LED sind noch populär und schliesslich verbesserung diese Jahre - Teil 3
LED-Lebenserwartung
LED haben eine MTBF (Mittel Ausfallabstand) normalerweise in der Strecke 100 000 zu in 1 000 000 Stunden. Dieses ist eine lange Zeit für Dauerbetrieb, in der Erwägung ein Jahr 8760 oder 8784 Stunden ist. In der Praxis ist das nützliche Maß der LED-Lebenszeit seine Halbwertzeit, für die eine LED wird gehalten, das Ende seines Lebens erreicht zu haben ist, als der helle Ausgang weg auf Hälfte Vorlage fällt.
Wenn Strom eine LED-Verzweigung durchfließt, ist der gegenwärtige Fluss nicht, mit dem Ergebnis der kleinen Temperatur Differentiale innerhalb des Chip konstant. Diese Temperatur Differentiale üben Druck auf dem Gitter aus und veranlassen minuziöse Sprünge aufzutreten. Diese Gitterfehler sammeln mit Gebrauch an und verringern die Photon Umwandlung Leistungsfähigkeit des Chip und so verringern hellen Ausgang. Das Verschleißmaß schwankt entsprechend dem LED-Material, Temperatur, Feuchtigkeit und dem Vorwärtsstrom.
Blaue und weiße LED
Es gibt im Wesentlichen zwei Technologien für die Erzeugung des weißen Lichtes von LED. One-way ist, einen roten Kristall, einen grünen Kristall und einen blauen Kristall zusammen innerhalb eines Pakets sehr nah anzubringen und mischt die hellen Ausgänge in den korrekten Anteilen, um weißes Licht zu erzielen. Das Problem mit dieser Annäherung, die technischen Ausgaben der Einstellung der korrekten LED-Treiber Niveaus ignorierend, ist die Kosten von 3 Kristallen. Nichtsdestoweniger sind Tri Farben LED für LCD-Hintergrundbeleuchtungen in den Verbraucher Anwendungen populär, weil der Benutzer die Hintergrundbeleuchtung Farbe auf jede mögliche Farbe einstellen kann gewünscht.
Die preiswertere Annäherung, vornehmlich vorangegangen von Nichia, bezieht mit ein, ein Phosphor zu umfassen in die blaue LED, die etwas von dem blauen Licht aufsaugt und sofort Farbe fluoresziert, um ein nah-weißes zu erzielen. Irgendeine frühe Verwertung des Weiß LED diese Technik zeigte einen wahrnehmbaren blauen Farbton, aber die Neuentwicklungen sind ausgezeichnet und können in den auftauchenden Vollfarb PDAs und in die Zellentelefone gesehen werden.
Neue Anwendungen für LED
LED-Prozesse schnell geändert in den achtziger Jahren mit dem Hervortreten der hohen Leistungsfähigkeit GaAlAs und Ultra der Leistungsfähigkeit InGaAlP LED (Tabelle 2). In einem kurzen Zeitraum der Zeit, näherte sich die Quanten-Leistungsfähigkeit von LED einigen Prozenten, waren alle Primärfarben (RGB) vorhanden, und Zuverlässigkeit waren mindestens so gut wie die anderen Display-Technologien. Oberfläche angebrachte LED sind in der einzelnen Farbe (einschließlich Weiß) vorhanden, zweifarbig (normalerweise rot und grün), und Tri Farben (Fig. 15) und diese haben sich in den Hintergrundbeleuchtungen für kleinere LCD-Panel, Ausrüstung Verkleidungen und indoor Anschlagbretter stark vermehrt.
Outdoor Anschlagbrett-Verwertung LED anstelle von gefilterten Glühlampe Gebrauch Clustern des LED gruppierten zusammen Abschlusses genug, damit die hellen Ausgänge vermischen, um einen gewöhnlich 25 Quadrat mm Pixels zu verursachen (Fig. 14). Diese Anschlagbretter (oder variable Nachrichten-Schilder) werden für Werbungs-Bildschirme und Verkehrszeichen benutzt.
Ein anderer schnell wachsender Markt ist Verkehrs- Lampe Wiedereinbau. Weißglühende Verkehrs Lampen zeichnen irgendwo zwischen 75W und 150W, abhängig von Größe (20 cm oder 30 cm) und der Farbe (wegen der Unterschiede bezüglich der Lässigkeit der roten, grünen und orange Filter benutzt). LED Verkehrs Lampen zeichnen um 7W-15W und können alle 5 Jahre anstelle von jedem Jahr für weißglühendes ersetzt werden.
Tabelle-2. Prozesse der LED
| Licht Emittierende Schicht | Zeitachse | Anmerkungen |
|---|---|---|
| GaAsP (Gallium-Arsenid-Phosphid) | 1960er | Flüssigphasenepitaxie der ursprünglichen Verwertung der niedrigen Leistungsfähigkeit roten |
| GaP (Gallium-Phosphid) | 1970er | Rot der hohen Leistungsfähigkeit |
| GaA|As (Gallium-Aluminium-Arsenid) | 1980er | Einzelne und Doppelheterostruktur verarbeitete Verwertung Dampfphasen Epitaxie Zunahme Leistungsfähigkeit |
| InGaA|P (Indium-Gallium-Aluminium-Phosphid) | 1990er | Phasenepitaxie des Metallorganischen Dampfes |
| InGaN (Indium-Gallium-Nitrid) | 2000er | Ultrahelle Grün und Blau |
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| Fig. 14 LED-Cluster-Pixel für outdoor Anschlagbretter | Fig. 15 Oberfläche angebrachte LED von überhaupt hellem |
Zukünftige Anwendungen für LED
Helligkeit LED des Stroms Ultra übersteigen den hellen Ausgang der weißglühenden und Halogen-Lampen und sind nicht abhängig von dem Wartungsbedarf (ein Leben einiger tausend Stunden bestenfalls) verbunden mit Heizfaden-Lampen. Auch LED sind die leicht verdunkelte Verwertung PWM andere Techniken. So ist das Ziel der LED-Prozessentwickler, eine sehr hohe Helligkeit weiße LED aufzubauen, die genug ökonomisch ist, für inländische Beleuchtung verwendet zu werden. Im Augenblick, gibt es Interesse an der hohen Leistungsfähigkeit, an den langlebigen Lampen durch Hotels und an den Fabriken, weil nicht nur Elektrizität für das Beleuchten bedeutenden Unkosten ist, aber es auch die Arbeitskosten gibt, wenn man wirklich Lampen ersetzt, um auch zu betrachten.
Vergleich von Display-Technologien
Flüssigkristallanzeige (LCD) - reflektierend
Technologie – ein LCD benutzt die Eigenschaften der flüssigen Kristalle auf einem elektrischen Gebiet, um Licht von gegenüber polarisierter Frontseite und von den rückseitigen Display Platten zu führen. Der flüssige Kristall arbeitet als schraubenartiger Direktor (wenn der Treiber das korrekte elektrische Feld darstellt), um das Licht durch 90° von einer Platte durch die andere Platte zu führen.
Vorteile:
- Kleine, statische, Monoverkleidungen können sehr niedrige Kosten sein
- Mono und Farben Verkleidungen weit vorhanden
- Statische Verkleidungen bieten Display der niedrigsten Energie/der Spannung
- Reflektierende Verkleidungen sind im allgemeinen Schwachstrom
- Sehr einfache kundenspezifische Segmentformen, Größen
- Hintergrundbeleuchtung Mono Verkleidungen sind attraktiv
Nachteile:
- Hintergrundbeleuchtung addiert Kosten und begrenzt häufig das nützliche Leben
- Erfordert Wechselstrom-betreiben Wellenform
- Zerbrechlich, es sei denn Schutz hinzufügen
- Kann schmale Temperatur Strecke haben (0°C - 50°C)
- Temperaturausgleich erforderte normalerweise
- Kann schmalen Betrachtungswinkel haben
- Niedrige Erträge erhöhen Kosten für größere (17”+) Displays
Leuchtdiode (LED) - ausstrahlend
Technologie – LED sind das Photon, das Halbleiter ausstrahlt, die das Licht wegen des Einspritzung Elektrolumineszenz Effektes ausstrahlen. Die Wellenlänge des ausgestrahlten Lichtes unterscheidet sich hauptsächlich wegen der Wahl der Halbleitermaterialien, die benutzt werden, und ist allgemein im sichtbaren Spektrum oder Infrarot.
Vorteile:
- Preiswerteste rote oder grüne ausstrahlende Anzeige
- Vorhanden in den sehr kleinen Größen
- Sehr helle Versionen vorhanden (höhere Kosten)
- Rote und grüne Arten Arbeit von der Stromversorgung 3V
Nachteile:
- LED ist Punktquelle, also die Lichtformung, die erfordert wird, um Segmentformen zu bilden
- Weiße und blaue LED teuer, Stromversorgung der Notwendigkeit >3.6V
- Kann schmalen Betrachtungswinkel haben
- Farbe und Leistungsfähigkeit schwanken mit Temperatur und Strom
- Sorgfalt erfordert, um das Leben 50khrs+ zu erzielen
Organische LED und Polymer LED - ausstrahlend
Technologie – diese Display Gebrauch organischen Leuchtmaterialien niedergelegt auf einem Glas- oder flexiblen Substrat. Die Vorrichtungen, die auf kleinen Molekülen basieren, gekennzeichnet normalerweise als OLED. Die, die auf großen organischen „Polymer“ Molekülen basieren, werden normalerweise PLED genannt. Licht wird durch Einspritzung Elektrolumineszenz, wie LED erzeugt. Die Wahl des organischen Materials stellt die Emission Farbe ein. OLED Pixel sind kapazitives (10s zu 100s von Picofarad) Führen zu bedeutende Schaltungsverluste für große Displays mit hohen Multiplex-Verhältnisse.
Vorteile:
- Gemäßigte Kosten für kleine (<4“) Farben Verkleidungen
- Breiterer Betrachtungswinkel als LCD
- Schnellere Elementantwort als LCD
- Ausstrahlend, anders als LCD-Farbe täfelt, RGB und Mono Displays
- Kann auf einem flexiblen Substrat errichtet werden
Nachteile:
- 6V zu 16V Spannungen den Betriebs
- Differentielles Altern bewirkt das Begrenzung Leben
- Der Stromverbrauch, der für Matrix hoch ist, täfelt >128x64
Vakuum Leuchtstoff Displays (VFD) - ausstrahlend
Technologie - das VFD ist die heißen Heizfäden einer Vakuumschlauch-Verwertung, zum der Thermo Elektronen, des a-Rasterfeldes (statische Displayart) oder der mehrfachen Rasterfelder (multiplexe Displayart) Steuerung zu erzeugen und der Thermo Elektronen zu zerstreuen, die zu einen oder mehreren Hochspannung Phosphor beschichteten Anoden angezogen werden, die dann Licht ausstrahlen. Die Anoden sind an der Rückseite des Displays, also konfrontieren die ausgestrahlten Lichtdurchläufe durch die Rasterfelder und die Heizfäden und der Display, vom Benutzer gesehen zu werden. Die Heizfäden sind nicht genug, zum normalerweise sichtbar zu sein laufen gelassenes heißes.
Vorteile:
- Breiter Betriebstemperaturbereich
- Langes Leben (40khrs+)
- Breiter Betrachtungswinkel
- Sehr heller, attraktiver, gewöhnlich grüner Display
- Sehr einfache kundenspezifische Segmentformen, Größen
- Verschiedene farbige Segmente einfach
- 12V Spannungsversionen des Rasterfeldes/der Anode vorhanden
Nachteile:
- Heizfaden-Versorgungsmaterial (±8% typische Toleranz) erforderte
- 10V zu 60V zum Rasterfeld/den Anode Betriebsspannungen
- RGB-Displays vorhanden, aber teuer
- Phosphor anders als grünes Begrenzungs-Display Leben
