#8/2003

LED仍然流行和完善后的这些年:第3部分

主编 - Vladimir Krylov (弗拉基米尔•克雷洛夫), 博士
副总编辑 – Michael Nikulichev (迈克尔•尼库利切夫), 博士

LED估计寿命

LEDs通常有MTBF (平均故障間隔)在100 000范围内到1 000 000个小时。 就一年是8760个或8784个小时而论,这是很长时间为连续作业。 实际上, LED寿命有用的措施是LED被视为到达了它的生活的结尾的它的半衰期,当光辐射掉下到一半原物时。

当电流流经LED连接点时这个电流流不是一致的,造成小温度差别在芯片之内。 这些温度差别在格子框架施加重音,造成周详镇压发生。 这些格子框架瑕疵积累与用途,并且减少,如此减少光辐射的芯片的光子转换效率。 损耗率根据LED材料、温度、湿气和向前电流变化。

蓝色和白色LEDs

本质上有二技术为引起白光从LEDs。 一种方式将登上一红色晶粒、一绿色晶粒和一蓝色晶粒非常靠近在包裹之内,并且混合光输出在正确比例达到白光。 这种方法的问题,忽略设置正确LED驱动器的技术问题成水平,是3晶粒的费用。 但是,因为这名用户能设置背光颜色到所有色调渴望,三色LEDs为LCD背光是普遍的在消费者运用。

这种更加便宜的方法,显著地作早期工作在由Nichia,介入包括黄磷与在第二种颜色吸收某些蓝色光并且发萤光达到近的白色的蓝色LED。 某一早白色LEDs使用这个技术显示了引人注目的蓝色淡色调,但是新发展是优秀的,并且能被看见在涌现的全彩PDAs和手机。

最近运用为LEDs

在80年代迅速地改变的LED过程与诞生高效率GaAlAs和超效率InGaAlP LED (表2)。 在时间短的空间, LED量子效率接近几百分之,所有原色(RGB)是可利用和可靠性是至少象其他显示技术一样。 SMD LED是可利用的在唯一颜色(包括白色),双色(通常红色和绿色),并且三色(图15),并且这些在背光激增了为更小的液晶显示器、设备显示器和户内信息板。

户外信息板使用LED而不是被过滤的電燈泡; 使用LEDs足够一起被编组的关闭簇,以便光输出合并创造一典型25毫米像素(图14)。 这些信息板为广告屏幕和红绿灯使用。

另一个迅速地增长市场是红绿灯替换。 白炽红绿灯画在75W和150W之间,根据大小(20厘米或30厘米)和颜色(由于在使用的红色,绿色和橙色过滤器的透射率上的区别)。 LED红绿灯在7W-15W附近画,并且可以被替换每5年而不是每年为白炽。

表2. LED过程

轻放射的层数 时间安排 评论
GaAsP (磷砷化镓) 60年代 原始的低效率红色使用液体阶段的外延
GaP (镓磷化物) 70年代 高效率红色
GaA|As (镓铝砷化物) 80年代 唯一和双重异质结构处理了使用蒸气阶段外延增量效率
InGaA|P (铟镓铝磷化物) 90年代 金属有机物蒸气阶段外延
InGaN (铟镓氮化物) 2000年代 超亮绿色和蓝色

LED簇像素为户外信息板 SMD LEDs
图14 LED簇像素为户外信息板 图15 SMD LEDs

未来运用为LEDs

潮流超明度LED超出白炽和卤素灯光辐射并且不是受维护要求(几千个小时生活支配最好)。 并且, LEDs是容易地黯淡的使用脈衝寬度調變。 因此LED处理开发商的目标是构筑是足够经济为国内照明使用的一非常高亮度白色LED。 现在,有兴趣在高效率、长寿命灯由旅馆和工厂上,因为不仅是电为照明每重大费用,但是也有人工成本在实际替换电灯泡也考虑。

显示技术比较

液晶显示器 - 反射性

技术 – LCD在一个电场使用液体晶体属性引导光从相反地被对立的前面和后面显示器板材。 液体晶体运作作为一位螺线主任(当司机提出正确电场)时通过90°引导光从一块板材通过另一块板材。

好处:

  • 小,静态,单音显示器可以是非常低成本
  • 单音和上色显示器广泛可用
  • 静态面板提供低功率或电压显示器
  • 反射性面板一般来说是低功率
  • 非常容易的习惯段形状,大小
  • 反向背光单音显示器是可爱的

缺点:

  • 背光增加费用和经常限制有用的生活
  • 要求交流電驾驶信号波形
  • 易碎,除非保护增加了
  • 能有狭窄的温度范围(0°C - 50°C)
  • 温度补偿通常要求
  • 能有狭窄的视角
  • 低出产量提高费用为更大的(17” +)显示器

發光二極管 (LED) - 发射的

技术 – LEDs是散发散发光由于射入电镀发光物品作用的半导体的光子。 散发的光的波长变化主要由于半导体材料选择用于的,并且共同地在可见光谱或红外。

好处:

  • 最便宜的红色或绿色发射的显示
  • 可利用在非常小大小
  • 非常明亮的版本可利用(更高的费用)
  • 红色和绿色类型工作从3V電源供應

缺点:

  • LED是点声源,因此光塑造要求做段形状
  • 白色和蓝色LEDs昂贵,需要>3.6V電源供應
  • 能有狭窄的视角
  • 颜色和效率随温度和电流变化
  • 关心要求达到50000+生活

OLED和PLED - 发射的

技术 – 这些显示器使用在玻璃或灵活的基体放置的有机电致发光的材料。 设备在小分子基于通常指OLEDs。 那些在大有机“聚合物”分子基于通常叫PLEDs。 光由射入电镀发光物品引起,象LEDs。 有机材料选择设置放射颜色。 OLED像素是电容(10到100 pF)导致重大开关损失为大显示器以高复合比率。

好处:

  • 适度费用为小(<4”)颜色显示器
  • 更宽的视角比液晶显示器
  • 更加快速的元素反应比液晶显示器
  • 发射的,不同于颜色液晶显示器, RGB和单音显示器
  • 在一个灵活的基体能构筑

缺点:

  • 6V到16V工作电压
  • 有差别的老化影响极限生活
  • 耗电量高为矩阵显示器>128x64

真空荧光显示器 (VFD) - 发射的

技术 - VFD是引起热电子的真空管使用热的细丝, A栅格(静态显示器类型)或多个栅格(多元化的显示器类型)控制并且散开热电子,被吸引到一个或更多高压黄磷被涂上的阳极,然后散发光。 阳极在显示器的后面,因此散发的光通过栅格和细丝和显示器朝向由这名用户看。 是细丝不是运行的足够热的通常可看见的。

好处:

  • 宽操作温度范围
  • 长的(40000+)生活
  • 宽视角
  • 非常聪慧,可爱,典型地绿色显示器
  • 非常容易的习惯段形状,大小
  • 不同的色的段容易
  • 12V栅格或阳极电压版本可利用

缺点:

  • 细丝供应(±8%典型的容忍)要求
  • 10V到60V栅格或阳极工作电压
  • RGB显示器可利用,但是昂贵
  • 除绿色极限显示器生活之外的黄磷