El LED es todavía popular y de mejora después de todos estos años - parte 3
Este artículo discute una tecnología de reproducción de imágenes que sí mismo de 35 años ha cambiado rápido - el LED. Esta descripción cubre los orígenes del LEDs, los usos tradicionales, y cómo las mejoras en la tecnología han estimulado nuevos usos.
Fuente de información: Maxim Integrated Products, Inc. y Dallas Semiconductor Corp. - www.maxim-ic.com
Esperanza de vida del LED
El LEDs tiene un MTBF (tiempo medio de buen funcionamiento) generalmente en la gama de 100 000 durante a 1 000 000 horas. Esto es un rato largo para la operación continua, en vista de que un año es 8760 o 8784 horas. En la práctica, la medida útil del curso de la vida del LED es su vida media, de que es un LED se juzga para haber alcanzado el final de su vida en que la salida ligera se cae a la mitad de la original.
Cuando la corriente atraviesa una ensambladura del LED el flujo actual no es uniforme, dando por resultado pequeños diferenciales de la temperatura dentro del chip. Estos diferenciales de la temperatura ejercen la tensión en el enrejado, haciendo las grietas minuciosas ocurrir. Estos defectos de enrejado acumulan con uso, y reducen la eficacia de conversión del fotón del chip, reduciendo tan salida ligera. El índice de desgaste varía según el material del LED, la temperatura, la humedad, y la corriente delantera.
LEDs azul y blanco
Hay esencialmente dos tecnologías para generar la luz blanca del LEDs. Una forma es montar un rojo cristal, un verde cristal, y un azul cristal muy cerca junto dentro de un paquete, y mezcla las salidas ligeras en las proporciones correctas para alcanzar la luz blanca. El problema con este acercamiento, no haciendo caso de las aplicaciones técnicas la determinación de los niveles correctos de la impulsión del LED, es el coste de 3 cristales. No obstante, el LEDs tricolor es popular para los contraluces del LCD en usos del consumidor porque el usuario puede fijar el color del contraluz a cualquier tonalidad deseado.
El acercamiento más barato, iniciado notablemente por Nichia, implica el incluir de un fósforo con el LED azul que absorbe algo de la luz azul y es fluorescente en un segundo color para alcanzar un cercano-blanco. Un cierto blanco temprano LEDs usar esta técnica demostró un tinte azul sensible, pero los progresos más recientes son excelentes y se pueden considerar en el PDAs y los teléfonos celulares a todo color emergentes.
Usos recientes para el LEDs
Procesos del LED cambiados rápido en los años 80 con la aparición de la eficacia alta GaAlAs y ultra de la eficacia InGaAlP LEDs (Tabla 2). En un espacio corto del tiempo, la eficacia de quántum del LEDs se acercaba al vario por ciento, todos los colores primarios (RGB) eran disponibles, y confiabilidad eran por lo menos tan buenos como las otras tecnologías de display. El montaje superficial LEDs está disponible en el solo color (blanco incluyendo), bicolor (generalmente rojo y verde), y tricolor (Fig. 15) y éstos han proliferado en los contraluces para los paneles más pequeños del LCD, los paneles del equipo, y los letreros electronicos de interior.
Tabla 2 Procesos del LED
| Capa luminescente | Cronología | Comentarios |
|---|---|---|
| GaAsP (fosfuro de arseniuro de galio) | 1960s | Rojo original del bajo rendimiento usar epitaxia líquida de la fase |
| GaP (fosfuro del galio) | 1970s | Rojo de la eficacia alta |
| GaA|As (arseniuro de aluminio del galio) | 1980s | Heteroestructura sola y doble procesada usar eficacia del aumento de la epitaxia de la fase de vapor |
| InGaA|P (fosfuro de aluminio del galio del indio) | 1990s | Epitaxia de la fase de vapor orgánico del metal |
| InGaN (nitruro del galio del indio) | 2000s | Ultra brillante verde y azul |
Letreros electronicos al aire libre que usan el LEDs en vez de racimos filtrados del uso de las lámparas incandescentes LEDs junto de cierre agrupado bastante de modo que las salidas ligeras se combinen para crear típicamente 25 milímetros de pixel cuadrado (Fig. 14). Estos letreros electronicos (o las muestras variables del mensaje) se utilizan para hacer publicidad de displays y de señales de tráfico.
Otro mercado creciente es rápido reemplazo de la lámpara del tráfico. Las lámparas incandescentes del tráfico drenan en alguna parte entre 75W y 150W, dependiendo del tamaño (20 cm o 30 cm) y del color (debido a las diferencias en la transmisividad de los filtros rojos, verdes, y anaranjados usados). Las lámparas del tráfico del LED drenan alrededor de 7W - 15W, y se pueden substituir cada 5 años en vez de cada año para los incandescents.
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| Fig. 14 Pixel del LED cluster para los letreros electronicos al aire libre |
Fig. 15 Montaje superficial LEDs |
Usos futuros para el LEDs
El brillo LEDs de la corriente ultra excede la salida ligera de las lámparas incandescentes y del halógeno y no está conforme a los requisitos de mantenimiento (una vida de unos miles horas en el mejor de los casos) asociados a las lámparas de filamento. También, el LEDs se amortigua fácilmente usar PWM otras técnicas. Tan la meta de los reveladores de proceso del LED es construir un brillo muy alto LED blanco que sea bastante económico ser utilizado para la iluminación doméstica. Ahora, hay interés en eficacia alta, lámparas duraderas al lado de los hoteles y fábricas porque no sólo está la electricidad para encender un costo significativo, pero hay también el coste laboral en realmente el reemplazo de bulbos para considerar también.
Comparación de tecnologías de display
Indicador de cristal líquido (LCD) - reflexivo
Tecnología - Un LCD utiliza las características de cristales líquidos en un campo eléctrico para dirigir la luz de las placas opuesto polarizadas de la display del frente y de la parte posterior. El cristal líquido trabaja como director helicoidal (cuando el driver presenta el campo eléctrico correcto) para dirigir la luz con el 90° a partir de una placa a través de la otra placa.
Ventajas:
- Pequeños, estáticos, paneles mono pueden ser costo muy bajo
- Los paneles mono y del color extensamente - disponibles
- Los paneles estáticos ofrecen la display de la potencia más baja/de voltaje
- Los paneles reflexivos en general son energías bajas
- Formas de encargo muy fáciles del segmento, tamaños
- Los mono paneles puestos a contraluz reversos son atractivos
Desventajas:
- El contraluz agrega coste, y limita a menudo la vida útil
- Requiere forma de onda de la drive CA
- Frágil a menos que la protección agregara
- Puede tener gama de temperaturas estrecha (0°C - 50°C)
- La remuneración de temperatura requirió generalmente
- Puede tener ángulo de visión estrecho
- Coste bajo del aumento de las producciones para (17” +) displays más grandes
Diodo electroluminoso (LED) - emisivo
Tecnología - el LEDs es fotón que emite los semiconductores que emiten la luz debido al efecto del electroluminescence de la inyección. La longitud de onda de la luz emitida varía sobre todo debido a la opción de los materiales del semiconductor usados, y está comúnmente en espectro visible o infrarrojo.
Ventajas:
- El indicador emisivo rojo o verde más barato
- Disponible en tamaños muy pequeños
- Versiones muy brillantes disponibles (un coste más alto)
- Tipos rojos y verdes trabajo de la fuente 3V
Desventajas:
- El LED es fuente de punto, así que el formar de la luz requerido para hacer formas del segmento
- LEDs blanco y azul costoso, fuente de la necesidad > 3.6V
- Puede tener ángulo de visión estrecho
- El color y la eficacia varían con temperatura y la corriente
- Cuidado requerido para alcanzar la vida 50 000 horas
LED orgánico (OLED) y polímero LED (PLED) - emisivo
Tecnología - estos materiales electroluminiscentes orgánicos del uso de las displays depositados en un substrato de cristal o flexible. Los dispositivos basados en las pequeñas moléculas se refieren generalmente como OLEDs. Ésos basados en las moléculas orgánicas grandes del “polímero” generalmente se llaman PLEDs. La luz es por inyección electroluminescence generado, como el LEDs. La opción del material orgánico fija el color de la emisión. Los pixeles de OLED son (10s a 100s de picofaradios) el llevar capacitivo a las pérdidas significativas de la conmutación para las displays grandes con altos cocientes múltiplexes.
Ventajas:
- Coste moderado para los pequeños (<4") paneles del color
- Un ángulo de visión más amplio que el LCD
- Una respuesta más rápida del elemento que el LCD
- Emisivo, desemejante de color del LCD artesona el RGB y mono displays
- Puede ser empleado un substrato flexible
Desventajas:
- 6V – 16V los voltajes de funcionamiento
- El envejecimiento diferenciado efectúa vida del límite
- El consumo de energía alto para la matriz artesona >128 x 64
Display fluorescente del vacío (VFD) - emisiva
Tecnología - El VFD es un tubo de vacío usar los filamentos calientes para generar thermoelectrons, la rejilla de A (tipo de display estático) o las rejillas múltiples (tipo de display multiplexado) control y para difundir los thermoelectrons, que se atraen a uno o más ánodos cubiertos fósforo de alto voltaje, que entonces emiten la luz. Los ánodos están en la parte posterior de la display, así que los pasos emitidos de la luz con las rejillas y los filamentos y la display afrontan para ser considerados por el usuario. Los filamentos no son bastante calientes funcionado a ser generalmente visibles.
Ventajas:
- Gama de temperaturas ancha de funcionamiento
- Larga vida - 40 000 horas
- Ángulo de visión amplio
- Display muy brillante, atractiva, típicamente verde
- Formas de encargo muy fáciles del segmento, tamaños
- Diversos segmentos coloreados fáciles
- 12V rejilla/ánodo versiones disponibles
Desventajas:
- La fuente del filamento (tolerancia típica del ±8%) requirió
- 10V – 60V rejilla/ánodo de funcionamiento
- Displays del RGB disponibles, pero costosas
- Fósforos con excepción de la vida verde de la display del límite
