LED显示技术综述研究.doc

《光电显示技术》课程结课论文
LED显示技术综述研究
课题组成员、分工及成绩:
张创新研究内容:LED显示技术综述研究成绩
郭祯研究内容:LED显示技术综述研究成绩
王山杰研究内容:LED显示技术综述研究成绩
刘俊飞研究内容:LED显示技术综述研究成绩
梁坤研究内容:LED显示技术综述研究成绩
肖兵兵研究内容:LED显示技术综述研究成绩
2013级光电信息科学与工程专业
2016年6月
摘要
本文首先描述了发光二极管的物理基础,以帮助大家了解发光二极管的内部结构,接着描述了其优缺点及分类,从各个角度来加深对发光二极管的理解,最后阐述了发光二极管的广泛应用及其远大的发展前景。
随着经济的快速发展,生活水平的逐步提高,信息技术也逐渐成为了我们生活中很重要的一部分。大量微电子技术、自动化技术、计算机技术的迅速发展,半导体制作工艺日趋成熟,导致LED显示屏中点尺寸越来越小,解析度越来越高。而可将显示光的三基色(红、绿、蓝)集成化一体,达到全彩色效果,使得发光二极管作为LED显示屏器件的应用范围日益扩大。LED显示技术广泛应用于电力、医疗卫生、民政、工商税务、政法系统等国民经济、社会生活领域中,并起着重要作用,它已经成为现代人类社会生活的一项不可或缺的技术。
关键字: LED 电子空穴显示
1 发光二极管的基本知识
半导体光源的物理基础
发光二极管(英文为Light Emitting Diode, 简称LED)是一种固态的半导体器件,也是一种特殊的二极管,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。
与其它二极管一样,LED中电流可以轻易地从P极(阳极)流向N极(负极),而相反方向则不能,这种现象就叫做正向偏置。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,电子会跌落到较低的能阶,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。这种电能直接转换为光能的发光现象也称为电致发光效应。而光线的波长也就是光的颜色,跟其所采用的半导体物料、种类及故意渗入的元素杂质有关。
晶片是LED的主要组成物料,是发光的半导体,其所发出的光的波长(决定颜色)是由组成P、N架构的半导体物料的禁带能量决定。发光二极管所用的材料都是直接带隙型的,因此能量会以光子形式释放,这些禁带能量对应着近红外线、可见光、或近紫外线波段的光能量。较常采用磷化镓(GaP)、镓铝砷(GaAlAs)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)等材料组成,其内部结构具有单向导电性。
2 LED的特点及其分类
LED的优点
(1)在低光度下能量转换效率高(电能转换成光能的效率) - 也即较省电,非常适合在低光度(如手提电话的背光、夜灯)需求中使用。但当提高光度至如台头灯般或更高时,LED的效率比钨丝灯泡高,但比荧光灯差。
(2)反应时间短- 可以达到很高的闪烁频率,甚至让“可见光网络”成为可能。
(3)稳定性好,使用寿命长- 在适当的散热和环境下可达35