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1、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(Light Emitting Diode;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
2、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(Light Emitting Diode，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
3、：無須暖燈時間(idling time)、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
4、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450680nm 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850950nm 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13001550nm 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
5、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
6、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，且驅動電壓和反應時間都比CCFL和普通燈泡來的少，用久也較不易發熱，LCD液晶顯示器又有視角上的缺點，現在的顯示器雖然還未全被LED所取代，但相信在不久的將來LED會慢慢取代CCFL和LCD。,
