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用于LCD背光的白光LED光学特性研究

作　者: 白生茂
导　师: 王晶
学　校: 中国海洋大学
专　业: 光学工程
关键词: 发光二极管背光源荧光粉色域色差
分类号: TN312.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 233次
引　用: 2次
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内容摘要

1993年日本的中村修二研制出第一颗高亮度蓝光发光二极管(Light Emitting Diode),至此LED产业进入飞速发展时期。进入21世纪LED已经开始成熟,不仅在照明领域占有一席之地,而且在背光源市场上也倍受青睐。本文对背光源的发展的历程及种类进行了详细的介绍,并且对各种背光源的优劣进行的分析和比较,认为LED背光源具有寿命长、功耗小、色域宽、体积小的优点,将会是未来背光源的主流产品。LED背光源又可以分为RGB-LED背光和白光LED背光,这两种背光源各有优劣。RGB背光优点主要是色域宽,但缺点也很明显,例如：绿色LED发光效率低,三色混光不均匀,发热严重,驱动电路复杂等。白光LED背光优点主要是成本低、功耗小,与同尺寸的RGB背光模块相比功耗降低60%。由于成本决定新技术的市场占有率,所以这种白光LED背光必定是LED背光的主要方式。白光LED背光缺欠之一就是白光的色温偏高,光谱中缺乏红光使得色域变窄。本文就是在解决光谱中缺乏红光这一问题的基础上,开展了白光LED的研究工作。首先,改善白光LED使用的YAG:Ce3+荧光粉,使光谱中红光成分得到增强。实验上采用高温固相法研制了新型的荧光粉,通过光谱分析,结果表明新型荧光粉主峰红移,在610nm增加了一个发射峰。其次,对封装出的白光LED进行测试,通过高斯拟合对这种白光LED白度进行研究,发现这种白光LED白度可以达到D6s参照白点,而且色坐标符合能源之星6500K规范的要求。最后,通过调试白场平衡以后,其色域达到NTSC色域的73.3%,而且色域面积包含了,目前主流背光源CCFL色域。通过1400小时的老化实验对这种白光LED的稳定性测试和分析,结果表明这种白光LED色温随时间变增加,由6500K上升为6900K,色差值均在8个NBS以内,虽然有三个测试时间点色差在5个NBS以上,但可以忽略不计,其余都在电视机行业允许的范围,色度稳定性良好。产生色差的原因可能是：荧光粉的稳定性不好；蓝光芯片质量不好；封装工艺不完善以及人为引起的测量误差。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-17
  1.1 研究的背景及意义  11-12
  1.2 液晶显示(LCD)的发展状况  12
  1.3 背光源发展及研究现状  12-15
  1.4 论文结构  15-17
第二章光度色度原理  17-31
  2.1 光度学概念  17-18
  2.2 颜色视觉  18-20
  2.3 颜色匹配  20-25
  2.4 CIE色度计算方法  25-26
  2.5 色温及相关色温  26-28
  2.6 色域及色域覆盖率  28-31
第三章 LED发光机理和特性  31-37
  3.1 LED发光机理  31
  3.2 LED光谱特性  31-33
  3.3 LED的伏安特性  33
  3.4 LED温度特性  33-34
  3.5 LED光通量、光强与电流关系  34-35
  3.6 LED响应时间  35
  3.7 LED寿命  35
  3.8 白光LED实现方法  35-37
第四章实验仪器介绍  37-41
  4.1 马弗炉  37
  4.2 荧光分光光度计  37-38
  4.3 PR650  38-39
  4.4 积分球  39-41
第五章荧光粉的制备与特性分析  41-49
  5.1 荧光粉概述  41-43
  5.2 荧光粉的制备  43-45
  5.3 荧光粉特性分析  45-49
第六章白光LED的光学特性分析  49-59
  6.1 白光LED封装  49-50
  6.2 白光LED度评价  50-54
  6.3 白光LED的色域  54-56
  6.4 白光稳定性  56-59
第七章总结与展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
发表学术论文情况  66

用于LCD背光的白光LED光学特性研究

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