液晶顯示屏概念匯總

1、液晶顯示屏一、CRTCRT是一種使用 HYPERLINK /view/194844.htm t _blank 陰極射線管(Cathode Ray Tube）的顯示器，主要有五部分組成： HYPERLINK /view/54627.htm t _blank 電子槍(Electron Gun），偏轉線圈（Deflection coils），蔭罩（Shadow mask），熒光粉層（Phosphor）及玻璃外殼。它曾是應用最廣泛的顯示器之一，CRT純平顯示器具有可視角度大、無 HYPERLINK /view/92665.htm t _blank 壞點、色彩還原度高、色度均勻、可調節(jié)的多分辨率模式、響

2、應時間極短等LCD顯示器難以超越的優(yōu)點 。工作原理CRT（陰極射線管）顯示器的核心部件 是CRT顯像管，其工作原理和我們家中電視機的顯像管基本一樣，我們可以把它看作是一個圖像更加精細的電視機。經典的CRT顯像管使用電子槍發(fā)射高速電子，經過垂直和水平的偏轉線圈控制高速電子的偏轉角度，最后高速電子擊打屏幕上的磷光物質使其發(fā)光，通過電壓來調節(jié)電子束的功率，就會在屏幕上形成明暗不同的光點形成各種圖案和文字。這種技術最早是1897年由德國人 HYPERLINK /view/6803797.htm t _blank 卡爾費迪南德布勞恩發(fā)明。 HYPERLINK /view/2617856.htm t _b

3、lank 彩色顯像管屏幕上的每一個像素點都由紅、綠、藍三種涂料組合而成，由三束電子束分別激活這三種顏色的磷光涂料，以不同強度的電子束調節(jié)三種顏色的明暗程度就可得到所需的顏色，這非常類似于繪畫時的調色過程。倘若電子束瞄準得不夠精確，就可能會打到鄰近的磷光涂層，這樣就會產生不正確的顏色或輕微的重像，因此必須對電子束進行更加精確的控制。最經典的解決方法就是在顯像管內側，磷光涂料表面的前方加裝蔭罩（Shadow Mask).這個蔭罩只是一層鑿有許多小洞的金屬薄板（一般是使用一種熱膨脹率很低的鋼板），只有正確瞄準的電子束才能穿過每個磷光涂層光點相對應的屏蔽孔，蔭罩會攔下任何散亂的電子束以避免其打到錯誤的

4、磷光涂層，這就是蔭罩式顯像管。相對的，有些公司開發(fā)蔭柵式顯像管，它不像以往把磷光材料分布為點狀，而是以垂直線的方式進行涂布，并在磷光涂料的前方加上相當細的金屬線用以取代蔭罩，金屬線用來阻絕散射的電子束，原理和蔭罩相同，這就是所謂的蔭柵式顯像管。這蔭罩和蔭柵這兩種技術都有其利弊得失，一般來說，蔭罩式顯像管的圖像和文字較銳利，但亮度比較低一點；蔭柵式顯像管的較鮮艷，但在屏幕的1/3和2/3處有水平的阻尼線陰影（阻尼線是用來減少柵狀蔭罩震動的一條橫向金屬線）橫過。以前市面上主流純平CRT顯示器所采用的是顯像管主要包括LG”未來窗”，三星”丹娜管”，索尼”特麗瓏”，三菱”鉆石瓏”，臺灣”中華管”和日立

5、”銳利瓏”等。各個廠商的純平顯像管在技術上均有其獨到之處，在性能上也是各有特色。技術原理CRT顯示終端主要由電子槍（Electron gun）、 HYPERLINK /view/633001.htm t _blank 偏轉線圈(Deflection coils）、 HYPERLINK /view/387044.htm t _blank 蔭罩(Shadow mask）、熒光粉層（phosphor）和 HYPERLINK /view/6783.htm t _blank 玻璃外殼五部分組成。簡單的理解，CRT顯示終端的工作原理就是當顯像管內部的電子槍陰極發(fā)出的電子束，經強度控制、聚焦和加速后變成細小

6、的電子流，再經過偏轉線圈的作用向正確目標偏離，穿越蔭罩的小孔或柵欄，轟擊到熒光屏上的熒光粉。這時熒光粉被啟動，就發(fā)出光線來。R、G、B三色熒光點被按不同比例強度的電子流點亮，就會產生各種色彩。電子槍（El是由ectron gun）的工作原理燈絲加熱陰極，陰極發(fā)射電子，然后在加速極電場的作用下，經聚焦極聚成很細的電子束，在陽極高壓作用下，獲得巨大的能量，以極高的速度去轟擊熒光粉層。這些電子束轟擊的目標就是熒光屏上的三原色。為此，電子槍發(fā)射的電子束不是一束，而是三束，它們分別受計算機顯卡R、 G、 B三個基色視頻信號電壓的控制，去轟擊各自的熒光粉單元。受到高速電子束的激發(fā)，這些熒光粉單元分別發(fā)出強

7、弱不同的紅、綠、藍三種光。從而混合產生不同色彩的像素，大量的不同色彩的像素可以組成一張漂亮的畫面，而不斷變換的畫面就成為可動的圖像。很顯然，像素越多，圖像越清晰、細膩，也就更逼真。偏轉線圈（Deflection coils)的作用就是幫助電子槍發(fā)射的三支電子束，以非常非?？斓乃俣葘λ械南袼剡M行掃描激發(fā)。就可以使顯像管內的電子束以一定的順序，周期性地轟擊每個像素，使每個像素都發(fā)光；而且只要這個周期足夠短，也就是說對某個像素而言電子束的轟擊頻率足夠高，我們就會看到一幅完整的圖像。有了掃描，就可以形成畫面。蔭罩（Shadow mask）的作用是保證三支電子束在掃描的過程中，準確擊中每一個像素。蔭罩

8、是厚度約為0.15mm的薄金屬障板，它上面有很多小孔或細槽，它們和同一組的熒光粉單元即像素相對應。三支電子束經過小孔或細槽后只能擊中同一像素中的對應熒光粉單元，因此能夠保證彩色的純正和正確的會聚，所以我們才可以看到清晰的圖像。最后，場掃描的速度來決定畫面的連續(xù)感，場掃描越快，形成的單一圖像越多，畫面就越流暢。而每秒鐘可以進行多少次場掃描通常是衡量畫面質量的標準，我們通常用幀頻或場頻（單位為Hz，赫茲）來表示，幀頻越大，圖像越有連續(xù)感。使用維護二、LCDLCD （ Liquid Crystal Display 的簡稱） HYPERLINK /view/6262.htm t _blank 液晶顯示

9、器。LCD 的構造是在兩片平行的 HYPERLINK /subview/6783/4966372.htm t _blank 玻璃基板當中放置液晶盒，下基板玻璃上設置 HYPERLINK /view/6261.htm t _blank TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設置彩色濾光片，通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉動方向，從而達到控制每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。現在LCD已經替代CRT成為主流，價格也已經下降了很多，并已充分的普及。LCD的類型按照背光源的不同，LCD可以分為 HYPERLINK /view/556313.htm t _blank CCFL和 HYPE

10、RLINK /view/52538.htm t _blank LED兩種。誤解與區(qū)別許多用戶認為液晶顯示器可以分為LED和LCD，這種認識在某種程度上屬于被廣告誤導了。市面上所說的LED顯示屏并不是真正意義上的LED顯示屏，準確的說就是LED背光型液晶顯示器，液晶面板依然是傳統的LCD顯示屏，從某種意義上來說，這多少含有欺詐的性質！韓國三星公司就曾被英國廣告協會組織判為違反了該國的廣告法，原因就在于其“LEDTV”液晶電視有誤導消費者之嫌。對于液晶顯示器來說，最重要的關鍵是其液晶面板和背光類型，而市面上的顯示器的液晶面板一般采用TFT面板，是一樣的，LED和LCD的區(qū)別僅僅是它們的背光類型不一

11、樣：LED背光和CCFL背光（也就是熒光燈），分別是二極管和冷陰極燈管。LCD 即 Liquid Crystal Display 的首字母縮寫，意為“液態(tài)晶體顯示器”，即液晶顯示器。而 LED 是指液晶顯示器（LCD）中的一種，即以 LED（發(fā)光二極管）為背光光源的液晶顯示器（LCD）。可見，LCD 是 包括 LED的。與 LED 相對應的實際上是 CCFL。CCFL指用 HYPERLINK /view/556313.htm t _blank CCFL（冷陰極熒光燈管）作為背光光源的液晶顯示器（LCD）。CCFL 的優(yōu)勢是色彩表現好，不足在于功耗較高。LED指用 HYPERLINK /view

12、/52538.htm t _blank LED（發(fā)光二極管）作為背光光源的液晶顯示器（LCD），通常意義上指 WLED（白光 LED）。LED 的優(yōu)勢是體積小、功耗低，因此用 LED 作為背光源，可以在兼顧輕薄的同時達到較高的亮度。其不足主要是色彩表現比 CCFL 差，所以專業(yè)繪圖 LCD 大都仍采用傳統的 CCFL 作為背光光源。技術參數1.對比度LCD制造時選用的控制IC、 HYPERLINK /view/39642.htm t _blank 濾光片和定向膜等配件，與面板的對比度有關，對一般用戶而言，對比度能夠達到350：1就足夠了，但在專業(yè)領域這樣的對比度并不能滿足用戶的需求。相對CRT

13、顯示器輕易達到500：1甚至更高的對比度而言，只有高檔液晶顯示器才能達到如此程度。市場上三星、華碩、 HYPERLINK /subview/30641/8520142.htm t _blank LG等一線品牌如今的LCD顯示器均可以達到1000：1對比度這一級別，但是由于對比度很難通過儀器準確測量，所以挑的時候還是要自己親自去看才行。提示：對比度很重要，可以說是選取液晶的一個比亮點更重要的指標，當你了解到你的客戶買的 HYPERLINK /view/6262.htm t _blank 液晶是用來娛樂看影碟，你們就可以強調對比度比無壞點更重要，我們在看流媒體時，一般片源亮度不大，但要看出人物場景

14、的明暗對比，頭發(fā)絲灰到黑的質感變化，就要靠對比度的高低來顯現了。2.亮度LCD是一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的物質，本身是不能發(fā)光的，需要借助額外的光源才行。因此，燈管數目關系著液晶顯示器亮度。最早的液晶顯示器只有上下兩個燈管，普及型的最低也是四燈，高端的是六燈。四燈管設計分為三種擺放形式：一種是四個邊各有一個燈管，但缺點是中間會出現黑影，解決的方法就是由上到下四個燈管平排列的方式，最后一種是“U”型的擺放形式，其實是兩燈變相產生的兩根燈管。六燈管設計實際使用的是三根燈管，廠商將三根燈管都彎成“U”型，然后平行放置，以達到六根燈管的效果。3.信號響應時間指的是液晶顯示器對于輸入信號的反應速度，也就是

15、液晶由暗轉亮或由亮轉暗的反應時間(亮度從10%-90% 或90%-10%的時間)，通常是以毫秒（ms）為單位。要說清這一點我們還要從人眼對動態(tài)圖像的感知談起。人眼存在“視覺殘留”的現象，高速運動的畫面在人腦中會形成短暫的印象。動畫片、電影等一直到現在最新的游戲正是應用了視覺殘留的原理，讓一系列漸變的圖像在人眼前快速連續(xù)顯示，便形成動態(tài)的影像。人能夠接受的畫面顯示速度一般為每秒24張，這也是電影每秒24幀播放速度的由來，如果顯示速度低于這一標準，人就會明顯感到畫面的停頓和不適。按照這一指標計算，每張畫面顯示的時間需要小于40ms。這樣，對于液晶顯示器來說，響應時間40ms就成了一道坎，高于40m

16、s的顯示器便會出現明顯的畫面閃爍現象，讓人感覺眼花。要是想讓圖像畫面達到不閃的程度，則就最好要達到每秒60幀的速度。由此看來響應時間是越短越好。4.可視角度LCD的可視角度是一個讓人頭疼的問題，當 HYPERLINK /view/885476.htm t _blank 背光源通過偏極片、液晶和取向層之后，輸出的光線便具有了方向性。也就是說大多數光都是從屏幕中垂直射出來的，所以從某一個較大的角度觀看液晶顯示器時，便不能看到原本的顏色，甚至只能看到全白或全黑。為了解決這個問題，制造廠商們也著手開發(fā)廣角技術，到目前為止有三種比較流行的技術，分別是：TN+FILM、IPS(IN-PLANE -SWIT

17、CHING)和MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT)。工作原理我們很早就知道物質有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種型態(tài)。液體分子質心的排列雖然不具有任何規(guī)律性，但是如果這些分子是長形的(或扁形的)，它們的分子指向就可能有規(guī)律性。于是我們就可將液態(tài)又細分為許多型態(tài)。分子方向沒有規(guī)律性的液體我們直接稱為液體，而分子具有方向性的液體則稱之為“液態(tài)晶體”，又簡稱“液晶”。液晶產品其實對我們來說并不陌生，我們常見到的手機、計算器都是屬于液晶產品。液晶是在1888年，由奧地利植物學家萊尼茨爾（Reinitzer）發(fā)現的，是一種介于固體與液體之間，具有規(guī)則性分子排列的有機化合物。一般最

18、常用的液晶型態(tài)為向列型液晶，分子形狀為細長棒形，長寬約1nm10nm，在不同電流電場作用下，液晶分子會做規(guī)則旋轉90度排列，產生透光度的差別，如此在電源ON/OFF下產生明暗的區(qū)別，依此原理控制每個像素，便可構成所需圖像。液晶顯示的原理是液晶在不同電壓的作用下會呈現不同的光特性.液晶在物理上分成兩大類,一類是無源Passive的(也稱被動式),這類液晶本身不發(fā)光,需要外部提供光源,根據光源位置,又可以分為反射式和透射式兩種.Passive液晶顯示的成本較低,但是亮度和對比度不大,而且有效視角較小,彩色無源液晶顯示的色飽和度較小,因而顏色不夠鮮艷. 另一類是有電源的,主要是TFT (Thin F

19、ilm Transitor).每個液晶實際上就是一個可以發(fā)光的晶體管,所以嚴格地說不是液晶.液晶顯示屏就是由許多液晶排成陣列而構成的,在單色液晶顯示屏中,一個液晶就是一個象素,而在彩色液晶顯示屏中則每個象素由紅綠藍三個液晶共同構成.同時可以認為每個液晶背后都有個8位的寄存器,寄存器的值決定著三個液晶單元各自的亮度,不過寄存器的值并不直接驅動三個液晶單元的亮度,而是通過一個”調色板”來訪問. 為每個象素都配備一個物理的寄存器是不現實的,實際上只配備一行的寄存器,這些寄存器輪流連接到每一行象素并裝入該行內容,將所有象素行都驅動一遍就顯示一個完整的畫面(Frame).液晶從形狀和外觀看上去都是一種液

20、體，但它的水晶式分子結構又表現出固體的形態(tài)。像磁場中的金屬一樣，當受到外界電場影響時，其分子會產生精確的有序排列；如對分子的排列加以適當的控制，液晶分子將會允許光線穿透；光線穿透液晶的路徑可由構成它的分子排列來決定，這又是固體的一種特征。液晶是一種有機復合物，由長棒狀的分子構成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。LCD特點（工作原理）1、液晶屏（Liquid Crystal Display，以下簡稱LCD）必須將液晶灌入兩個列有細槽的平面之間才能正常工作。這兩個平面上的槽互相垂直（90度相交），也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子東西向排列，而位于兩個平面之間的分

21、子被強迫進入一種90度扭轉的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經過液晶時也被扭轉90度。但當液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉。2、它依賴極化濾光片和光線本身，自然光線是朝四面八方隨機發(fā)散的，極化濾光片實際是一系列越來越細的平行線。這些線形成一張網，阻斷不與這些線平行的所有光線，極化濾光片的線正好與第一個垂直，所以能完全阻斷那些已經極化的光線。 只有兩個濾光片的線完全平行，或者光線本身已扭轉到與第二個極化濾光片相匹配，光線才得以穿透。LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光片構成，所以在正常情況下應該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光

22、片之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光片后，會被液晶分子扭轉90度，最后從第二個濾光片中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉，所以正好被第二個濾光片擋住。對于反射式的TN（扭轉向列型 Twisted Nematic）液晶顯示器其構造由如下幾層組成：極化濾光片、玻璃、相互絕緣又透明的縱橫兩組電極、液晶體、電極、玻璃、極化濾光片、反射片。被動矩陣式TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之間的顯示原理基本相同，不同之處是液晶分子的扭曲角度有些差別。下面以典型的TN-LCD為例，向大家介紹其結構及工作原理。在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶顯示

23、屏面板中，通常是由兩片大玻璃基板，內夾著彩色濾光片、配向膜等制成的夾板，外面再包裹著兩片偏光板，它們可決定光通量的最大值與顏色的產生。彩色濾光片是由紅、綠、藍三種顏色構成的濾片，有規(guī)律地制作在一塊大玻璃基板上。每一個像素是由三種顏色的單元(或稱為子像素)所組成。假如有一塊面板的分辨率為12801024，則它實際擁有38401024個晶體管及子像素。每個子像素的左上角(灰色矩形)為不透光的薄膜晶體管，彩色濾光片能產生RGB三原色。每個夾層都包含電極和配向膜上形成的溝槽，上下夾層中填充了多層液晶分子(液晶空間不到510-6m)。在同一層內，液晶分子的位置雖不規(guī)則，但長軸取向都是平行于偏光板的。另一

24、方面，在不同層之間，液晶分子的長軸沿偏光板平行平面連續(xù)扭轉90度。其中，鄰接偏光板的兩層液晶分子長軸的取向，與所鄰接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夾層的液晶分子按照上部溝槽的方向來排列，而下部夾層的液晶分子按照下部溝槽的方向排列。最后再封裝成一個液晶盒，并與驅動IC、控制IC與印刷電路板相連接。在正常情況下光線從上向下照射時，通常只有一個角度的光線能夠穿透下來，通過上偏光板導入上部夾層的溝槽中，再通過液晶分子扭轉排列的通路從下偏光板穿出，形成一個完整的光線穿透途徑。而液晶顯示器的夾層貼附了兩塊偏光板，這兩塊偏光板的排列和透光角度與上下夾層的溝槽排列相同。當液晶層施加某一電壓時，由于受到外

25、界電壓的影響，液晶會改變它的初始狀態(tài)，不再按照正常的方式排列，而變成豎立的狀態(tài)。因此經過液晶的光會被第二層偏光板吸收而整個結構呈現不透光的狀態(tài)，結果在顯示屏上出現黑色。當液晶層不施任何電壓時，液晶是在它的初始狀態(tài)，會把入射光的方向扭轉90度，因此讓背光源的入射光能夠通過整個結構，結果在顯示屏上出現白色。為了達到在面板上的每一個獨立像素都能產生你想要的色彩，多個冷陰極燈管必須被使用來當作顯示器的 HYPERLINK /view/885476.htm t _blank 背光源。主動矩陣式TFT-LCD液晶顯示器的結構與TN-LCD液晶顯示器基本相同，只不過將TN-LCD上夾層的電極改為FET晶體管

26、，而下夾層改為共通電極。TFT-LCD液晶顯示器的工作原理與TN-LCD卻有許多不同之處。TFT-LCD液晶顯示器的顯像原理是采用“背透式”照射方式。當光源照射時，先通過下偏光板向上透出，借助液晶分子來傳導光線。由于上下夾層的電極改成FET電極和共通電極，在FET電極導通時，液晶分子的排列狀態(tài)同樣會發(fā)生改變，也通過遮光和透光來達到顯示的目的。但不同的是，由于FET晶體管具有電容效應，能夠保持電位狀態(tài)，先前透光的液晶分子會一直保持這種狀態(tài)，直到FET電極下一次再加電改變其排列方式為止。特點低壓微功耗外觀小巧精致，厚度只有6.58mm被動顯示型(無眩光，不刺激人眼，不會引起眼睛疲勞)顯示信息量大(

27、因為像素可以做得很小)易于彩色化(在色譜上可以非常準確的復現)無電磁輻射(對人體安全，利于信息保密)長壽命(這種器件幾乎沒有什么劣化問題，因此壽命極長，但是液晶背光壽命有限，不過背光部分可以更換)優(yōu)點1由于CRT顯示器是靠偏轉線圈產生的電磁場來控制電子束的，而由于電子束在屏幕上又不可能絕對定位，所以CRT顯示器往往會存在不同程度的幾何失真，線性失真情況。而LCD由于其原理問題不會出現任何的幾何失真，線性失真，這也是一大優(yōu)點。2.與傳統CRT相比液晶在環(huán)保方面也表現的不錯，這是因為LCD內部不存在象CRT那樣的高壓元器件，所以其不至于出現由于高壓導致的x射線超標的情況，所以其輻射指標普遍比CRT

28、要低一些。3LCD與傳統CRT相比最大的優(yōu)點還是在于耗電量和體積，對于傳統17寸CRT來講，其功耗幾乎都在80W以上，而17寸液晶的功耗大多數都在40W上下，這樣算下來，液晶在節(jié)能方面可謂優(yōu)勢明顯。三、LED發(fā)光二極管簡稱為 HYPERLINK /view/52538.htm t _blank LED。由含 HYPERLINK /view/34299.htm t _blank 鎵（Ga）、 HYPERLINK /view/34702.htm t _blank 砷（As）、 HYPERLINK /view/39167.htm t _blank 磷（P）、 HYPERLINK /view/2400

29、9.htm t _blank 氮（N）等的 HYPERLINK /view/63037.htm t _blank 化合物制成。當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字 HYPERLINK /view/562547.htm t _blank 顯示。 HYPERLINK /view/34646.htm t _blank 砷化鎵二極管發(fā)紅光， HYPERLINK /view/158655.htm t _blank 磷化鎵二極管發(fā)綠光， HYPERLINK /view/9636.htm t _blank 碳化硅二極管發(fā)黃光， HYPER

30、LINK /view/2207103.htm t _blank 氮化鎵二極管發(fā)藍光。因化學 HYPERLINK /view/644615.htm t _blank 性質又分有機發(fā)光二極管OLED和無機發(fā)光二極管LED。原理它是 HYPERLINK /view/920534.htm t _blank 半導體二極管的一種，可以把電能轉化成 HYPERLINK /view/710222.htm t _blank 光能。發(fā)光 HYPERLINK /view/1016.htm t _blank 二極管與普通二極管一樣是由一個 HYPERLINK /view/49290.htm t _blank PN結組

31、成，也具有 HYPERLINK /view/2099366.htm t _blank 單向導電性。當給發(fā)光二極管加上 HYPERLINK /view/3118333.htm t _blank 正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的 HYPERLINK /view/194378.htm t _blank 空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結附近數微米內分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復合，產生自發(fā)輻射的熒光。不同的 HYPERLINK /view/50720.htm t _blank 半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的 HYPE

32、RLINK /view/45341.htm t _blank 波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的 HYPERLINK /view/2099379.htm t _blank 反向擊穿電壓大于5伏。它的正向 HYPERLINK /view/1823356.htm t _blank 伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯限流 HYPERLINK /view/3571.htm t _blank 電阻以控制通過二極管的 HYPERLINK /view/10897.htm t _blank 電流。限流電阻R可用下式計算：R=（EUF）/IF式中E為 HYPERLINK /view/135

33、42.htm t _blank 電源電壓，UF為LED的 HYPERLINK /view/2594788.htm t _blank 正向壓降，IF為LED的正常工作電流。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導 HYPERLINK /view/324073.htm t _blank 體和N型半導體組成的 HYPERLINK /view/1201023.htm t _blank 晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數 HYPERLINK /view/394083.htm t _blank 載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來

34、，從而把電能直接轉換為光能。PN結加 HYPERLINK /view/2979173.htm t _blank 反向電壓，少數載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用 HYPERLINK /view/2243347.htm t _blank 注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當它處于正向 HYPERLINK /view/670206.htm t _blank 工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED HYPERLINK /view/767315.htm t _blank 陽極流向陰極時，半導體 HYPERLINK /view/51869.htm t _blank 晶體就

35、發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。以下是傳統發(fā)光二極管所使用的 HYPERLINK /view/1896760.htm t _blank 無機半導體物料和所它們發(fā)光的顏色LED材料材料化學式顏色鋁砷化鎵 砷化鎵 砷化鎵磷化物磷化銦鎵 鋁磷化鎵（摻雜氧化鋅)AlGaAs GaAsP AlGaInP GaP:ZnO紅色及紅外線鋁磷化鎵 銦氮化鎵/氮化鎵 磷化鎵 磷化銦鎵鋁 鋁磷化鎵InGaN/GaN GaP AlGaInP AlGaP綠色磷化鋁銦 鎵砷化鎵 磷化物 磷化銦鎵鋁 磷化鎵GaAsPAlGaInP AlGaInP GaP高亮度的橘紅色，橙色，黃色，綠色磷砷化鎵GaAsP

36、紅色，橘紅色，黃色磷化鎵 硒化鋅 銦氮化鎵 碳化硅GaP ZnSe InGaN SiC紅色，黃色，綠色氮化鎵(GaN)綠色，翠綠色，藍色銦氮化鎵InGaN近紫外線，藍綠色，藍色碳化硅(用作襯底)SiC藍色硅(用作襯底)Si藍色藍寶石(用作襯底)Al2O3藍色硒化鋅ZnSe藍色鉆石C紫外線氮化鋁,氮化鋁鎵AlN AlGaN波長為遠至近的紫外線白光LED1993年，當時在 HYPERLINK /view/1554.htm t _blank 日本Nichia Corporation（日亞化工）工作的 HYPERLINK /view/1006999.htm t _blank 中村修二（Shuji Na

37、kamura）發(fā)明了基于寬禁帶半導體材料氮化鎵（GaN）和銦氮化稼（InGaN）的具有商業(yè)應用價值的藍光LED，這類LED在1990 年代后期得到廣泛應用。理論上藍光LED結合原有的紅光LED和綠光LED可產生白光，但白光LED卻很少是這樣造出來的?，F時生產的白光LED大部分是通過在藍光LED(near-UV，波長450nm至470nm)上覆蓋一層淡黃色熒光粉涂層制成的，這種黃色磷光體通常是通過把摻了鈰的釔鋁石榴石(Ce3+:YAG)晶體磨成粉末后混和在一種稠密的 HYPERLINK /view/2248371.htm t _blank 黏合劑中而制成的。當 HYPERLINK /view/1

38、109540.htm t _blank LED芯片發(fā)出藍光，部分藍光便會被這種晶體很高效地轉換成一個 HYPERLINK /view/41199.htm t _blank 光譜較寬（光譜中心約為580nm）的主要為黃色的光。（實際上單晶的摻Ce的YAG被視為閃爍器多于磷光體。）由于黃光會刺激肉眼中的紅光和綠光受體，再混合LED本身的藍光，使它看起來就像白色光，而其的色澤常被稱作“月光的白色”。這種制作 HYPERLINK /view/3857296.htm t _blank 白光LED的方法是由Nichia Corporation所開發(fā)并從1996年開始用在生產白光LED上。若要調校淡黃色光的

39、顏色，可用其它稀土金屬 HYPERLINK /view/26316.htm t _blank 鋱或 HYPERLINK /view/26365.htm t _blank 釓取代Ce3+:YAG中摻入的鈰(Ce)，甚至可以以取代YAG中的部份或全部鋁的方式做到。而基于其光譜的特性，紅色和綠色的對象在這種LED照射下看起來會不及闊譜光源照射時那么鮮明。另外由于生產條件的變異，這種LED的成品的 HYPERLINK /view/1086.htm t _blank 色溫并不統一，從暖黃色的到冷的藍色都有，所以在生產 HYPERLINK /view/460072.htm t _blank 過程中會以其出

40、來的特性作出區(qū)分。另一個制作的白光LED的方法則有點像 HYPERLINK /view/24851.htm t _blank 日光燈，發(fā)出近紫外光的LED會被涂上兩種磷光體的混合物，一種是發(fā)紅光和藍光的銪，另一種是發(fā)綠光的，摻雜了 HYPERLINK /view/239847.htm t _blank 硫化鋅(ZnS)的銅和鋁。但由于紫外線會使黏合劑中的 HYPERLINK /view/59374.htm t _blank 環(huán)氧樹脂裂化變質，所以生產難度較高，而壽命亦較短。與第一種方法比較，它效率較低而產生較多熱(因為StokesShift前者較大)，但好處是光譜的特性較佳，產生的光比較好看。

41、而由于紫外光的LED HYPERLINK /view/44147.htm t _blank 功率較高，所以其效率雖比較第一種方法低，出來的亮度卻相若。最新一種制造白光LED的方法沒再用上 HYPERLINK /view/10297172.htm t _blank 磷光體。新的做法是在 HYPERLINK /view/1454614.htm t _blank 硒化鋅(ZnSe)基板上生長硒化鋅的 HYPERLINK /view/6608909.htm t _blank 磊晶層。通電時其活躍地帶會發(fā)出藍光而基板會發(fā)黃光，混合起來便是白色光。極性發(fā)光二極管的兩根引線中較長的一根為 HYPERLINK

42、 /view/3149135.htm t _blank 正極，應接電源正極。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。LED單向導通性LED只能往一個方向導通（通電），叫作 HYPERLINK /view/4575939.htm t _blank 正向偏置（正向偏壓），當電流流過時，電子與空穴在其內復合而發(fā)出單色光，這叫 HYPERLINK /view/466276.htm t _blank 電致發(fā)光效應，而光線的波長、顏色跟其所采用的半導體材料種類與摻入的元素雜質有關。具有效率高、壽命長、不易破損、開關速度高、高可靠性等傳統光源不及的優(yōu)點。白光LED的發(fā)光

43、效率，在近幾年來已經有明顯的提升，同時，在每千流明的購入價格上，也因為投入市場的廠商相互競爭的影響，而明顯下降。雖然越來越多人使用LED照明作辦公室、家具、裝飾、招牌甚至路燈用途，但在技術上，LED在光電轉換效率(有效照度對用電量的比值)上仍然低于新型的 HYPERLINK /view/434821.htm t _blank 熒光燈，是國家以后發(fā)展民用的去向。特性與 HYPERLINK /view/400812.htm t _blank 白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很?。ㄓ械膬H零點幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調

44、制通過的電流強弱可以方便地調制發(fā)光的強弱。由于有這些特點，發(fā)光二極管在一些光電控制設備中用作光源，在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的 HYPERLINK /view/2038029.htm t _blank 發(fā)光管組成7段式半導體 HYPERLINK /view/556862.htm t _blank 數碼管，每個 HYPERLINK /view/556862.htm t _blank 數碼管可顯示09，10個阿拉伯數字以及A，B，C，D，E，F等部分字母（必須區(qū)分大小寫）。參數 HYPERLINK /view/52538.htm t _blank LED的光學參

45、數中重要的幾個方面就是：光通量、發(fā)光效率、發(fā)光強度、光強分布、波長。發(fā)光效率和光通量發(fā)光效率就是光通量與電功率之比，單位一般為lm/W。發(fā)光效率代表了光源的節(jié)能特性，這是衡量現代光源性能的一個重要 HYPERLINK /view/605645.htm t _blank 指標。發(fā)光強度和光強分布 HYPERLINK /view/52538.htm t _blank LED發(fā)光強度是表征它在某個方向上的發(fā)光強弱，由于LED在不同的 HYPERLINK /view/3065714.htm t _blank 空間角度光強相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強分布特性。這個參數實際意義很大，直接影響到

46、LED顯示裝置的最小觀察角度。比如 HYPERLINK /view/1189063.htm t _blank 體育場館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通 HYPERLINK /view/2614086.htm t _blank 標志燈也要求較大范圍的人能識別。波長對于LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優(yōu)良，而且要注意到紅、黃、藍、綠、白色LED等主要的顏色是否純正。因為在許多場合下，比如交通信號燈對顏色就要求比較嚴格，不過據觀察我國的一些LED信號燈中綠色發(fā)藍，紅色的為深紅，從這個現象來看我們對LED的光譜

47、特性進行專門研究是非常必要而且很有意義的。發(fā)展發(fā)展史發(fā)光二極管（英語：Light-Emitting Diode，簡稱LED） 是一種能將電能轉化為光能的 HYPERLINK /view/19928.htm t _blank 半導體電子元件。這種電子元件早在1962年出現，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他 HYPERLINK /view/766685.htm t _blank 單色光的版本，時至今日能發(fā)出的光已遍及可見光、 HYPERLINK /view/1813.htm t _blank 紅外線及 HYPERLINK /view/598.htm t _blank 紫外線，光度也提高到相

48、當的光度。而用途也由初時作為 HYPERLINK /view/306219.htm t _blank 指示燈、顯示板等；隨著技術的不斷進步，發(fā)光二極管已被廣泛地應用于顯示器、 HYPERLINK /view/8625.htm t _blank 電視機采光裝飾和照明。趨勢隨著行業(yè)的繼續(xù)發(fā)展，技術的飛躍突破，應用的大力推廣，LED的光效也在不斷提高，價格不斷走低。新的組合式管芯的出現，也讓單個LED管(模塊)的功率不斷提高。通過同業(yè)的不斷努力研發(fā)，新型光學設計的突破，新燈種的開發(fā)，產品單一的局面也有望在進一步扭轉?？刂栖浖母倪M，也使得LED照明使用更加便利。這些逐步的改變，都體現出了LED發(fā)光二

49、極管在照明應用的前景廣闊。 HYPERLINK /view/52538.htm t _blank LED被稱為第四代光源，具有節(jié)能、環(huán)保、安全、壽命長、低功耗、低熱、高亮度、防水、微型、防震、易調光、光束集中、維護簡便等特點，可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領域。LED優(yōu)點：電光轉化效率高（接近60%，綠色環(huán)保、壽命長（可達10萬小時）、工作電壓低（3V左右）、反復開關無損壽命、體積小、發(fā)熱少、亮度高、堅固耐用、易于調光、色彩多樣、光束集中穩(wěn)定、啟動無延時；LED缺點：起始成本高、顯色性差、大功率LED效率低、恒流驅動（需專用驅動電路）。 相比之下，各種傳統照明存在一定的

50、缺陷。白熾燈：電光轉化效率低（10%左右）、壽命短（1000小時左右）、發(fā)熱溫度高、顏色單一且色溫低；熒光燈：電光轉化效率不高（30%左右）、危害環(huán)境（含汞等有害元素，約3.5-5mg/只）、不可調亮度（低電壓無法啟輝發(fā)光）、紫外輻射、閃爍現象、啟動較慢、稀土原料漲價（熒光粉占成本比重由10%上升到6070%）、反復開關影響壽命；體積大。高壓氣體放電燈：耗電量大、使用不安全、壽命短、散熱問題，多用于室外照明?，F狀20世紀90年代LED技術的長足進步,不僅是發(fā)光效率超過了白熾燈,光強達到了燭光級,而且顏色也從紅色到藍色覆蓋了整個可見光譜范圍,這種從指示燈水平到超過通用光源水平的技術革命導致各種新

51、的應用,諸如汽車信號燈、交通信號燈、室外全色大型顯示屏以及特殊的照明光源1。發(fā)光二極管應用情況：隨著發(fā)光二極管高亮度化和多色化的進展,應用領域也不斷擴展.從下邊較低光通量的指示燈到顯示屏,再從室外顯示屏到中等光通量功率信號燈和特殊照明的白光光源,最后發(fā)展到右上角的高光通量通用照明光源.2000年是時間的分界線.在2000年已解決所有顏色的信號顯示問題和燈飾問題,并已開始低、中光通量的特殊照明應用,而作為通用照明的高光通量白光照明應用,似乎還有待時日,需將光通量進一步大幅度提高方能實現.當然,這也是個過程,會隨亮度提高和價格下降而逐步實現.11. LED顯示屏自20世紀80年代中期,就有單色和多

52、色顯示屏問世,起初是文字屏或動畫屏.90年代初,電子計算機技術和集成電路技術的發(fā)展,使得LED顯示屏的視頻技術得以實現,電視圖像直接上屏,特別是90年代中期,藍色和綠色超高亮度LED研制成功并迅速投產,使室外屏的應用大大擴展,面積在100300m不等.目前LED顯示屏在體育場館、廣場、會場甚至街道、商場都已廣泛應用,美國時代廣場上的納斯達克全彩屏最為聞名,該屏面積為120英尺90英尺,相當于1005m,由1900萬只超高亮藍、綠、紅色LED制成.此外,在證券行情屏、銀行匯率屏、利率屏等方面應用也占較大比例,近期在高速公路、高架道路的信息屏方面也有較大的發(fā)展.發(fā)光二極管在這一領域的應用已成規(guī)模,

53、形成新興產業(yè),且可期望有較穩(wěn)定的增長1.2. 交通信號燈航標燈采用LED作光源已有多年,目前的工作是改進和完善.道路交通信號燈近幾年來取得了長足的進步,技術發(fā)展較快,應用發(fā)展迅猛,我國目前每年有四萬套左右的訂單,而美國加州在去年一年內就用LED交通信號燈更換了五萬套傳統光源的信號燈,根據使用效果看,壽命長、省電和免維護效果是明顯的.目前采用LED的發(fā)光峰值波長是紅色630nm,黃色590nm,綠色505nm.應該注意的問題是驅動電流不應過大,否則夏天陽光下的高溫條件將會影響LED的壽命1.最近,應用于飛機場作為標燈、投光燈和全向燈的LED機場專用信號燈也已獲成功并投入使用,多方反映效果很好.它

54、具有自主知識產權,獲準兩項專利,可靠性好,節(jié)省用電,免維護,可推廣應用到各種機場,替代已沿用幾十年的舊信號燈,不僅亮度高,而且由于LED光色純度好,特別鮮明,易于信號識別1.鐵路用的信號燈由于品種系列較多,要求光強和視角也各不相同,目前正加緊研制中,估計會逐步研制成功并陸續(xù)投入應用,從數量看,也是一個頗大的市場1.3.汽車用燈超高亮LED可以做成汽車的剎車燈、尾燈和方向燈,也可用于儀表照明和車內照明,它在耐震動、省電及長壽命方面比白熾燈有明顯的優(yōu)勢.用作剎車燈,它的響應時間為60ns,比白熾燈的140ms要短許多,在典型的高速公路上行駛,會增加46m的安全距離1.4.液晶屏背光源LED作為液晶

55、顯示的背光源,它不僅可作為綠色、紅色、藍色、白色,還可以作為變色背光源,已有許多產品進入生產及應用階段.最近,手機上液晶顯示屏用LED制作背光源,提升了產品的檔次,效果很好.采用8個藍色、24個綠色、32個紅色LuxeonLED制成的15in(1in2.5cm)液晶屏的背光源,可達到120W,2500 lm,亮度18000nits(尼特,cd/m2).22液晶屏背光源也已制成,僅為6mm厚,不但混色效果好,顯色指數也達到80以上.目前大型背光源雖處于開發(fā)階段,但潛力很大5.燈飾由于發(fā)光二極管亮度的提高和價格的下降,再加上長壽命、節(jié)電,驅動和控制較霓虹燈簡易,不僅能閃爍,還能變色,所以用超高亮度

56、LED做成的單色、多色乃至變色的發(fā)光柱配以其他形狀的各色發(fā)光單元,裝飾高大建筑物、橋梁、街道及廣場等景觀工程效果很好,呈現一派色彩繽紛、星光閃爍及流光異彩的景象.已有不少單位生產LED光柱達萬米以上,彩燈幾萬個,目前正逐步推廣,估計會逐步擴大單獨形成一種產業(yè)1.6.照明光源作為照明光源的LED光源應是白光,白光LED光源分類如表3,目前作為軍用的白光LED照明燈具,已有一些品種投入批量生產.由于LED光源無紅外輻射,便于隱蔽,再加上它還具有耐振動、適合于蓄電池供電、結構固體化及攜帶方便等優(yōu)點,將在特殊照明光源方面會有較大發(fā)展.作為民間使用的草坪燈、埋地燈已有規(guī)模生產,也有用作顯微鏡視場照明、手

57、電、外科醫(yī)生的頭燈、博物館或畫展的照明以及閱讀臺燈.隨著光通量的提高和價格的下降,應用面將逐步拓展,以完成特殊照明向通用照明的過渡,估計20052010年會進入通用照明領域1.分類發(fā)光二極管還可分為普通單色發(fā)光二極管、高亮度發(fā)光二極管、超高亮度發(fā)光二極管、變色發(fā)光二極管、閃爍發(fā)光二極管、電壓控制型發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管和負阻發(fā)光二極管等。LED的控制模式有恒流和恒壓兩種，有多種調光方式，比如模擬調光和PWM調光，大多數的LED都采用的是恒流控制，這樣可以保持LED電流的穩(wěn)定，不易受VF的變化，可以延長LED燈具的使用壽命。普通單色發(fā)光二極管普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流

58、小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應速度快、壽命長等優(yōu)點，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅動點亮。它屬于電流控制型半導體器件，使用時需串接合適的限流電阻。普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長有關，而發(fā)光的波長又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導體材料。紅色發(fā)光二極管的波長一般為650700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長一般為630650 nm ，橙色發(fā)光二極管的波長一般為610630 nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長一般為585 nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長一般為555570 nm。 常用的國產普通單色發(fā)光二極管有BT（廠標 HYPERLINK /view/514830.htm t _blank 型號）系列、

59、FG（部標型號）系列和2EF系列，見表4-26、表4-27和表4-28。常用的進口普通單色發(fā)光二極管有SLR系列和SLC系列等。高亮度單色發(fā)光二極管高亮度單色發(fā)光二極管和超高亮度單色發(fā)光二極管使用的半導體材料與普通單色發(fā)光二極管不同，所以發(fā)光的強度也不同。通常，高亮度單色發(fā)光二極管使用砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，超高亮度單色發(fā)光二極管使用磷銦 HYPERLINK /view/34646.htm t _blank 砷化鎵（GaAsInP）等材料，而普通單色發(fā)光二極管使用 HYPERLINK /view/158655.htm t _blank 磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（GaAsP）等材料。常

60、用的高亮度紅色發(fā)光二極管的主要參數見表4-29，常用的超高亮度單色發(fā)光二極管的主要參數見表4-30。變色發(fā)光二極管變色發(fā)光二極管是能變換發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。變色發(fā)光二極管發(fā)光顏色種類可分為雙色發(fā)光二極管、三色發(fā)光二極管和多色（有紅、藍、綠、白四種顏色）發(fā)光二極管。變色發(fā)光二極管按引腳數量可分為二端變色發(fā)光二極管、三端變色發(fā)光二極管、四端變色發(fā)光二極管和六端變色發(fā)光二極管。常用的雙色發(fā)光二極管有2EF系列和TB系列，常用的三色發(fā)光二極管有2EF302、2EF312、2EF322等型號。閃爍發(fā)光二極管閃爍發(fā)光二極管（BTS）是一種由CMOS集成電路和發(fā)光二極管組成的特殊發(fā)光器件，可用于報警指示及