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LED技术全面解析2

LED之家  于2009-01-06 20:58:56  http://www.ledjia.com/ledhangye/viewarticle.php?id=50


白光LED的发光原理

  而在LED发光技术的发展史上,白光型LED的出现,则成为LED进入快速发展阶段的重要突破。在上世纪末,受到荧光灯发光原理的启发,LED厂家通过在高亮度蓝光LED管芯上加一层荧光粉,用蓝光激发荧光粉发出白光的LED发光元件。此外,通过采用不同的荧光粉,可发出色温为4500~10 000K及色温为2850~3800K的多种白光LED,也让白光LED具备了成为新一代亚博app客服设备的能力。目前,白光LED的发光效率大都已超过30流明/W,某些产品已超过50流明/W的水平,具备了正式大规模实用化的基础。


白炽灯、荧光灯和LED灯光效率的发展趋势

  经过这么多年的发展,LED亚博app客服发光技术已经便成为一种相对成熟的事物,市面上不仅有能发出各种色彩的LED产品,也出现了大量可以用于直接亚博app客服的LED产品,此外,在显示领域,LED产品也经历了从单色到彩色,从低分辨的文字到高分辨率图像显示的进化过程,正在日益影响着我们的生活和工作。

  LED产品一览

由于LED在最初是被当作一种发光元件而生产的,因此,LED技术生来就和光明结下了不解之缘。而目前存在的各种LED产品,也可以按照用途的不同,大致可以分为:LED指示/亚博app客服设备和LED显示成像设备两大类。

  LED亚博app客服设备

  LED的最大价值还是体现在亚博app客服领域。由于LED发光技术全面超越传统光源,因此许多人都看好未来LED在亚博app客服市场的机会,根据据CIR预测,全球LED市场将从2004年的32亿美元,增长至2008年的56亿美元,其中,高亮度LED市场产值将由16亿美元增至26.4亿美元,超高亮度LED市场则将从2006年起快速成长,并于2008年占到全球市场22%的份额
而令LED拥有如此广阔之商业运营前景的最关键原因,则在于其高度节能的独特特性。作为第三代半导体亚博app客服材料,LED的寿命是普通白炽灯的100倍,耗能却远比白炽灯小,更换成本也更低,并具备体积小、安全、无污染、免维护、响应速度快等附属优点。

  由于体积小、配置灵活,理论上LED亚博app客服设备可以做成任意想要的形式。因此可以预见,在未来亚博app客服市场上,LED光源将成为人们的新宠。

  LED成像设备

  在90年代中期,伴随着高发光效率LED元器件的成熟,市场开始出现了一种新型的显示设备——大屏幕LED显示器,在各种公共场合,例如车站、证券交易大厅、我们都能看到这种LED显示设备。

  这种模块化的LED显示设备,主要是用来满足永久或者临时性的大面积显示的需要。例如在一些演唱会、晚会、发布会的现场,为了更好的烘托的气氛,就需要一整块当作背景使用的显示设备,而在LED显示器出现以前,这几乎是一个不可能完成的任务。而在户外显示方面,传统的霓虹灯虽然亮度较好,也可以做出非常漂亮的效果,但是充其量也只是灯具而不是显示设备,不能实现多样化并且灵活的显示功能,也受到了越来越多广告主的不满,因此模块化大屏幕LED显示屏的出现,正好满足了他们的需求。


上海残奥会开幕式上的大型LED显示屏

  正是基于这种需要,这种LED显示设备采用了模块化设计,一般一个矩形模块的大小在0.25平米-1平米之间,通过若干模块的排列组合,可以组建出各种尺寸的显示面积。除了组装成面积不等的平面显示器,通过合理的设计,还可以利用LED屏搭建出立体的显示器,例如可以做成一个6面同时显示的立方体显示器,并且通过屏幕控制装置,实现6面独立显示或者整体显示的效果,使用起来非常灵活。

  和基本的LED显示设备不同的是,模块化LED可以显示出完整的全彩色图像,在一定的观看距离上,观众可以得到接近传统显示器的图像效果,而这主要得益于它的像素结构。从微观上看,模块化LED显示设备采用了和平板电视非常类似的像素结构,即每一个像素点都是由可以发出R/G/B单色光的LED元件组成,通过3种原色的排列组合,每个像素就可以发出各种色彩的光。


U2 vertigo演唱会中使用到的LED显示屏,由于点距较大,所以图像较粗糙

  由于定位于大面积显示,所以模块化LED显示屏的每个像素之间的距离要比电视机、显示器等设备大很多。因此在这类设备上,并不像一般显示设备那样用分辨率来表示清晰度,而是用每个像素点之间的点距来表示。通常来说,用于室内的LED屏一般的点距在10毫米之内,8毫米属于中等偏上,而6毫米的则是效果最好的产品,不过相应的售价也比较高。室外用LED屏的点距则要大不少,一般有10毫米、16毫米等规格,但是室外屏在防水防尘效果上要好于室内屏。

  近几年,模块化LED显示屏在全球范围内都得到了非常广泛的应用,其超高的显示亮度、灵活的搭配方式得到了绝大多数人士的认可,已经成为户外显示设备的主力品种,并且在活动、演出、展览展示等行业得到了广泛的应用。

LED技术在显示领域的应用

  由于LED的优良发光特性,LED元件不仅可以做成直接显示的设备,近年来,LED也被逐渐引入到现有的平板显示技术中,特别是液晶显示技术,非常有可能下一个被LED所垄断的产业。LED背光源的色彩饱和度较佳,响应时间极快,漏光效果较弱。如果通过增加对比、进行区域控制等手段,性能要大大优于冷阴极荧光灯(CCFL)。而且冷阴极荧光灯含有汞等有害物质,LED相较之下更具环保优势。LED已经在很多移动设备所使用的小尺寸面板中普及。而笔记本电脑和液晶电视等大尺寸面板用背光源将是LED产业下一个重量级应用。

  目前LED技术在液晶领域的应用,主要是利用LED发光元件替代以前的CCFL荧光灯光源,作为液晶显示设备的背光源。而如果要再次细分的话,又可以按照LED发出的光源色彩,分成白光LED背光源和RGB-LED背光源两种。

  白光LED背光源技术

  在上文中,我们曾经提到过LED在发展过程中的突破之一就是实现了可发出白色光的目标。在液晶显示设备的成像原理中,背光源发出的白光,经过液态晶体层后,再通过R/G/B彩色滤光膜,变成独立的原色。在这一过程中,决定最后液晶显示设备色彩的关键并不是液态晶体层,而是背光源的发光质量。背光源的光谱中RGB每种原色光的纯度越高,在最后才能还原出越纯正的原色,只有还原出纯正的RGB三原色,才能调配出纯正而且真实的色彩效果。

  传统的CCFL光源在发光质量上并不理想,因此还原不出非常纯正的色彩,用色域范围来衡量的话,一般就在NTSC等比的72%左右,即使是通过采用改进型的CCFL光源,也只能达到NTSC等比90%左右的色域范围,这就造成现实世界中鲜艳、真实的色彩无法在液晶电视上还原,从而影响了图像质量。而通过采用高发光质量的白色LED背光源,液晶电视的色域范围可以轻松达到NTSC等比100%左右,对色彩效果提升作用明显。


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