5屏幕性能

編輯

      超高亮度

紅A1GaAsLED與GaAsP-GaP LED相比，具有更高的發(fā)光效率，透明襯低(TS)A1GaAs LED(640nm)的流明效率已接近10lm/w，比紅色GaAsP-GaP LED大10倍。超高亮度InGaAlP LED提供的顏色與GaAsP-GaP LED相同包括：綠黃色(560nm)、淺綠黃色(570nm)、黃色(585nm)、淺黃(590nm)、橙色(605nm)、淺紅(625nm深紅(640nm)。透明襯底A1GaInP LED發(fā)光效率與其它LED結構及白熾光源的比較，InGaAlP LED吸收襯底(AS)的流明效率為101m/w，透明襯底(TS)為201m/w，在590－626nm的波長范圍內比GaAsP-GaP LED的流明效率要高10－20倍；在560－570的波長范圍內則比GaAsP-GaP LED高出2－4倍。超高亮度InGaN LED提供了蘭色光和綠色光，其波長范圍蘭色為450－480nm，蘭綠色為500nm，綠色為520nm；其流明效率為3－151m/w。超高亮度LED的流明效率已超過了帶濾光片的白熾燈，可以取代功率1w以內的白熾燈，而且用LED陣列可以取代功率150w以內的白熾燈。對于許多應用，白熾燈都是采用濾光片來得到紅色、橙色、綠色和蘭色，而用超高亮度LED則可得到相同的顏色。AlGaInP材料和InGaN材料制造的超高亮度LED將多個(紅、蘭、綠)超高亮度LED芯片組合在一起，不用濾光片也能得到各種顏色。包括紅、橙、黃、綠、藍，其發(fā)光效率均已超過白熾燈，正向熒光燈接近。發(fā)光亮度已高于1000mcd，可滿足室外全天候、全色顯示的需要，用LED彩色大屏幕可以表現(xiàn)天空和海洋，實現(xiàn)三維動畫。新一代紅、綠、藍超高亮度LED達到了前所未有的性能，可以實現(xiàn)拼接顯示，采用BSV液晶拼接技術實現(xiàn)大畫面高亮度顯示。

大屏幕顯示

大屏幕顯示是超高亮度LED應用的另一巨大市場，包括：圖形、文字、數(shù)字的單色、雙色和全色顯示。在表2中列出了LED顯示的各種用途。傳統(tǒng)的大屏幕有源顯示一般采用白熾燈、光纖、陰極射線管等；無源顯示一般采用翻牌的方法。表3列出了幾種顯示的性能比較。LED顯示曾一直受到LED本身性能和顏色的限制。如今，超高亮度AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaN LED已能夠提供明亮的紅、黃、綠、藍各種顏色，可完全滿足實現(xiàn)全色大屏幕顯示的要求。LED顯示屏可按像素尺寸裝配成各種結構，小像素直徑一般小于5mm，單色顯示的每個像素用一個T-1(3/4)的LED燈，雙色顯示的每個像素為雙色的T-1(3/4)的LED燈，全色顯示則需要3個T-1紅、綠、藍色燈，或者裝配一個多芯片的T-1(3/4)的LED燈作為一個像素。大像素則是通過把許多T-1(3/4)紅、綠、藍色LED燈組合在一起構成的。用InGaN(480nm)藍、InGaN(515nm)綠和ALGaAs(637nm)紅LED燈作為LED顯示的三基色，可以提供逼真的全色性能，而且具有較大的顏色范圍包括：藍綠、綠紅等，與國際電視系統(tǒng)委員會(NTSC)規(guī)定的電視顏色范圍基本相符。

色彩豐富

適用性強，色彩豐富：由三基色（紅、綠、藍）顯示單元箱體組成，紅、綠、藍256級灰度構成16777216種顏色，使電子屏實現(xiàn)顯示色彩豐富、高飽和度、高解析度、顯示頻率高的動態(tài)圖像；適用范圍：政府廣場、休閑廣場、繁華商貿中心、廣告信息發(fā)布牌、商業(yè)街、火車站、體育場館（UNILUMIN大運會）等。

發(fā)熱散熱

隨著近些年來LED技術作為新一代照明技術受到了廣泛關注，LED功率加大，散熱問題也就越來越被人重視。經(jīng)研究人員長期觀察發(fā)現(xiàn)，這是因為LED的光衰或其壽命是直接和其結溫有關，散熱不好結溫就高，壽命就短。

與以往使用的白熾燈和熒光燈不同，它們的能量損失雖大，但是大部分能量都是通過紅外線直接放射出去，光源的發(fā)熱少；而LED，除了作為可視光消耗的能量，其它能量都轉換成了熱。又由于電子產品逐漸向高密度，高集成度發(fā)展，Led產品也不例外，所以解決Led散熱問題成為當今提高Led性能，發(fā)展Led產業(yè)的主要問題。

LED發(fā)熱的原因：

LED發(fā)熱的原因是因為所加入的電能并沒有全部轉化為光能，而是一部分轉化成為熱能。LED的光效只有100lm/W，其電光轉換效率大約只有20~30%左右。也就是說大約70%的電能都變成了熱能。

具體來說，LED結溫的產生是由于兩個因素所引起的：

1．內部量子效率不高，也就是在電子和空穴復合時，并不能100%都產生光子，通常稱為由“電流泄漏”而使PN區(qū)載流子的復合率降低。泄漏電流乘以電壓就是這部分的功率，也就是轉化為熱能，但這部分不占主要成分，因為內部光子效率已經(jīng)接近90%。

2．內部產生的光子無法全部射出到芯片外部而最后轉化為熱量，這部分是主要的，因為這種稱為外部量子效率只有30%左右，大部分都轉化為熱量了。

就如前文所說雖然白熾燈的光效很低，只有15lm/W左右，但是它幾乎將所有的電能都轉化為光能而輻射出去，因為大部分的輻射能是紅外線，所以光效很低，但是卻免除了散熱的問題。

LED的散熱解決方式：

解決Led的散熱，主要從兩個方面入手，封裝前與封裝后，可以理解為Led芯片散熱與Led燈具散熱。Led芯片散熱主要與襯底和電路的選擇與工藝有關，因為任何LED都會制成燈具，所以LED芯片所產生的熱量最后總是通過燈具的外殼散到空氣中去。如果散熱不好，因為LED芯片的熱容量很小，一點點熱量的積累就會使得芯片的結溫迅速提高，如果長時期工作在高溫的狀態(tài)，它的壽命就會很快縮短。然而這些熱量要能夠真正引導出芯片到達外部空氣，要經(jīng)過很多途徑。具體來說，LED芯片所產生的熱，從它的金屬散熱塊出來，先經(jīng)過焊料到鋁基板的PCB，再通過導熱膠才到鋁散熱器。所以LED燈具的散熱實際上包括導熱和散熱兩個部分。

然而LED燈殼散熱依據(jù)功率大小及使用場所，也會有不同的選擇。主要有以下幾種散熱方法：

鋁散熱鰭片：這是最常見的散熱方式，用鋁散熱鰭片做為外殼的一部分來增加散熱面積。

導熱塑料殼：在塑料外殼注塑時填充導熱材料，增加塑料外殼導熱、散熱能力。

空氣流體力學：利用燈殼外形，制造出對流空氣，這是最低成本的加強散熱方式。

風扇：燈殼內部用長壽高效風扇加強散熱，造價低，效果好。不過要換風扇就是麻煩些，也不適用于戶外，這種設計較為少見。

導熱管：利用導熱管技術，將熱量由LED芯片導到外殼散熱鰭片。在大型燈具，如路燈 等是常見的設計。

表面輻射散熱處理：燈殼表面做輻射散熱處理，簡單的就是涂抹志盛威華輻射散熱涂料，可以將熱量用輻射方式帶離燈殼表面。

以下介紹一種新型的散熱涂料：ZS-411輻射散熱降溫涂料，涂料涂層具有高熱傳導率和較大的散熱表面積，同時在相當寬的波長范圍內(1-20μm)具有高輻射率，可以顯著提高包括傳導、對流、輻射散熱的綜合性能。

這種涂料采用高性能散熱溶液，該散熱溶液具有較高的可見光和近紅外光反射率、較高的熱紅外發(fā)射率和穩(wěn)定性等特殊性能，同時還具有良好的物理性能、化學性能和良好的施工性多種復合性，該散熱溶液工作原理是靠無機膠體微粒(小于100納米)發(fā)生凝聚而產生結合力。涂料溶液里添加納米碳管等具有較高的熱傳導率和發(fā)射性的材料，能使涂層表面呈現(xiàn)宏觀光潔微觀粗糙的形貌的納米材料組元，可以大大增加散熱裝置與外界的接觸面積，顯著提升散熱效果。同時加入大量被電子躍遷過的多種尖晶石作為復合紅外輻射體，既增加了雜質能級，提高了紅外輻射系數(shù)，又保持了相應的熱穩(wěn)定性、耐熱性。

總體來說LED的發(fā)光效率還是比較低，從而引起結溫升高，壽命降低。為了降低結溫以提高壽命就必須十分重視散熱的問題。