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白光LEDs:小型液晶显示屏背光的挑选

过去5年来,白光发光二极管(LEDs)已经成为便携式电子产品中小型全彩色背光液晶显示屏(LCDs)的首选解决方案,如在移动电话、PDA、数码相机、数码摄像机、MP3以及手持视频游戏机中等。相对于传统的

作者:Robert V. Steele Strategies Unlimited

  曩昔5年来,白光发光二极管(LEDs)现已成为便携式电子产品中小型全五颜六色背光液晶显现屏(LCDs)的首选解决方案,如在移动电话、PDA、数码相机、数码摄像机、MP3以及手持视频游戏机中等。相对于传统的LCD背光技能(冷阴极荧光灯或CCFLs),白光LEDs在运用上具有很显着的优势,例如成效更高、结构紧凑、电压更低,以及外表装置器材封装的实用性,能够焊接在装置有其它电子器材的PCB上,因而是能够收回的。

前期在移动电话中的运用
  约在2000年,当全五颜六色显现在移动电话中开端普及时,白光LEDs也开端在移动电话中被广泛运用。最先在全五颜六色移动电话显现技能中选用白光LEDs技能的是日本,然后敏捷扩展到了韩国和其它亚洲国家,随后跟进的是欧洲和北美。在2000年,还仅有7%的移动电话选用的是全五颜六色显现,到了2006年,则有超越90%的移动电话都现已是全五颜六色显现,而简直一切这些全五颜六色显现运用的LCDs都是白光LEDs。
  在2000年之前,LEDs一向被用作单色显现的背光,但那些LEDs,相对于1990s时代晚期开展起来的高功能白光LEDs来讲,是很陈旧的一代了。那种老一代的LEDs是在1970s时代根据在发光物质中掺杂镓磷化合物技能开展起来的,发射的光波介于黄绿光谱之间。这些器材的功率很低,但价格便宜。

白光LED技能
  LEDs宣告的白光是使用一个蓝光LED芯片与磷,如Ce:YAG结合发生的。蓝色光(波长大约在460纳米)激起磷宣告黄色光谱范围内的光,然后,由于蓝光并没有被磷悉数吸收,剩余的就与黄色光相结合发生了白光。这样发生的白光作为光源,从其颜色复原的才能看质量不高,但作为小型显现器的背光现已足够了。白光LEDs最早是由日本Nichia公司(www.nichia.co.jp)研宣告来的,现在各LED制作商都现已能够出产。可是,Nichia公司及其答应同伴Citizen电子公司(www.c-e.co.jp)凭借其坚持的技能制高点,如在Ce:YAG磷技能和白光LED封装技能等范畴的专利,依然在小型LCD背光商场中占有着主导位置。
  运用白光LEDs作为背光的小型全五颜六色LCDs选用的是侧发光SMDs,也便是侧光源SMDs。自2000年白光LEDs作为背光开端广泛运用以来,其功能得到了适当显着的前进,且现在依然在不断地前进。在2004年,Nichia公司供给的最先进的白光侧光源LEDs的光度还在720~1,000毫堪德拉(millicandela,Nichia指定的“T bin”),到2006年,Nichia所能供给的最好产品这一目标现已达到了1,440~1,720毫堪德拉,挨近两年前的两倍。由于移动电话显现屏对更高的信息内容(包含视频)、更高的像素(高达四分之一VGA,即240×320)以及更大尺度等的需求在不断前进,促进LED背光也在亮度上不断地得以前进。
  由于SMDs的功能越来越好,而尺度却越来越小,因而移动电话出产商出产的手持设备变得越来越轻浮。2006年出产的最小的白色侧光源SMD的尺度只要3.8(L)× 1.2(W)× 0.6(H)mm,装置厚度只要0.4 ~ 0.5mm的SMDs也现已开端推向商场。

其他运用
  正是由于白光LEDs在移动显现中作为背光运用的成功,因而,该技能在其他便携式电子产品中的广泛运用一点也不会令咱们惊讶。选用白光LEDs作为背光的其它电子产品包含:
  ● 数码相机
  ● 摄像机
  ● PDAs
  ● MP3
  ● 手持视频游戏机
  虽然在一切这些产品上的出售量依然比在移动电话上的出售量要小得多,但其增长速度,相对于其所占的比例来讲,要快的多。在2005年,全世界大约出售了680部全彩显现的移动电话。一切出售产品中(只包含全彩显现的设备)运用的发光体加起来只要1.47亿单位。可是,未来5年内,虽然估计移动电话的增长速度将会放缓,而发光体在上面名单中列出的产品中的运用数量其增长速度将超越移动电话的两倍。

笔记本电脑
  一个新的移动运用的商场呈现于2005年,那便是白光侧发光LEDs作为背光在笔记本电脑较大屏幕中的运用。在2005年,有几家笔记本出产厂商展现了他们选用白光LED背光显现的产品样机,这些厂家包含索尼、富士通和东芝。液晶显现器的尺度从7.2~11.1英寸(对角线,宽),每一显现屏中运用的LEDs从20~40个不等。
  三款样机的分量都很轻(大约三磅,乃至更轻)。LED背光技能带来了许多长处,如显现部件变得更轻浮(由于侧发光LEDs比CCFL及其配套设备要更薄)和功率更高的LEDs导致的更长的电池运用时间。特别是后一个长处,对顾客来讲更具有吸引力,由于电池的运用时间对膝上型产品来讲是比较苦恼的一个问题。假如其电池的运用时间得到前进,每一个膝上型产品的出产厂商都会在其出售阐明中着重强调。
  在膝上型笔记本中,LCD及其子体系耗费的动力一般要占到悉数的30%~40%,其间背光部分要占到悉数显现部分耗费动力总量的65%~75%,因而,背光耗费的动力,就要占到膝上型笔记本悉数动力的25%~30%,下降该部分的能耗,将会对延伸电池的运用时间起到明显的效果。
  仅仅到了最近,LEDs才有才能与CCFL背光技能在膝上型笔记本显现器的运用上打开肉搏战。2006年推出的最先进的测发光LEDs发光功率达到了60lm/W。当然这依然不如CCFL的70lm/W高,可是,假如考虑到光耦合的损失和驱动功率,LED的功能体现要更好一些,且其未来前进的空间更大。
  为了下降膝上型计算机的能耗,40家PC出产厂家,在Intel的带领下,成立了一个“延伸移动PC电池工作时间工作组”的安排。该工作组要点重视的一个范畴便是LEDs对CCFL背光的可代替性。工作组将与膝上型PC出产商、LCD供货商、LED供货商及导光板供货商等一起采纳战略,以推动LED背光技能在移动PCs中的运用。
  截止到现在还只要11英寸以下的LCDs选用了LEDs背光,有几家台湾出产商宣告他们将在2006年在更大的膝上型PC显现器(12英寸或更大)中选用LEDs背光。台湾是全球膝上型PC的出产中心,排名比较靠前的几家LCD面板供货商和许多LCD供应链中的器材(如背光、导光板等)供货商都坐落于此。因而,假如这些厂家能选用LEDs作为膝上型电脑显现器的背光,那么很可能商场的开展将会大大提早。对膝上型电脑显现器来讲,CCFL与LED的本钱差异只要1~2美元,并且跟着LED价格的下降这一距离将越来越小。这一点点本钱上的不同,相对于整机价格2000美元的膝上型电脑来讲也是微乎其微的。

其他显现运用
  现已显现的其他的运用范畴还有便携式DVD和轿车导航与文娱体系中小型到中型的LCDs背光。这些显现器的典型的尺度在6~8英寸(通常情况下选用的是“7英寸显现器”的说法)。现在现已研宣告一些原型产品,台湾的大部分小型LCD面板厂商都对其进行了评测,并宣告了下半年的产品改善和推行方案。这些出产厂商为此都向台湾的白侧光LED封装和芯片制作厂商下达了订货清单。
  正是在移动电话和小型移动设备显现器中的运用,使得白光LEDs现已成为在7英寸显现设备中代替CCFLs成效比最高的解决方案,并且,从能效上来看也具有可比性。台湾大部分的LCD面板出产商都意识到,在未来几年内,7英寸显现设备的背光技能将大部分选用LEDs。2006年该商场就现已达到了2700万台,并还在不断的生长中,这就为白侧光LEDs供给了一个重要的新的商场时机。

OLEDs的潜力
  虽然白光LEDs在便携式电子产品全彩LCD屏幕背光范畴依然会占有主导位置,但一些竞争性技能的开展潜力仍是值得评论的,如有机LEDs,即OLEDs。全彩显现器能够经过各自宣告的红、绿和蓝光OLEDs组合而成,特别像在一个LCD中多个各自独立的单元。由于OLEDs是发光体,因而不需要背光。虽然现在现已对OLEDs做了很多的基础性研讨,并开宣告了部分产品,但其运用仍是局限于小型的单色或多色(并非是全彩)显现设备。
  前期一些企图结合OLED全彩显现器到数码相机和移动电话的尽力都没有成功。可是,该技能现在在翻盖式移动电话双屏中的附屏显现中得到了广泛运用,包含多色和全五颜六色形式。由于技能总是在不断地前进中,产品的出产过程也在不断地老练,而本钱也在下降,OLED显现技能在小型显现设备商场中占有的比例也会越来越多,以此不断应战LED背光的LCDs的干流位置。

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