廣告電視大屏幕顯示是超高亮度LED應(yīng)用的另一個巨大市場,包括圖形、廣告電視文字、數(shù)字的單色、雙色和全色顯示。傳統(tǒng)的大屏幕有源顯示一般采用白熾燈、光纖、陰極射線管等;無源顯示一般采用翻牌的方法。LED顯示曾一直受到LED本身性能和顏色的限制廣告電視
廣告電視像素密度(按型號劃分,如3906點(diǎn)/m2、10000點(diǎn)/m2)平均功耗210W/㎡平均壽命>10萬使用小時視角水平:900~1200,垂直:400~600 DFGHHJ
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如今,超高亮度AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaN LED已能夠提供明亮的紅、黃、綠、藍(lán)各種顏色,可*全色大屏幕顯示的要求。LED顯示屏可按像素尺寸裝配成各種結(jié)構(gòu),小像素直徑一般小于5mm,單色顯示的每個像素用一個T-1(3/4)的LED燈,
雙色顯示的每個像素為雙色的T-1(3/4)的LED燈,全色顯示則需要3個T-1紅、綠、藍(lán)色燈,或者裝配一個多芯片的T-1(3/4廣告電視)的LED燈作為一個像素。大像素則是通過把許多T-1(3/4)紅、綠、藍(lán)色LED燈組合在一起構(gòu)成的。
用InGaN(480nm)藍(lán)、InGaN(515nm)綠和AsAlGaAs(637nm)紅LED燈作為LED顯示的三基色,可以提供逼真的全色性能,而且具有較大的顏色范圍,包括藍(lán)綠、綠紅等,與電視系統(tǒng)委員會(NTSC)規(guī)定的電視顏色范圍基本相符。
3.3 液晶顯示(LCD)的背照明
在液晶顯示中至少有10%采用有源光作為背照明,光源可使LCD顯示屏在黑暗的環(huán)境下易讀,全色LCD顯示也需要光源。LCD背照明所需的光源主要有白熾燈泡、場致發(fā)光、冷陰極熒光、LED等,其中LED在LCD背照明中有競爭力,新型的超高亮度AlGaInP、AlGaAs、InGaN LED可以提供高效率的發(fā)光和寬范圍的顏色。
什么是LED的結(jié)溫?
LED的基本結(jié)構(gòu)是一個半導(dǎo)體的P-N結(jié)。實(shí)驗(yàn)指出,當(dāng)電流流過LED元件時,P-N結(jié)的溫度將上升,嚴(yán)格意義上說,就把P-N結(jié)區(qū)的溫度定義為LED的結(jié)溫。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸,因此我們也可把LED芯片的溫度視之為結(jié)溫
發(fā)光二極管(LED)由于其亮度高、功耗低、壽命長、可靠性高、易驅(qū)動、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于交通、廣告和儀器儀表的顯示中,現(xiàn)已在特殊照明中獲得應(yīng)用[1][2],并將成為普通照明中的主要光源[3].目前世界上生產(chǎn)和使用LED呈現(xiàn)急速上升的趨勢,但是LED存在發(fā)熱現(xiàn)象,隨著LED的工作時間和工作電流的增加,
其發(fā)光強(qiáng)度和光通量會下降,壽命降低,對白光還會導(dǎo)致激發(fā)效率的下降[4],這主要是由于LED結(jié)溫升高導(dǎo)致的。2002年Hongetal廣告電視.[5]研究結(jié)果表明,AlGaInP紅色LEDs的峰值波長的偏移與結(jié)溫的變化存在線性關(guān)系。對于白光LED,隨著結(jié)溫的增加,LED發(fā)出黃光和藍(lán)光的強(qiáng)度以不同的速率下降,白光LED的總能量和藍(lán)光能量比率(W/B)與結(jié)溫存在關(guān)系。
2、產(chǎn)生LED結(jié)溫的原因有哪些?
在LED工作時,可存在以下五種情況促使結(jié)溫不同程度的上升:
a、元件不良的電極結(jié)構(gòu),視窗層襯底或結(jié)區(qū)的材料以及導(dǎo)電銀膠等均存在一定的電阻值,這些電阻相互壘加,構(gòu)成LED元件的串聯(lián)電阻。當(dāng)電流流過P-N結(jié)時,同時也會流過這些電阻,從而產(chǎn)生焦耳熱,引致芯片溫度或結(jié)溫的升高。
b、由于P-N結(jié)不可能完美,元件的廣告電視注人效率不會達(dá)到100%,也即是說,在LED工作時除P區(qū)向N區(qū)注入電荷(空穴)外,N區(qū)也會向P區(qū)注人電荷(電子),一般情況下,后一類的電荷注人不會產(chǎn)生光電效應(yīng),而以發(fā)熱的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入電荷,也不會全部變成光,有一部分與結(jié)區(qū)的雜質(zhì)或缺陷相結(jié)合,終也會變成熱。
要提高LED效率,通常需要從光學(xué)設(shè)計(jì)、驅(qū)動設(shè)計(jì)和散熱管理三個方面入手??梢?,針對LED照明應(yīng)用,電源管理方案的選擇對于節(jié)能而言也舉足輕重,這就要求在驅(qū)動設(shè)計(jì)中選擇合適的AC-DC驅(qū)動器。常見的二級式AC-DC驅(qū)動器雖然具有產(chǎn)品種類多、應(yīng)用較簡便的優(yōu)點(diǎn),但其效率卻難以達(dá)到節(jié)能產(chǎn)品日益嚴(yán)格的要求。常見的二級式AC-DC驅(qū)動器電源單元效率為85%,如果搭配效率為90%的恒流IC,整體效率就只有76%。
聚積科技推出的降壓型、高效率AC-DCLED控制芯片MBI6901為照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供了一個高性價比的方案。該方案采用遲滯頻率廣告電視調(diào)變架構(gòu),能在輕載時有效提升電源的轉(zhuǎn)換效率。如在110V電源系統(tǒng)中,以350mA驅(qū)動6顆以上LED為例,
時效率可達(dá)90%以上,且電流精確度變異在±5%之內(nèi),可減少LED色度變化。MBI6901具備*的保護(hù)特性,包括過欠電壓保護(hù)、過熱保護(hù)、開路與短路保護(hù)等。此外,該方案還具有低電磁干擾特性,并通過了燈具照明設(shè)備的電磁干擾測試EN55015標(biāo)準(zhǔn)。
近,美國科學(xué)家開發(fā)出一種將無機(jī)LED微型化的技術(shù),縮小后的LED甚至能夠用來作為顯示器中的像素。此技術(shù)可以讓這些微小的光源更容易大面積地鑲嵌制作于玻璃、塑料或橡膠基板等材料上,因此可能會使用在計(jì)算機(jī)屏幕及可彎曲式顯示器等經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的應(yīng)用上。
據(jù)了解,常見的LED是由無機(jī)材料制成,底層是提供電子的n-type半導(dǎo)體,頂層的p-type半導(dǎo)體層則提供空穴,在適當(dāng)?shù)耐饧与妷合?,電子與空穴會復(fù)合而放出光子。藍(lán)光及綠光LED分別是由氮化鎵及氮化銦鎵所構(gòu)成,
紅光LED則是由磷化鋁銦鎵所構(gòu)成。無機(jī)LED具有高亮度、穩(wěn)定、壽命長等優(yōu)點(diǎn),但制作卻很費(fèi)工,通常是在基板上生長一層層的半導(dǎo)體薄層,切割成數(shù)千管芯,再將管芯鑲嵌在各應(yīng)用產(chǎn)品中。以目前工藝制作出來管芯尺寸皆超過200μm,對許多顯示器來說太大了廣告電視