液晶電視LED屏的簡(jiǎn)單原理介紹.ppt

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1、未來(lái)主流光源LED及應(yīng)用簡(jiǎn)介光的常識(shí)光是以電磁波的形式傳播的,光源是能被人們的眼所感到的電磁波,其波長(zhǎng)范圍380-780nm長(zhǎng)于780nm的為紅外線、無(wú)線電等,短于380nm的為紫外線、X射線等。可見(jiàn)光又可分解成紅光、黃光、橙光、綠光、青光、藍(lán)光、紫光等七種基本單色光光的度量單位:(1)光通量:光源單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量稱為光通量,符號(hào)為Φ,單位是流明(Lm),(2)光強(qiáng):光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量被定義為光源在該方向的光強(qiáng)度,符號(hào)為I,單位為坎德拉(cd),I=dΦ/dΩ(Ω為立體角),光強(qiáng)度的單位是光度測(cè)定的基本單位。(3

2、)亮度:光源在某一方向上的單位投影面在單位立體角中發(fā)射的光通量,稱為光源在某一方向的光亮度,符號(hào)為L(zhǎng),L=dI/ds,單位為cd/m2(坎德拉每平方米)也叫尼特(4)照度:表示表面被照明的程度的量,稱為光照度,它是單位面積上受到光通量數(shù),符號(hào)為E,E=dΦ/ds,單位為L(zhǎng)x(勒克斯)1Lx=1Lm/m2(5)發(fā)光效率:光源發(fā)光效率是指一個(gè)光源所發(fā)出的光通量中與該光源所消耗的電力功率P之比即η=Φ/p色域圖 注:NTSC色域值大約是色域覆蓋率的2.22至2.37倍;三原色:紅、綠、藍(lán)R、G、B三補(bǔ)色:青、品、黃C、M、Y背光的結(jié)構(gòu)示意圖CC

3、FL發(fā)光原理CCFL的物理構(gòu)成是在一玻璃管內(nèi)封入隋性氣體Ne+Ar混合氣體,其中含有微量水銀蒸氣(mg),并于玻璃內(nèi)壁涂布螢光體。通過(guò)燈管兩端的電極加高壓(啟動(dòng)電壓1200~1600V),讓燈管內(nèi)的氣態(tài)汞電離,激發(fā)紫外線碰撞管壁上的熒光粉,從而發(fā)出光線,其波長(zhǎng)由螢光體物質(zhì)特性決定。LED發(fā)光原理LED,就是發(fā)光二極管(lightemittingdiode),顧名思義發(fā)光二極管是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子器件,具有二極管的特性?;窘Y(jié)構(gòu)為一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體模塊。發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)組成。在電極上加上正向偏壓

4、之后(0.3V-4V),使電子和空穴分別注入P區(qū)和N區(qū),當(dāng)非平衡少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí),就會(huì)以輻射光子的形式將多余的能量轉(zhuǎn)化為光能。具體如下:半導(dǎo)體晶片由三部分組成,一端是P型半導(dǎo)體,為硅晶體上摻雜鎵(GA),在它里面空穴占主導(dǎo)地位;另一端是N型半導(dǎo)體,為硅晶體上摻雜砷(AS),電子占主導(dǎo)地位;中間區(qū)域?yàn)镻N連接區(qū),形成EV的勢(shì)壘,其中1至5個(gè)周期的量子阱。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候,注入電子和空穴在PN連接區(qū)就會(huì)被推向量子阱,在量子阱內(nèi)電子跟空穴復(fù)合,然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出多余能量。在LED的兩端加上正向電壓,電流從LE

5、D陽(yáng)極流向陰極時(shí),半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線。調(diào)節(jié)電流,便可以調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度。通過(guò)調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙,便可以多色發(fā)光,這種發(fā)光方式為“注入式電致發(fā)光”LED發(fā)光示意圖LED芯片制作流程在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片(主要有藍(lán)寶石(AL2Q3)、SiC、Si)上,氣態(tài)物質(zhì)InGaAlP有控制的輸送到襯底表面,生長(zhǎng)出特定單晶薄膜。目前LED外延片生長(zhǎng)技術(shù)主要采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積方法。外延片→清洗→鍍透明電極層→透明電極圖形光刻→腐蝕→去膠→平臺(tái)圖形光刻→干法刻蝕→去膠→退火→SiO2沉積→窗口圖形光刻→SiO2腐蝕→去

6、膠→N極圖形光刻→預(yù)清洗→鍍膜→剝離→退火→P極圖形光刻→鍍膜→剝離→研磨→切割→芯片→成品測(cè)試。從制作工藝,LED的生產(chǎn)和集成電路的生產(chǎn)接近,也接近滿足摩爾定律,成本和性能每18個(gè)月有翻倍提升。彩色光白光產(chǎn)生方式對(duì)于照明,需要白色的光源,主要有以下兩種發(fā)光方法A:將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍(lán)光(λp=470nm,Wd=30nm),高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光射,峰值550nm。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中,覆蓋以混有YAG的樹(shù)脂薄層,約200-500nm。一部分藍(lán)

7、光與熒光粉發(fā)出的黃光混合,可以得到得白光。對(duì)于InGaN/YAG白色LED,通過(guò)改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度,可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種發(fā)光方式為主流產(chǎn)品。B:以紫外線激發(fā)紅綠藍(lán)三色螢光粉。各種白色光源特性比較LED背光種類一:RGB-LED三色LED背光源RGB-LED通過(guò)紅色、綠色、藍(lán)色三原色LED調(diào)制成白光,具有最好的光學(xué)特性。RGB-LED在組成背光源的時(shí)候,由1個(gè)紅色LED、1個(gè)藍(lán)色LED和2個(gè)綠色LED。這組合方式是因?yàn)槊糠N顏色的LED在發(fā)光效率上存在一定差異,必須要通過(guò)組合實(shí)現(xiàn)三種光

8、源的匹配。RGB-LED電視的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在色彩表現(xiàn)力和對(duì)比度兩方面:由于采用了RGB三原色獨(dú)立發(fā)光元件,因此RGB-LED電視的色域范圍大都能達(dá)到NTSC的120%以上采用RGB-LED光源

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