LED光源技术在DLP显示中的作用

《LED光源技术在DLP显示中的作用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、LED光源技术在DLP显示中的作用概要本白皮书将探讨发光二极管(LightEmittingDiode；LED)技术及其应用于电视机产品所造成的影响。本文将着重该技术的用优势与挑战，及其应用于DLP产品的特殊优势。,LED就被应用在包括手表、计算器、遥控器、指示灯在内的各种常见产品和家用设备。LED技术发展迅速，随着亮度和效率的不断提高，新的应用更是层出不穷。LED历史自20世纪初期，科学家们就不断寻找能够发光的各种物质o1907年，亨利•约瑟夫•让德发现碳化硅(SiC)能够发光。在接下来的50年中，不断冇科学家发现能够发光的化合物。

2、到了20世纪50年代，随着对佛化稼(GaAs)研究的不断深入，LED的发现终于水到渠成。①贝尔实验室、惠普、IBM、孟山都及RCA等公司在20世纪60年代首先开始了LED的研究。惠普和孟山都最先在1968年推出了基于镣碑磷的商用红光LEDo在70年代早期，随着徳州仪器、惠普和Sinclair等公司推出计算器和电子表等全新的产品，LED并延续］应用眾增。其它诸如指示灯和字母数字显示器等应用很快成为LED的主流应川,今。②LED技术背景顾名思义，LED就是会发光的二极管。二极管是最基木的半导体纽件，其作用是在•泄可控的范围内导电。最简单

3、的二极管由电的不良导体构成，并对其进行改性(掺杂)以增加口由电了。高电了含量材料(称为N型材料)与低电子含量材料(称为P型材料)相连，为自由电了流动建立了通路。这个连接被称为PN连接。ILED就是拥冇PN连接的二极管半导体，在通电后释放光子。该过程被称为注入发光，发生于电了从N型材料填充到P型材料低能量孔的过程中。高能电子进入低能量孔时会释放能量，产牛•光子。P型和N型材料层所使用的材料，以及两者之间的间距决定了工成光线的波长和能最水平。有多种材料可以用来牛产LED,而目前比较普遍的应用是碑化铝镇(AIGaAs)、磷化铝钢铢(All

4、nGaP)和氮化钢W(lnGaN)0磷化铝锢镣•般用来产牛红光和黄光；而氮化锢镣一般用来产生蓝光和绿光——这些材料生成的光子都在可视光谱Z内o结合新的生产架构，它们可以被做成极亮的LED,用于•般照明和汽车照明。…些架构开始应用额外的磷化物以牛•成门光，凭借极低的能量消耗和更长的寿命与普通【I炽灯和荧光灯展开竞争。全球LED产量已达每月40亿只左右,主要生产厂商集中在台湾、日本和美国，而台湾地区以占全球总产量50%的份额居于首位。多数厂家只是对LED品粒进行封装,只有少数儿家有能力实际牛•产LED品粒。图1描述了LED市场中低亮度和

5、高亮度LED各自所占的份额。③LED技术突破近来晶粒材料和封装牛产方面的创新使LED亮度达到极高水平。基板使用了新的材料，提高了导热性能，从而吸收更多的能量，发出更壳的光。亮度的提升带来了新的LED应用，如汽车照明、交通信号，以及最新的电视显示屏。图2描述了新的架构。磷化铝钢傢和氮化钢锈牛产水平的显着提升使蓝光和绿光的亮度分别得以捉高，而其它颜色(如琥珀和青色)也随即问世。这些改进使整个系统能以等同于利用普通灯泡技术的亮度忠实地再现色彩，J1.寿命更氏。英它的性能改进包括系统层的特性，如瞬时显像，无水银，无色彩刷新伪像，动态可调亮度

6、，以及更宽的色域。图3将LED和通用参考标准(Rec.709)的色域范围作了比较。LED照明的色域非常宽(比高清电视的色彩标准宽40%),因而色彩的忠实度更高。对于寿命和色彩还原度都有极高要求的电视机产品而言，LED技术尤其具有吸引力。随着LED技术的持续发展，•其対于电视机产业的影响也与H俱增。图4描述了LED技术的演进，以及未來儿年的亮度效率。④LED技术挑战控制LED晶粒的热稳定性是LED发旋旋光性能和稳定性的关键所在。LE架构发出的漫射光从PN结构的表而和四周射向各个方向(在180度空间内均匀分布)。尽,这看起来效率很高，但

7、实际上大部分光都被邻近的晶粒、基板，或者其它LED表面吸收了。这-吸收造成了整个LED装置热负荷的增加。为了获得最大的光输出和可靠性，热的问题必须妥善处理。此外，对于需要将光能集中到小型显示设备(如DLP高清电视)成像的应用而言，任何超出系统光沖径角的光都不町川，且还有町能造成热度并增加系统能耗。因此控制对光的吸收，将光的发散形状和系统的光学径和相对应并提升热效率，将热从晶粒中发散岀去，对于提高LED的产出和可用性都至为关键。对于传统的应用而言，LED—般以连续波的模式驱动（100%负载循坏）。但对髙亮度应用而言，这•模式并没有优势

8、。由于PN连接的平均温度决定了LED的输出亮度和寿命，因此需要以较小的负载循环来驱动LED。负载循环小了Z后，LED的电流负载可以更高，并在PN连接平均温度较低的情况下增加光的输出。实现这一点的挑战在于，驱动电路必须能产牛•快速变换的