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新聞資訊 / NEWS
LED顯示屏
來(Come)源: | 作(do)者:advertising-100 | 發布時(hour)間: 2014-09-24 | 919 次浏覽 | 分享到(arrive):
LED顯示屏
新型LED顯示屏件有功耗低、亮度高、壽命長、尺寸小等優點，本文從LED顯示器件的(of)發展簡史開始，探讨了(Got it)表面貼裝 LED、汽車應用(use)中的(of)LED和(and)照明用(use)LED的(of)發展趨勢，對于(At)從事顯示器件開發的(of)中國工程師有一(one)定參考價值。 全球**款商用(use)化發光二極管(LED)是(yes)在(exist)1965年用(use)鍺材料作(do)成的(of)，其單價爲(for)45美元。随後不(No)久Monsanto和(and)惠普公司也推出(out)了(Got it)用(use)GaAsP材料制 作(do)的(of)商用(use)化LED。這(this)些早期的(of)紅色LED每瓦大(big)約能提供0.1流明(lumens)的(of)輸出(out)光通量，比一(one)般的(of)60至100瓦白熾燈的(of)15流明要(want)低上100 倍。 1968年，LED的(of)研發取得了(Got it)突破性進展，利用(use)氮摻雜工藝使GaAsP器件的(of)效率達到(arrive)了(Got it)1流明/瓦，并且能夠發出(out)紅光、橙光和(and)黃色光。到(arrive)1971，業界 又推出(out)了(Got it)具有相同效率的(of)GaP綠色裸片LED。 1972年開始有少量LED顯示屏用(use)于(At)鍾表和(and)計算器。全球首款采用(use)LED的(of)手表較初還是(yes)在(exist)昂貴的(of)珠寶商店出(out)售的(of)，其售價竟然高達2,100美元。幾乎與此 同時(hour)，惠普與德州儀器也推出(out)了(Got it)帶7段紅色LED顯示屏的(of)計算器。 到(arrive)20世紀70年代，由于(At)LED器件在(exist)家庭與辦公設備中的(of)大(big)量應用(use)，LED的(of)價格直線下跌。事實上，LED是(yes)那個(indivual)時(hour)代主打的(of)數字與文字顯示技術。然而在(exist)許 多商用(use)設備中，LED顯示屏也逐漸受到(arrive)了(Got it)來(Come)自其它顯示技術的(of)激烈競争，如液晶、等離子體和(and)真空熒光管顯示器。 這(this)種競争性激勵LED制造商進一(one)步拓展他(he)們(them)的(of)産品類型，并積極尋求LED具有明顯競争優勢的(of)應用(use)領域。此後LED開始應用(use)于(At)文字點陣顯示器、背景圖案用(use)的(of) 燈栅和(and)條線圖陣列。數字顯示屏的(of)尺寸和(and)複雜度在(exist)不(No)斷增長，從2位數字到(arrive)3位甚至4位，從7段數字到(arrive)能夠顯示複雜的(of)文字與圖案組合的(of)14或16段陣列。到(arrive) 1980年制造商開始提供智能化的(of)點陣LED顯示屏。 80年代早期的(of)重大(big)技術突破是(yes)開發出(out)了(Got it)AlGaAs LED，它能以(by)每瓦10流明的(of)發光效率發出(out)紅光。這(this)一(one)技術進步使LED能夠應用(use)于(At)室外運動信息發布以(by)及汽車中央高位安裝停止燈(CHMSL)設備。 1990年，業界又開發出(out)了(Got it)能夠提供相當于(At)較好的(of)紅色器件性能的(of)AlInGaP技術，這(this)比當時(hour)标準的(of)GaAsP器件性能要(want)高出(out)10倍。 今天，較亮的(of)材料應是(yes)透明基底AlInGaP。在(exist)1991年至2001年期間，材料技術、裸片尺寸和(and)外形方面的(of)進一(one)步發展使商用(use)化LED的(of)光通量提高了(Got it)将 近20倍。 對高強度藍光LED的(of)不(No)斷研發産生(born)了(Got it)好幾代亮度越來(Come)越高的(of)器件。在(exist)1990年左右推出(out)的(of)基于(At)碳化矽(SiC)裸片材料的(of)LED效率大(big)約是(yes)0.04流明/ 瓦，發出(out)的(of)光強度很少有超過15毫堪(millicandel)的(of)。90年代中期的(of)技術突破實現了(Got it)**個(indivual)基于(At)GaN的(of)實用(use)LED。現在(exist)還有許多公司在(exist)用(use)不(No) 同的(of)基底如藍寶石和(and)SiC生(born)産GaN LED，這(this)些LED能夠發出(out)綠光、藍光或紫羅蘭等顔色。高亮藍色LED的(of)發明使真彩廣告顯示屏的(of)實現成爲(for)可能，這(this)樣的(of)顯示屏能夠顯示真彩、全運動的(of)視頻圖 像。 藍光LED的(of)出(out)現使人(people)們(them)還能利用(use)倒行轉換的(of)磷光材料将較高能量的(of)藍光部分地(land)轉換成其它顔色。将藍光與轉換磷的(of)黃光整合在(exist)一(one)起就能得到(arrive)白光，而整合适當數量 的(of)藍光與紅橙磷(reddish orange phospher)則可以(by)産生(born)略帶桃色或紫色的(of)色彩。現在(exist)僅用(use)LED光源就能完全覆蓋CIE色度曲線中的(of)所有飽和(and)顔色，并且各種顔色LED與磷的(of)有機整合 幾乎能夠毫無限制地(land)産生(born)任何顔色。 在(exist)可靠性方面，LED的(of)半衰期(即光輸出(out)量減少到(arrive)較初值一(one)半的(of)時(hour)間)大(big)概是(yes)1萬到(arrive)10萬小時(hour)。相反，小型指示型白熾燈的(of)半衰期(此處的(of)半衰期指的(of)是(yes)有一(one)半 數量的(of)燈失效的(of)時(hour)間)典型值是(yes)10萬到(arrive)數千小時(hour)不(No)等，具體時(hour)間取決于(At)燈的(of)額定工作(do)電流。 表面貼裝LED顯示屏 爲(for)了(Got it)利用(use)自動化組裝技術降低制造成本，從20世紀80年代開始業界逐漸推廣使用(use)表面貼裝器件(SMT)，90年代這(this)一(one)技術得到(arrive)了(Got it)進一(one)步強化。較初的(of)SMT LED作(do)爲(for)低功率器件被主要(want)用(use)于(At)指示設備和(and)手機鍵盤的(of)照明，後來(Come)又開發出(out)大(big)功率的(of)SMT器件用(use)于(At)汽車面闆照明、刹車燈，并擴展用(use)于(At)專業和(and)一(one)般的(of)照明設備。 SMT是(yes)蜂窩/PCS電話機的(of)主要(want)技術要(want)求，現在(exist)看來(Come)這(this)一(one)市場仍具有極大(big)的(of)發展潛力。2001年全球手機的(of)制造量大(big)約有3.8億部，據預測今年的(of)制造量将 上升到(arrive)4.3億部，到(arrive)2005年将達到(arrive)5.2億部。一(one)部手機平均要(want)使用(use)10個(indivual)表貼型LED，也即意味着僅手機市場對LED的(of)需求就達到(arrive)了(Got it)40億個(indivual)。 手機功能的(of)不(No)斷升級也進一(one)步刺激了(Got it)對更高性能LED的(of)需求。确切說，手機設計人(people)員需要(want)多種多樣的(of)LED，包括更高亮度的(of)單色LED器件、真彩LCD顯示屏 (特别是(yes)第2.5代和(and)第3代手機的(of)LCD)背景光源用(use)的(of)白色LED以(by)及實現産品差異化所需的(of)藍色和(and)紫羅蘭色等特殊色LED。同時(hour)，由于(At)手機的(of)複雜度越來(Come)越 高，體積也越來(Come)越小，有更多的(of)用(use)戶對LED提出(out)了(Got it)更薄更小外形包裝的(of)要(want)求。 特别是(yes)越來(Come)越多的(of)人(people)希望高性能LED能提供“芯片LED”的(of)表貼封裝，即工業标準的(of)1.6×0.8mm外形尺寸。 話機制造商要(want)求對LED的(of)顔色與強度進行分類，以(by)确保背景光源設備能與用(use)戶需求取得高度一(one)緻。這(this)樣做能使LED非常适合用(use)于(At)背景光源設備，即LCD、按 鍵、前面闆、符号與鍵盤背景照明等，因爲(for)這(this)些設備上顔色與光強度的(of)和(and)諧統一(one)非常重要(want)。 汽車應用(use)中的(of)LED 在(exist)汽車内外，照明設備中用(use)得較多的(of)還是(yes)白熾燈，但設計師與汽車制造商正在(exist)逐漸采納LED，開始時(hour)LED可能隻用(use)于(At)豪華型汽車，但慢慢會過渡到(arrive)大(big)多數汽車 上。LED的(of)較大(big)賣點之一(one)是(yes)具有很長的(of)平均無故障工作(do)時(hour)間(MTBF)，LED照明器件的(of)使用(use)壽命一(one)般都要(want)超過汽車本身的(of)壽命。 有很多種LED産品，其封裝和(and)器件适合儀表闆、空調、收音機和(and)電子開關等汽車内部照明設備使用(use)。例如那些SMT器件就非常适合汽車儀表闆使用(use)。多用(use)途的(of) 3mm和(and)5mm注塑燈仍是(yes)汽車内部照明設備和(and)外部照明設備的(of)候選産品，目前這(this)些器件已被廣泛應用(use)于(At)中央高位安裝停止燈(CHMSL)設備中。 對内部和(and)外部照明設備來(Come)說，LED汽車燈裝置與白熾燈裝置的(of)熱設計有很大(big)不(No)同。這(this)是(yes)因爲(for)白熾燈會産生(born)相當大(big)的(of)熱量，而白熾燈泡能承受這(this)樣的(of)高溫環境。 LED燈陣列所産生(born)的(of)熱量一(one)般要(want)比白熾燈少，但LED燈的(of)較大(big)内部溫度必須保持在(exist)推薦的(of)上限範圍以(by)内才能保持LED的(of)可靠工作(do)，如果超出(out)LED燈的(of)較高結 溫，就可能由于(At)環氧材料的(of)膨脹而導緻導線粘結劑或被擡高的(of)LED裸片發生(born)突發性故障。在(exist)濕度比較高的(of)熱循環或加強型熱循環環境中，這(this)些故障會顯得尤其突 出(out)。 LED燈的(of)較大(big)内部結溫受限于(At)環氧封裝材料的(of)熱膨脹特性。與汽車白熾信号燈設計相比，由于(At)存在(exist)較大(big)結溫的(of)限制，LED汽車信号燈設計必須認真考慮熱設計問 題。 用(use)于(At)照明的(of)LED 傳統LED燈中使用(use)的(of)芯片是(yes)0.25×0.25mm大(big)小，而照明用(use)的(of)LED一(one)般都要(want)在(exist)1.0× 1.0mm以(by)上。專注于(At)結構化裸片成型的(of)設計工作(do)-台式結構、倒金字塔結構和(and)倒裝芯片設計能夠改善LED的(of)發光效率，從而使芯片發出(out)更多的(of)光。 封裝設計方面的(of)革新包括将高傳導率的(of)金屬塊用(use)作(do)基底、倒裝芯片設計和(and)裸盤澆鑄式引線框等，這(this)些方法都能設計出(out)可高功率、低熱阻的(of)器件，而且這(this)些器件能比以(by) 前的(of)器件照度更大(big)。 目前一(one)個(indivual)典型的(of)高光通量LED器件能夠産生(born)幾流明到(arrive)數十流明的(of)光通量。更新的(of)設計可以(by)在(exist)一(one)個(indivual)器件中集成更多的(of)LED，或者在(exist)單個(indivual)組裝件中安裝多個(indivual)器件，從 而使輸出(out)的(of)流明數相當于(At)小型白熾燈。例如，一(one)個(indivual)高功率的(of)12芯片單色LED器件能夠輸出(out)200流明的(of)光能量，所消耗的(of)功率在(exist)10到(arrive)15瓦之間。 LED已經被廣泛應用(use)于(At)各種照明設備中，如電池供電的(of)閃光燈、微型聲控燈、安全照明燈、室内室外道路和(and)樓梯照明燈以(by)及建築物與标記連續照明燈。