LED光源在光学引擎的应用

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1、LED光源在光学引擎的应用LED的基本概念*用半导体PN结或类似结构把电能转换成光能的元件称为发光二极管（LEDLightEmittingDiode）*光由注入的电子和空穴复合而产生，也称注入式电致发光*广义的讲：包括可见光LED非可见光LED半导体激光器（LaserDiode）一般的讲：包括可见光LED*LED与LD的区别：半导体激光器是具有谐振腔异质结构的LEDLEDLD无光学谐振腔有光学谐振腔自发辐射激发辐射非相干辐射相干辐射LED发光原理*平衡PN结空间电荷区的形成*PN结正向注入效应外加电场的方向与自建电场方向相反，空间电荷区的电场被削弱，载流子

2、的扩散大于漂移，电子从N区注入到P区，空穴从P区扩散到N区这种现象叫正向注入效应*在P区的电子和在N区的空穴分别与多子复合，复合时放出能量：1以光子的形式转变为光能（辐射复合）2以声子的形式转变为热能（晶格振荡，非辐射复合）LED的结构半导体发光（固态发光）优点*半导体发光（固态发光）优点：*电光效率高（理论值可达300-400lm/W）*体积小*寿命长*电压低*节能*环保各种照明器件的效率和寿命光源光效（lm/W）工作寿命白炽灯161000荧光灯8510000今日LED65200002010LED100500002020LED200100000LED电光

3、效率*注入载流子复合产生光量子的效率，包括外量子效率HY、注入效率HZ、内量子效率HF、出光效率HCHY=HZ*HF*HC+外量子效率HY：输出到二极管外部的光量子与注入的载流子数目之比+注入效率HZ：通常定义为通过PN结的电子电流（或空穴电流）与总电流之比+内量子效率HF：也称辐射发光效率（辐射效率），复合产生的光量子数与注入的载流子数之比+出光效率HC：在PN结辐射复合产生的光子出射到晶体外部的百分数*一般讲：高质量LED的内量子效率HF、注入效率HZ可达90%以上，但出光效率HC却非常低出光效率低的原因*材料吸收损失：LED的衬底对光吸收非常严重*菲

4、涅尔损失：晶体界面的反射损失，衬底折射率很高（GaAlAs晶体3.4）*全反射角损失：衬底折射率很高导致光出射时的全反射角很小（GaAlAs3.4，全反射角θ=17°，出射角为34°）*内量子效率HF降低：不能出射的光在PN结区转换为热量，提高了结温，使晶格震动加剧，非辐射复合增大，影响内量子效率HF降低。另外，结温升高影响LED寿命。目前，InGaN有源层在常温时，普通注入电流条件下，内量子效率HF达95%，当结温上升时，内量子效率会比较大的下降。*提高出光效率和控制结温是提高LED发光效率的有效手段大功率LED提高发光效率的方法大功率LED提高发光效率

5、的方法大功率LED提高发光效率的方法大功率LED提高发光效率的方法大功率LED提高发光效率的方法大功率LED提高发光效率的方法LED的颜色特性通常的LED都是单色发光，光学引擎不需分色系统，色域大，颜色鲜艳通常有红光LED系列，绿光LED系列，蓝光LED系列白光LED是由蓝光或紫光LED，加荧光粉制成。需要分色系统才能实现光学引擎LED光学引擎的产品应用1.口袋式LED投影Pocket,Hand-held,Mobil,Personal,MiniProjector.小型轻量,可置于手掌上或口袋中，画面可供数人观看，主要作个人应用，也可用于移动商务。LED

6、光学引擎的产品应用2.集成式投影机IntegratedProjector，无须单独机壳，以组件形式将LED投影光机组合到其它数码产品中,组合在多媒体手机中的应用最为诱人。LED光学引擎的产品应用3.便携式LED投影LED-basedPortable-Projector.尺寸重量类似目前采用UHP灯的超便携投影机，商用和家用。4.LED背投LED-basedRPTV以家用为主。LED光学引擎的产品应用画面尺寸inch光输出lm供电方式体积cm3重量g集成式5~155~15电池﹤50﹤100口袋式15~4030~5050~100电池或外接交直变流电源﹤600﹤

7、500便携式30~80200~400400~800交流﹤3000﹤1500背投40~70200~500交流//四类LED投影的性能特征（至2010年）未来几年内，LED投影产品必将逐步展现出新趋势：微型的LED投影机将伴随电视手机等热门数码产品大行其道，LED背投将在家用背投的全尺寸范围内叫板UHP微显背投，便携式LED前投则将在不超过80″的应用中挑战传统前投LED光学引擎的技术架构*投影显示50～67cm*光通量20lm(屏幕亮度与笔记本电脑的屏幕亮度基本相当)*ANSI均匀性要求在90%以上,*照明系统的照度均匀性大于95%*单片0.55″(DLP)

8、芯片*投影物镜的具体指标为:+f数为2.4+投影距离0.5m+投影