LED显示技术综述研究讲述.doc

《光电显示技术》课程结课论文 LED显示技术综述研究 课题组成员、分工及成绩： 张创新 研究内容：LED显示技术综述研究 成绩 郭祯 研究内容：LED显示技术综述研究 成绩 王山杰 研究内容：LED显示技术综述研究 成绩 刘俊飞 研究内容：LED显示技术综述研究 成绩 梁坤 研究内容：LED显示技术综述研究 成绩 肖兵兵 研究内容：LED显示技术综述研究 成绩 2013级光电信息科学与工程专业 2016年6月摘 要 本文首先描述了发光二极管的物理基础，以帮助大家了解发光二极管的内部结构，接着描述了其优缺点及分类，从各个角度来加深对发光二极管的理解，最后阐述了发光二极管的广泛应用及其远大的发展前景。 随着经济的发展，信息技术很重要的一大量微电子技术、自动化技术、计算机技术的迅速发展，半导体制作工艺日趋成熟，导致显示屏中点尺寸越来越小，解析度越来越高。而可将显示光的三基色(红、绿、蓝)集成化一体，达到全彩色效果，使得发光二极管作为显示屏器件的应用范围日益扩大LED显示技术广泛应用于电力、医疗卫生、民政、工商税务、政法系统等国民经济、社会生活领域中，并起着重要作用，已经成为现代人类社会生活的一项不可或缺的技术。发光二极管Light Emitting Diode, 简称LED)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，在这边主要是电子。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”LED中电流可以轻易地从P极(阳极)流向N极(负极)，而相反方向则不能，这种现象就叫做正向偏置。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发光的原理电能直接转换为光能的发光现象。LED的主要组成物料，是发光的半导体，其所发出的光的波长(决定颜色)是由组成P、N架构的半导体物料的禁带能量决定。发光二极管所用的材料都是直接带隙型的，因此能量会以光子形式释放，这些禁带能量对应着近红外线、可见光、或近紫外线波段的光能量。较常采用磷化镓(GaP)、镓铝砷(GaAlAs)、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。 2 LED的特点及其分类 2.1 LED的优点 (1)在低光度下能量转换效率高(电能转换成光能的效率) - 也即较省电，非常适合在低光度(如手提电话的背光、夜灯)需求中使用。但当提高光度至如台头灯般或更高时，LED的效率比钨丝灯泡高，但比荧光灯差。 (2)反应时间短 - 可以达到很高的闪烁频率，甚至让“可见光网络”成为可能。 (3)稳定性好，使用寿命长 - 在适当的散热和环境下可达35,000 ~ 50,000小时(荧光灯为10,000 ~ 15,000小时，白炽灯为1,000 ~ 2,000小时)。 (4)耐震荡等机械冲击 - 由于LED是一种PN结二极管，属于固态元件，没有灯丝、玻璃罩等，因此机械强度大，耐振动和耐冲击能力强。 (5)体积小，重量轻，适用性强 - 其本身体积可以造得非常细小(小于2mm)，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。 (6)便于聚焦 - 因发光体积细小，而易于以透镜等方式达致所需集散程度，藉改变其封装外形，其发光角度由大角度散射至细角度聚焦都可以达成。 (7)单色性强 - 由于是单一能级光出的光子，波长比较单一(相对大部份人工光源而言)，能在不加滤光器下提供多种单纯的颜色。 2.2 LED的缺点 (1)高光度下效率较低，在一般照明用途上仍比荧光灯耗电，有些LED灯甚至比省电灯泡耗电。有些设计使用多枚LED，在保持整体光度下让每枚LED可以工作在较低光度，从而增加效率，但使成本大为提高，售价难以降低。 (2)效率受高温影响而急剧下降，浪费电力之余也产生更多热，令温度进一步上升，形成恶性循环。除浪费电力也缩短寿命，因此需要良好散热。 (3) LED光度并非与电流成线性关系，光度调节略为复杂。 2.3 LED的分类 (1)按发光二极管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿 标准绿和纯绿)、 蓝色等。 (2)按发光二极管出光面特征分，可分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。 (3)按发光二极管的结构分，有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。 (4)按发光强