光电显示技术 发光二极管(LED)显示技术.pptx

目录
1. 绪论
2. 阴极射线管(CRT)显示技术
3. 液晶显示器件
4. 发光二极管(LED)显示技术
5. 等离子显示器件
6. 激光显示技术
7. 新型光电显示技术
8. 大屏幕显示技术
光电显示技术
第4章发光二极管(LED)显示技术
发光二极管基本知识
发光二极管显示器件
有机发光二极管(OLED)显示技术
习题四
现代显示技术
发光二极管基本知识
半导体光源的物理基础

LED(Light Emitting Diode)发光二极管,是一种固态的半导体器件,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,电子占主导地位。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。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,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
第4章发光二极管(LED)显示技术
半导体光源的物理基础
光电显示技术
半导体LED的构造图
晶片的发光颜色取决于波长,常见可见光的分类大致为:暗红色(700nm)、深红色(640-660nm)、桔红色(615-635nm)、琥珀色(600-610nm)、黄色(580---595nm)、黄绿色(565-575nm)、纯绿色(500-540nm)、蓝色(435-490nm)、紫色(380-430nm)。白光和粉红光是一种光的混合效果。最常见的是由蓝光+黄色荧光粉和蓝光+红色荧光粉混合而成。
晶片的作用:晶片是Lamp的主要组成物料,是发光的半导体材料。
晶片的组成:晶片是采用磷化镓(GaP)、镓铝砷(GaAlAs)或砷化镓(GaAs)、氮化镓GaN)等材料组成,其内部结构具有单向导电性。
第4章发光二极管(LED)显示技术
品质优良的LED要求向外辐射的光能量大,向外发出的光尽可能多,即外部效率要高。事实上,LED向外发光仅是内部发光的一部分,总的发光效率应为,式中向为p、n结区少子注入效率,为在势垒区少子与多子复合效率,为外部出光(光取出效率)效率。
由于LED材料折射率很高。当芯片发出光在晶体材料与空气界面时(无环氧封装)若垂直入射,被空气反射,反射率为,反射出的占32%,鉴于晶体本身对光有相当一部分的吸收,于是大大降低了外部出光效率。
第4章发光二极管(LED)显示技术
为了进一步提高外部出光效率可采取以下措施:
①用折射率较高的透明材料(环氧树脂n=)覆盖在芯片表面;
②把芯片晶体表面加工成半球形。
第4章发光二极管(LED)显示技术
发光二极管的结构
发光二极管是指当在其整流方向施加电压(称为顺方向)时,有电流注入,电子与空穴符合,其一部分能量变换为光并发射的二极管。这种LED由半导体制成,属于固体元件,工作状态稳定、可靠性高,其连续通电时间(寿命)可达105h以上。
LED的发光来源于电子与空穴发生复合时放出的能量。作为LED用材料,一是要求电子与空穴的输运效率要高;二是要求电子与空穴复合时放出的能量应与所需要的发光波长相对应,一般多采用化合物半导体单晶材料。
第4章发光二极管(LED)显示技术
发光二极管的驱动
驱动电路是LED(发光二极管)产品的重要组成部分,其技术成熟度正随着LED市场的扩张而逐步增强。无论在照明、背光源还是显示板领域,驱动电路技术架构的选择都应与具体的应用相匹配。
作为LCD(液晶显示器)的背光源,LED在便携产品中的地位不可动摇,即便是在大尺寸LCD的背光源当中,FL(冷阴极荧光灯)的主流地位;而在照明领域,LED作为半导体照明最关键的部件,更是因为它节能、环保、长寿命、免维护等优点而受到市场的追捧。
第4章发光二极管(LED)显示技术
直流驱动是最简单的驱动方式。当前很多厂家生产的LED灯类产品都采用这种驱动方式,即采用阻、容降压,然后加上一个稳压二极管,向LED供电,(a)所示。
由于LED器件的正向特性比较陡,以及器件的分散性,使得在电压和限流电阻相同的情况下,各器件的正向电流并不相同,从而引起发光强度的差异。以白光LED为例, V的供电电压才能实现合适的亮度控制。
第4章发光二极管(LED)显示技术