LED显示器原理与构造.ppt

LED顯示器原理與構造 南台科技大學許博起49514049 前言LED發光原理LED構造和應用範圍LED和LCD顯示器原理LED顯示器構造LED背光源的應用與比較結論 前言 隨著時代的進步 LED慢慢成為我們生活上不可或缺的產品或副產品 現在LED不只運用在普通照明上 也用在高科技產品上 如顯示器 手機 等 利用LED的省電 發光效率好 環保的特點來創造更環保更美好的為來 LED原理 發光二極體 LightEmittingDiode LED 是一種固態的半導體元件 用二極體內分 的2個載子 分別為帶負電的電子與帶正電的電 相互結合而產生光子 屬於 光發光 同於鎢絲燈泡的熱發光原 只要在LED元件 端通入極小電 可發光 LED的物理關係 在LED內一部分是P型半導體 它 面電 佔主導地位 另一端是N型半導體 在這邊主要是電子 在 接起 的時候 它們之間就形成一個PN結 當電 通過 電子就會被推向P區 在P區 電子跟電 複合 電子會跌 到較低的能階 同時以光子的模式釋放出能 而它所發出光的波長會決定顏色 然而波長又是由他所用的材 決定的 LED內部做動原理 LED構造 發光二極體 LightEmittingDiode LED 為通電時可發光的電子元件 為半導體材料製成的發光元件 材料使用III V族化學元素 如 氮化鎵 GaN 磷化鎵 GaP 砷化鎵 GaAs 等 LED最大的特點在於 無須暖燈時間 idlingtime 反應速度很快 約在10 9秒 體積小 省電 污染低 適合量產 具高可靠度 容易配合應用上的需要製成極小或陣列式的元件 適用範圍頗廣 如汽車 通訊產業 電腦 交通號誌 顯示器等 LED又可以分成上 中 下游 從上游到下游 產品在外觀上差距相當大 上游是由磊晶片形成 這種磊晶片長相大概是一個直徑六到八公分寬的圓形 厚度相當薄 就像是一個平面金屬一樣 LED發光顏色與亮度由磊晶材料決定 且磊晶佔LED製造成本70 左右 對LED產業極為重要 LED材料和顏色關係 發展初期 採用砷化鎵 GaAs 的發光二極體只能發出紅外線或紅光 隨著材 科學的進步 各種顏色的發光二極體 現今皆可製造 種類與應用 可見光波長範圍450 680nm一般亮度 家電 指示光源 室內顯示高亮度 大型看板 交通號誌 手機背光源 室內顯示 汽車外部燈 車用指示燈 大型LCD背光源 不可見光波長範圍短波長紅外光850 950nm紅外線無線通訊 資訊家電產品資料整合傳輸 遙控器 感測器長波長紅外光1300 1550nm短距離光纖之通訊光源 LED與LCD顯示器原理 LCD就是液晶 也就是薄膜電晶體液晶顯示器 是利用電場改變液晶的排列方向來驅動螢幕 同時由於液晶本身不發光 所以LCD需要背光模組CCFL 冷陰極燈管 相較之下 LED 發光二極體 就簡單的多 LED螢幕是在ITO導電玻璃上塗佈具有電子層和電洞層的有機材料 外加一個電壓後電子層的電子和電洞層的電洞相互結合便會發出可見光 這就是LED顯示器的基本原理 由於LED發光二極體本身有自發光性 所以無需背光模組 不但較為省電 而且厚度可以比LCD減少許多 又由於LCD因為液晶排列方向的問題 有視角上的限制 但LED並無視角限制 LCD顯示器背光模組 LCD背光模組由彩色濾光膜 玻璃板 薄膜電晶體 透明電板 菱鏡 導光板 背光源所組成 LED顯示器背光模組 背光模組的設計 主要由LED 導光板 兩片稜鏡片 兩片擴散板及外框所組成 由發光二極體LED組成的顯示屏 每個點都是一個或多個發光二極體 透過控制電 去控制二極體的明滅 控制點的發光 進而使整個大螢幕顯示圖案 LED背光源的應用與比較1 1 LED的光源反應速 非常快 可以幫助LCD消除脫尾現象 2 LED是 色環保產品 含汞 CCFL中含有汞 發光時產生微 射光線 符合環保要求 3 LED使用溫 範圍廣 低電壓 耐重擊 抗震性好 4 CCFL需要高壓交 電驅動 由於溫 高導致許多背光的LCD產品在使用幾 後螢幕發黃 明顯變暗 影響LCD使用壽命 5 LED由於低耗功 發熱少 平均使用壽命 長 而普通的CCFL背光源的壽命在3 5萬小時 脫尾現象 LED背光源的應用與比較2 漏光 背光源色彩飽和比較 結論 LED燈泡壽命長 且驅