù)非常适合汽車儀表闆使用。多樂店用途的 3mm和5mm注塑燈仍是汽車内部照明設備和外部照土作明設備的候選産品，目前這(zhè)些器件已被(bèi)廣泛應用于中央高位安近做裝停止燈(CHMSL)設備中。 對(duì)内部和外部照明設備來說(shu亮媽ō)，LED汽車燈裝置與白熾燈裝置的熱設計有很大不同。這(z秒媽hè)是因為白熾燈會(huì)産生相當大的熱量，而白熾燈泡能著書(néng)承受這(zhè)樣(yàng)的高溫環境。拿劇 LED燈陣列所産生的熱量一般要比白熾燈少，但LED燈的較朋中大内部溫度必須保持在推薦的上限範圍以内才能(néng)保持L美路ED的可靠工作，如果超出LED燈的較高結店風 溫，就(jiù)可能(néng)由于環氧材料的膨脹而導緻導線粘結劑或信呢被(bèi)擡高的LED裸片發(fā)生突發(fā)性故障票木。在濕度比較高的熱循環或加強型熱循環環境中音舞，這(zhè)些故障會(huì)顯得尤其突 出。 LED燈的較火銀大内部結溫受限于環氧封裝材料的熱膨脹特性。與汽車白熾信号燈設計相比，由也愛于存在較大結溫的限制，LED汽車信号燈設計必制國須認真考慮熱設計問 題。 用于照明的LED 傳統都司LED燈中使用的芯片是0.25×0.25mm大小，而報湖照明用的LED一般都(dōu)要在1.0× 1.0mm以上。專注于結問也構化裸片成(chéng)型的設計工作-台式結構、倒金字塔結構和倒裝芯片設錯喝計能(néng)夠改善LED的發(fā)光效率，從而使芯片電個發(fā)出更多的光。 封裝設計方面(miàn一少)的革新包括將(jiāng)高傳導率的金屬坐站塊用作基底、倒裝芯片設計和裸盤澆鑄式引線內船框等，這(zhè)些方法都(dōu)能(né河分ng)設計出可高功率、低熱阻的器件，而且這(zhè)些器件能化討(néng)比以 前的器件照度更大。 山男目前一個典型的高光通量LED器件能(néng)夠産生幾流明到(dào)分自數十流明的光通量。更新的設計可以在一個器件中集成(chén區校g)更多的LED，或者在單個組裝件中安裝多個器件，從 而使輸出的流明數紅些相當于小型白熾燈。例如，一個高功率的12芯片單色LED物鄉器件能(néng)夠輸出200流明的光能(néng)量，所新房消耗的功率在10到(dào)15瓦之間。 LED已離作經(jīng)被(bèi)廣泛應用于各種(zhǒng)照明設備中這中，如電池供電的閃光燈、微型聲控燈、安全照明燈、室内室外道(dào)謝什路和樓梯照明燈以及建築物與标記連續照明燈。