運(yùn)營(yíng)探討 Operation discussion基金項(xiàng)目:教育部春輝計(jì)劃科研碩目(編號(hào):20567蘭州交通大學(xué)光電技術(shù)與智能控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放項(xiàng)日2原的中視應(yīng)王春麗摘要;論文首先論述了光源發(fā)光原理和實(shí)用發(fā)光二極管1.自發(fā)輻射:無(wú)外界激發(fā),高能級(jí)上電子由于不穩(wěn)定自LED)光源的結(jié)構(gòu)類型:然后重點(diǎn)介紹了LED光源在家發(fā)向低能級(jí)躍遷向外輻射非相干光。(產(chǎn)生熒光電領(lǐng)域:如液晶電視,顯示器中的應(yīng)用原理及過(guò)程:最后2.受激吸收:外界激發(fā),低能級(jí)電子吸收能量躍遷到高對(duì)比總結(jié)了液品電視和等離子電視在應(yīng)用中的不同特點(diǎn)能級(jí),向外不輻射光。(不產(chǎn)生光)關(guān)鍵詞:光源,發(fā)光二極管.液晶電視,等離子電視。受激輻射:外界激發(fā),形成反轉(zhuǎn)分布的高能級(jí)電子向中圖分類號(hào):TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B低能級(jí)躍遷并輻射出相干光。(產(chǎn)生激光)文章編號(hào):1673-1131(2008)05-075-0引言光源通?？煞譃樘烊还庠春腿嗽旃庠磧纱箢?。在充分利用天然光源的前提下對(duì)于物質(zhì)的各種發(fā)光現(xiàn)象更應(yīng)該充分掌握.以期制造出各種類型的、滿足不同用途的人造88光源。在目前家用電子產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的潮流下人造光圖1.P型半導(dǎo)體的能帶和電子分布源LED的應(yīng)用達(dá)到了前所未有的普及。液晶電視、液晶顯示根據(jù)以上不同的作用形式,人造光源可分為兩類:自器.液晶手機(jī)屏等產(chǎn)品就充分利用了LED的發(fā)光原理構(gòu)成發(fā)輻射產(chǎn)生非相干光(熒光)的光源如半導(dǎo)體發(fā)光二極管其光源器件下面先介紹LED的發(fā)光機(jī)理再探討其在電視LED和受激輻射產(chǎn)生相干光的光源如半導(dǎo)體激光器LD由中的應(yīng)用。于LD的PI曲線具有一定的非線性特性.控制較為復(fù)雜。在實(shí)際應(yīng)用中,由于LED具有良好線性特性的P曲線,對(duì)光源的光源發(fā)光原理控制簡(jiǎn)單,應(yīng)用較為廣泛。適于發(fā)光的介質(zhì)或工作物質(zhì)(如光與物質(zhì)的作用形式主要有三種GaAs/ GaAlas)作為L(zhǎng)ED的PN結(jié)基質(zhì)材料,根據(jù)PN結(jié)兩側(cè)Light Source-LED Applied in TVWang Chunli, Wang Zhe(School of Electronic and Information Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, ChinaAbstract: This article discusses the emitting principles of light source and the structures and types of the actually LEDapplied first; then, it focus on the emitting principles and using processes in the field of home appliances such as LiquidCrystal television, Liquid Crystal Display and so on; finally, it contra中國(guó)煤化工 f LED and PDPCNMHGKeyword: light source, Light Emitting Diode (LED), Liquid Crystal Display(LCD); Plasma Display Panel(PDP)王春麗王喆/ED光源的電視應(yīng)用20875材料的不同可分為:同質(zhì)結(jié)型LED和異質(zhì)結(jié)型LED"中的載流子及光場(chǎng)分布。有源層中產(chǎn)生的光發(fā)射穿過(guò)襯底LED的工作特性和發(fā)光特點(diǎn)主要體現(xiàn)在:耦合入光纖,由于襯底材料的光吸收很大,用選擇腐蝕的辦1.自發(fā)輻射產(chǎn)生非相干的熒光法在正對(duì)有源區(qū)的部位形成一個(gè)凹坑.使光纖能直接靠近2.PI線性較好無(wú)閾值電流(門(mén)限電流)。LED的工作有源區(qū)。在 P-GaAs-側(cè)用SiO2掩膜技術(shù)形成一個(gè)圓形的接流通常為50-100mA.偏置電壓為12-18v,輸出功率約觸電極,從而限定了有源層中有源區(qū)的面積,其大小與光纖為幾毫瓦,如圖2所示纖芯面積相當(dāng)(直徑為40~50μm)。流過(guò)有源區(qū)的電流密度15約為2000Acm2這種圓形發(fā)光面發(fā)出的光輻射具有朗伯分我發(fā)光布,如圖3所示xe)邊發(fā)光圖3.SLED的光輻射分布100200300400500電流/mA它在θ方向的輻射強(qiáng)度為:I(θ)= Locos e,其中,L為沿圖2.LED的P特性圖0=0方向的輻射強(qiáng)度。由圖3可見(jiàn),SLED的輸出有很寬的角3.光譜寬便于調(diào)制(國(guó)內(nèi)最高可達(dá)70-100H2),適向分布,半功率點(diǎn)束寬6-0=120°,因此它與光纖的直接于短距離大容壘傳輸耦合效率很低,僅有約4%。為了提高耦合效率.可在發(fā)光面4.溫度特性好,壽命長(zhǎng)(達(dá)3·10h以上)。與光纖之間形成微透鏡.從而使入纖功率提高2-3倍LED在實(shí)際光源應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)類型主要有五種但在光纖通信中獲得廣泛應(yīng)用的只有兩種,即面發(fā)光二極管二、LED在電視中的應(yīng)用(SLED)和邊發(fā)光二極管(ELED);另三種LED為平面LED1.在液晶顯示器中的應(yīng)用圓頂形LED和超發(fā)光LED。其中前兩種發(fā)光強(qiáng)度低,在采液晶.簡(jiǎn)稱LCD( Liquid Crystal Display).LCD主要用價(jià)的塑料封裝后可作為可見(jiàn)光及近紅外的顯示報(bào)采用了液品顯示面板主要構(gòu)成包括費(fèi)光管導(dǎo)光板偏光警計(jì)算及其它工業(yè)應(yīng)用:后三種其相比,其主要缺點(diǎn)是輸板,濾光板、玻璃基板配向膜、液晶材料、薄膜式晶體管出特性的非線性較大,且輸出功率隨溫度變化非常大使用等。時(shí)必須制冷液晶顯示面板的工作原理是:將兩塊薄玻璃板壓緊抽光寓空并充入惰性氣體密封后(壓力2.67×104Pa).在后玻璃基板和前玻璃基板表面各增加一層薄薄的空間(厚度0.2mm).預(yù)留一個(gè)小孔以注入水和引出導(dǎo)線。這樣在前玻璃基板和后玻璃基板上各形成一層水膜,相當(dāng)于兩片大面積電極.然后依靠水的導(dǎo)電性,對(duì)其施加電壓驅(qū)動(dòng)后.使整個(gè)面均勻穩(wěn)定地發(fā)出白色熒光P.AIGOAS盒屬化層圖3. GaAlAS SLED的結(jié)構(gòu)圖3為SLED的典型結(jié)構(gòu)。雙異質(zhì)結(jié)生長(zhǎng)在二極管頂部中國(guó)煤化工的GaAs襯底上, P-GaAs有源層厚度僅為1-2um,與其兩邊CNMHG的N- GaAlAs和 P-GaAlAs構(gòu)成兩個(gè)異質(zhì)結(jié).限制了有源層圖4用水膜作導(dǎo)電介質(zhì)的平板顯示器外觀及發(fā)光實(shí)例76!208N5王春麗“王ALD光源的電視應(yīng)用運(yùn)營(yíng)探討· Operation discussion液晶顯示的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下掃電極Y首先液品顯示器必須利用背光源.也就是通過(guò)熒光燈前駛板蛙持電極介質(zhì)層管LED自發(fā)輻射出光線:這些光線會(huì)先經(jīng)過(guò)一個(gè)偏光板然保護(hù)層后再經(jīng)過(guò)液晶.而液晶分子此時(shí)的排列方式會(huì)改變穿透液R炎光粉品的光線的角度,接下來(lái)這些光線必須經(jīng)過(guò)前方的彩色濾G熒光割介質(zhì)層光膜和另一塊偏光板。因此只要改變刺激液晶的電壓值就可以控制最后顯現(xiàn)的光線強(qiáng)度與色彩,并進(jìn)而能在液晶面B光粉板上顯示出不同深淺的顏色組合了。形象地可以理解為:液數(shù)據(jù)電極XR光粉晶顯示器的屏幕是靠無(wú)數(shù)個(gè)小燈泡LED熒光管)來(lái)顯示圖圖3.三電極表面放電型 AC-PDP結(jié)構(gòu)圖像的只是每個(gè)小燈泡只有零點(diǎn)幾毫米甚至微米的大小排x,(1=1.2.…mk=,.b)表示并分別{出,正交滿幾平米后點(diǎn)亮相應(yīng)的燈泡就能看到想要的字或圖形。所布置的維持電極和數(shù)據(jù)電極構(gòu)成nx3m個(gè)小放電管陣以買(mǎi)液晶電視或顯示器時(shí)要看有沒(méi)有沙點(diǎn),就是看有沒(méi)有哪每個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)基色單元,而每個(gè)像素的亮度和色調(diào)由n+3個(gè)小燈泡沒(méi)有工作:把顯示器全部調(diào)成黑或白.看看有沒(méi)有m+1個(gè)端口信號(hào)控制。當(dāng)使用涂有三原色《也稱三基色別的顏色的小點(diǎn),因?yàn)楹诎讓?duì)比是非常鮮明的、用肉眼是可熒光粉的光屏?xí)r紫外線激發(fā)費(fèi)光屏費(fèi)光屏發(fā)出的光測(cè)以直接看出來(lái)的。呈紅、綠,藍(lán)三原色。當(dāng)每一原色單元實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度后再2.與等離子電視的對(duì)比進(jìn)行混色后,便實(shí)現(xiàn)彩色顯示等離子電視PDP,全稱是 Plasma Display Panel。等離子灰度等級(jí)的實(shí)現(xiàn):低壓放電的電流(對(duì)應(yīng)于發(fā)光強(qiáng)度體是物質(zhì)存在的第四種形態(tài)。當(dāng)作用在放電管兩側(cè)的電源不容易控制.PDP利用的是其亮與不亮的兩態(tài)特性,以改變電壓增加到一定值而其內(nèi)阻又不大時(shí).管中氣體將會(huì)被擊發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度等級(jí)的控制.所以PDP是一種穿放電管中產(chǎn)生大的高能量電子和離子并碰撞激發(fā)中數(shù)字顯示器件,PDP發(fā)光時(shí)間的控制(即灰度)由子場(chǎng)驅(qū)動(dòng)性氣體原子發(fā)出可見(jiàn)光或外光(能級(jí)躍遷),氣體一旦被技術(shù)實(shí)現(xiàn)如圖5所示,每場(chǎng)兩期被分為個(gè)子場(chǎng)(域更多擊穿就能以一較低的電壓將放電維持在放電區(qū)這一特性在常用的尋址-顯示分離驅(qū)動(dòng)法中每個(gè)子場(chǎng)又分為啟動(dòng)就是等離子體顯示器件工作的基本原理期、尋址期和維持期。啟動(dòng)期和尋址期在各子場(chǎng)中時(shí)間長(zhǎng)短等離子顯示器是在兩張超薄的玻璃板之間注入混合氣相同.期間全屏不發(fā)光,只是激活應(yīng)發(fā)光的象元。維持期的體.并施加電壓利用熒光粉發(fā)光成像的設(shè)備。它是利用氣體長(zhǎng)短則各不相同,正比于其中包含的脈沖數(shù)(圖5所示為采放電的一種顯示技術(shù),其工作原理與日光燈很相似它采用用二進(jìn)制編碼時(shí)各子場(chǎng)內(nèi)放電脈沖的比值).期間被激活的了等離子管作為發(fā)光元件,屏幕上每一個(gè)等離子管對(duì)應(yīng)象元同時(shí)點(diǎn)亮。某象元的灰度等級(jí)由一幀期間加在其上個(gè)像素屏以玻璃作為基板基板間隔一定距離四周經(jīng)總的放電脈沖數(shù)決定,當(dāng)采用8子場(chǎng)驅(qū)動(dòng)時(shí),二進(jìn)制編碼氣密性封接形成一個(gè)個(gè)放電空間。放電空間內(nèi)充入氖、氙等共可以獲得256(2)個(gè)灰度等級(jí)混合惰性氣體作為工作媒質(zhì)。在兩塊玻璃基板的內(nèi)側(cè)面上涂有金屬氧化物導(dǎo)電薄膜作激勵(lì)電極。當(dāng)電極上接入電壓放電空間內(nèi)的混合氣體便發(fā)生等離子體放電現(xiàn)象。氣體等離子體放電產(chǎn)生紫外線,紫外線激發(fā)熒光屏,熒光屏發(fā)射出可見(jiàn)光.顯示出圖像前后玻板被壓緊密封后.抽為真空并充以惰性氣體(N尋址期+X或H+X。或N,十A,+X。等}就構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的放電4.子場(chǎng)的劃分器件。若每幀圖像由n行.每行有m個(gè)像素組成.則需n對(duì)放電電極它們水平方向平行、均勻排列其中n個(gè)電極為等總結(jié)電位,故連在一起以一個(gè)端子引出,稱維持電極Z.另n個(gè)電中國(guó)煤化工CD與等離子電視1極分別引出.稱為Y,(i=1.2.…,n)掃描電極。垂直平行PDP進(jìn)CNMH使用時(shí)對(duì)二者有充排列的數(shù)據(jù)電極有m組,每組3個(gè)電極分別對(duì)應(yīng)三基色,用分的認(rèn)識(shí)(下轉(zhuǎn)第74頁(yè))王春麗王喆/LED光源的電視應(yīng)用[2]王星,王線衛(wèi),李彬,《地而反射欺騙式干擾》.《電訊技術(shù)》,2004年,第4期3】林呂祿,《雷達(dá)手冊(cè)》【M].北京,電子工業(yè)出版社,2003.7:459-497雷.《短波在無(wú)線電通信中的作用及特點(diǎn)》[J《信息技術(shù)》,2005年,第5期i海平面方向圖i濕土方向圖[5]曹鋼,宋萬(wàn)杰,吳順君,《米波天線地面反射對(duì)數(shù)圖5不同地表面天線方向圖字波束形成的影響分析》[J.《軍事通信》,2007年第9期總第248期六、結(jié)論黃麟舒,蔣宇中,王祥書(shū).《損耗地而上線￡線的本文討論了不同地面對(duì)電磁波的反射和短波的傳播.一種近似計(jì)算方法》叮.《海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)》,2005年4針對(duì)天線距離大地不同高度的架設(shè),通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)研究月,第17卷第2期了大地對(duì)天線方向圖的影響。短波傳播與天線的架設(shè)結(jié)合考慮短波可以增大入射角,利用天波傳播需要減小地面作者簡(jiǎn)介反射時(shí),天線的架設(shè)還可在地面上安裝反射柵,柵頂涂上吸趙國(guó)群,女,西南交通大學(xué)電磁場(chǎng)與微波理論硏究工波材料.讓電磁波系統(tǒng)更好地工作作者朱峰,男,西南交通大學(xué)教授,博土生導(dǎo)師,主要研究參考文獻(xiàn)領(lǐng)域?yàn)殡姶偶嫒?電磁場(chǎng)與微波等[]林呂祿,《天線工程手冊(cè)》[M].北京,電子工業(yè)出版社,20026:1196-1250上接第77頁(yè))大學(xué)出版社,2001.7,ISBN75635-0507-5在分辨率方面,PDP電視一般比不上LCD電視。PDP[2]胡文波,張華.平面介質(zhì)阻擋Xc放電熒光燈型解析度大多是852×480,最高也不過(guò)是1280×768而主流LCD背光源的新進(jìn)展D液品與顯示,2005.6的30英寸到37英寸液晶解析度最少也有1280×768.最高甚[3]王奇觀,李建平等新型無(wú)極LCD平板背光源至可達(dá)到1920×1080液晶與顯示,200782.在對(duì)比度方面,PDP電視優(yōu)于LCD電視,PDP電視的[4] Frank V, Lother H, Simon J. Discharge lamp for對(duì)比度為30001,LCD電視為8001。dielectrically impeded discharges with improved electrode3.在產(chǎn)品壽命方面LCD電視優(yōu)于PDP電視,LCD可達(dá) configuration:US,6411039P],2002.675萬(wàn)小時(shí),而PDP最多6萬(wàn)小時(shí)。前者僅需更換背光的燈泡但等離子電視在影像色澤大幅消退之后必須整個(gè)淘汰舊換作者簡(jiǎn)介王春麗(1981-),女,蘭州交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)4.在耗電量方面PDP電視的耗電量比較高PDP使用院,主要研究方向?yàn)楣饫w通信,波分復(fù)用技術(shù),光同步傳送的電功率超過(guò)300是一般LCD電視(約150瓦)的一倍以網(wǎng)參考文獻(xiàn)中國(guó)煤化工]黃章勇.光電子器件和組件[M].北京:北京郵電CNMHG74200N5趙國(guó)群朱峰/地面反射電磁波影響的分析