Quang báo có kết hợp cơ khí, chương 5

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

109
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mặt chỉ thị tinh thể lỏng Mặt chỉ thị tinh thể lỏng còn gọi là LCD, Viết tắt từ Liquid Crytal' Dipláy. Ngày nay LCD loại mới có đời sống từ 10000. đến 100000. giờ thay thế dần các mặt chỉ thị loại LED, Plấm hay huỳnh quang. LCD có những lợi điểm: - rất ít tốn điện; ca. 10kW - chữ số hiện rõ ràng dễ đọc ở nơi có nhiều ánh sáng - cấu trúc phẳng dẹp có độ bền cơ học cao. - có thể điều khiển trực tiếp bằng các linh kiện TTL hay CMÓ -...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Quang báo có kết hợp cơ khí, chương 5

Chương 5: Khoái hieån thò 1. Maët chæ thò tinh theå loûng Maët chæ thò tinh theå loûng coøn goïi laø LCD, Vieát taét töø Liquid Crystal Display. Ngaøy nay LCD loaïi môùi coù ñôøi soáng töø 10.000 ñeán 100.000 giôø thay theá daàn caùc maët chæ thò loaïi LED, Plasma hay huyønh quang. LCD coù nhöõng lôïi ñieåm: - raát ít toán ñieän; ca. 10 W - chöõ soá hieän roõ raøng deã ñoïc ôû nôi coù nhieàu aùnh saùng - caáu truùc phaúng deïp coù ñoä beàn cô hoïc cao. - coù theå ñieàu khieån tröïc tieáp baèng caùc linh kieän TTL hay CMOS - coù theå chæ thò nhöõng daáu hieäu phöùc taïp. LCD cuõng coù nhöõng baát lôïi sau: - ñôøi soáng töông ñoái ngaén so vôùi LED. - khi trôøi toái chæ coù theå ñoïc ñöôïc vôùi aùnh ñeøn töø beân ngoaøi. - thôøi gian taét vaø môû töông ñoái chaäm. Vôùi nhöõng tính chaát nhö treân, LCD ñöôc duøng laøm maët chæ thò cho ñoàng hoà, maùy tính con, maùy ño digital, caùc ñoàng hoà trong xe hôi, troø chôi treû em... LCD laø linh kieän thuï ñoäng, noù khoâng phaùt saùng, caøng deã ñoïc hôn khi chung quanh caøng saùng. Ngaøy nay ñaõ coù LCD mau. Thôøi gian taét môû cuûa LCD loaïi môùi cuõng caûi tieán nhanh hôn ñeå duøng laøm maët TiVi. Moät trong nhöõng nhöôïc ñieåm cuûa LCD laø nhieät ñoä laø vieäc töông ñoái heïp. Döôùi 0 ñoä moät ít vôùi tính chaát vaät lí cuûa tinh theå loûng, LCD ñaõ bò “ñoùng baêng”, nhöng vôùi nhieät ñoä döông LCD laøm vieäc trôû laïi. Quaù 600 LCD cuõng khoâng laøm vieäc. Tuy nhieân hieän nay coù moät soá haõng saûn xuaát ñöôïc loaïi LCD vôùi nhieät ñoä laøm vieäc tôùi 900 vaø tôùi -600.
2. Ñioât phaùt saùng -Led (light - emitting diode) a. Ñaïi cöông vaø lôùp chuyeån tieáp pn LED laø linh kieän phoå thoâng cuûa quang ñieän töû. LED cho lôïi ñieåm nhö taàn soá hoaït ñoäng cao, theå tích nhoû, coâng suaát tieâu hao beù, khoâng ruùt ñòeän maïnh khi baét ñaàu hoaït ñoäng (nhö boùng ñeøn ruùt ñieän 10 laàn nhieàu hôn luùc môùi chaùy). LED khoâng caàn kính loïc maø vaãn cho ra maøu saéc. Söï phaùt minh ra aùnh saùng cuûa LED treân nguyeân taéc hoaøn toaøn khaùc vôùi boùng ñeøn ñieän, ôû ñaáy vaät chaát bò ñun noùng vaø photon ñöôïc phoùng thích. Nhöõng ñieàu kieän tieân quyeát ñeå ngaøy hoâm nay ngöôøi ta coù theå saûn xuaát khoaûng 30x109 LED moãi naêm laø keát quûa cuûa vieäc nghieân cöùu cô baûn vaät lyù baùn daãn, nhaát laø sau khi transitor ñöôïc phaùt minh. Ñioát phaùt quang coù caáu truùc vôùi lôùp chuyeån tieáp pn vaø cuõng coù ñaëc tröng kyõ thuaät nhö caùc ñioát thoâng thöôøng: chieàu daãn ñieän vaø chieàu khoâng daãn ñieän. Tuy nhieân LED coù möùc ngöôõng ñieän aùp chieàu daãn ñieän cao (töø 1,6V - 3V) vaø coù ñieän aùp nghòch töông ñoái thaáp (khoaûng 3V . . .5V). I Vbreak down V V Ví duï :vôùi cô cheá taùi hôïp tröïc tieáp giöõa vuøng daãn vaø vuøng hoùa trò cuûa GaAs cho ta :
h. c =  900nm (2.1.1) W Vôùi h = haèng soá Planck = 4,16.10-15 eVs (eV = electron Volt) c = vaän toác aùng saùng = 3.108 m/s W = 1,38 eV cho GaAs
Vaät lieäu Naêng Ñoä daøi Vuøng böùc Loaïi taùi löôïng soùng xaï hôïp EV böùc xaï nm Germanium 0,66 - - giaùn tieáp Silizium 1,09 - - giaùn tieáp Galium- 1,43 910 Hoàng ngoaïi tröïc tieáp Arsenid 1,91 650 Ñoû tröïc tieáp Galium- Arsenid- 2,24 560 Xanh laù giaùn tieáp Phosphid 2,5 490 caây giaùn tieáp Galium- 3,1 400 Xanh da giaùn tieáp Phosphid trôøi silizium-Nitrit Tím Gallium-Nitrit b.Moät soá dioát phaùt saùng * Ñaïi cöông Haàu heát nhöõng nguyeân toá duøng ñeå cheá taïo dioát phaùt saùng ñeàu laø nhöõng ôû nhoùm III vaø V cuûa baûng phaân loaïi tuaàn hoaøn. Ñoù laø GaAs, Gap vaø loaïi hoãn hôïp “ternarrius” vôùi 3 nguyeân toá GaAsP. Loaïi LED phaùt saùng duøng ñeå laøm linh kieän quang baùo, chieáu saùng …, trong khi ñoù loaïi dioát phaùt ra tia hoàng ngoaïi duøng ñeå truyeàn tín hieäu trong caùc boä gheùp quang (op - coupler), ñoïc tín hieäu, boä phaän truyeàn tin quang hoïc vôùi taàn soá bieán ñieäu tôùi Mhz. - Dioât GaAs Tuøy theo söï pha taïp maø böùc xaï do söï taùi hôïp trong GaAs coù cöïc ñaïi giöõa 880 vaø 940 nm trong hoàng ngoaïi gaàn, maét khoâng
theå nhìn thaáy ñöôïc. Gallium-Arsemid laø moät vaät lieäu baùn daãn lyù töôûng cho ñieän phaùt quang. Söï taùi hôïp giöõa vuøng daãn vaø vuøng hoùa laø tröïc tieáp. -Dioât GaAsP. Dioât GaAsP vôùi söï taùi hôïp tröïc tieáp vaø naêng löôïng lôùn hôn 1,7 eV cho ta aùnh saùng nhìn thaáy ñöôïc. Dioât aùnh saùng ñoû vaø vaøng ñöôïc cheá taïo, haøm löôïng cuûa Phosphor trong tinh theå leân ñeán 85% vôùi dioât phaùt ra aùnh saùng maøu vaøng. - LED xanh da trôøi, xanh laù caây vaø caùc loaïi LED cöïc saùng. LED vôùi vaät lieäu silic vaø polime Tröôùc ñaây ngöôøi ta cheá taïo led phaùt aùnh saùng xanh da trôøi vôùi SiC. Tuy nhieân vôùi vaät lieäu naøy ngöôøi ta gaëp raát nhieàu khoù khaên, nhö ñöôøng kính coät tinh theå SiC chæ chieám ñeán 15 mm. Nhö theá khoâng theå saûn xuaát nhieàu LED treân cuøng moät phieán baùn daãn ñeå giaù thaønh haï.Vôùi doøng ñieän 20mA, LED vôùi vaät lieäu SiC cho ta cöôøng ñoä saùnh chæ 0,9med. Gaàn ñaây haõng Nichia (NHAÄT BAÛN) ñaõ cheá taïo thaønh coâng vaø baùn roäng raõi treân thò tröôøng loaïi LED xanh da trôøi cöïc saùng vôùi vaät lieäu GaN. LED loaïi naøy coù ñoä daøi soùng 450nm (peak wavelength), coâng suaát töø 1,2 ñeán 1,5 mW, cöôøng ñoä chieáu saùng töø 1 ñeán 2 ed. Loaïi naøy mang kí hieäu NLPB 300/310/320 ( = 3mm); NLPB 500/510/520(=5mm). Ngoaøi ra LED xanh laù caây mang kí hieäu NSPG500 coù ñoä daøi soùng 525nm, coâng suaát phaùt töø 1 ñeán 2 mW vaø coù cöôøng ñoä chieáu saùng töø 3 ñeán 6 ed. ÖÙng duïng cuûa LED ñang ñöôïc phaùt trieån cho vieäc chieáu saùng ñeøn kieåm soaùt giao thoâng, heä thoáng pin maët trôøi... Vôùi ñeøn daây toùc bình thöôøng 95% coâng suaát ñieän ñöôïc bieán thaønh nhieät, chæ coù 5% duøng ñeå chieáu saùng, caùc ñeøn tieát kieäm coù gia hieäu suaát leân naêm laàn, tuy nhieân deã beå vaø khi beå thuyû ngaân thoaùt ra ngoaøi raát ñoäc. Vôùi hieäu suaát chieáu saùng töø 200 ñeán 500lm/W,
khoâng deã beå, ñôøi soáng treân 10.000 giôø LED cöïc saùng coù theå duøng laøm ñeøn chieáu saùng toát. Vôùi 6 LED vaøng, moät LED xanh laù caây vaø moät LED xanh da trôøi keát hôïp vôùi nhau ta coù aùnh saùng gaàn nhö aùnh saùng traéng. Töø ñaàu naêm 1993, haõng Hewleett Packard ñaõ baùn treân thò tröôøng theá giôùi loaïi LED maøu vaøng cöïc saùng vôùi vaät lieäu AlInGaP. Vôùi doøng ñieän 20 mA caùc loaïi LED maõ soá HLMT - CLXX/CHXX/DLXX/DHXX coù cöôøng ñoä chieáu saùng töø 1,5 ñeán 6,5 cd vôùi ñoä daøi saùng 590 nm (maøu hoå phaùch) vaø 615 nm (ñoû - cam). Trong moät soá coâng vieäc caùc loaïi LED cöïc saùng naøy duøng ñeå thay theá caùc laser baùn daãn ñaét tieàn. Ngoaøi ra noù coøn ñöôïc duøng ñeå laøm ñeøn tín hieäu giao thoâng, ñeøn chôùp treân xe hôi, thay theá boùng ñeøn ñieän thoaïi loaïi thoâng thöôøng . . . Vôùi ñoä roäng vuøng caám khoâng thích hôïp, silic trong quaù khöù ñaõ khoâng theå duøng laøm vaät lieäu cheá taïo LED ñöôïc. Nhöng töø naêm 1990 moät nhoùm nghieân cöùu ngöôøi Anh (Royal British Radar Establishment) ñaõ nhaän thaáy silic loaïi xoáp (porous silicon) coù theå phaùt saùng ñöôïc sau quaù trình quang hoùa vôùi HF vaø ñöôïc chieáu tia cöïc tím. Ngöôøi ta giaûi thích hieän töôïng naøy vôùi nguyeân lyù baát ñònh cuûa Werner Heisenberg. Ngoaøi ra ngöôøi ta coøn tìm thaáy vôùi vaät lieäu Poly - (p - para) - Phenylen - Vinylen (PPV) coù theå duøng ñeå cheá taïo linh kieän phaùt saùng ñöôïc goïi laø LEP (Light EmttingPolymere) hay OLED vôùi vaät lieäu höõu cô. ÖÙng duïng gaàn nhaát cuûa LED polime ñoù laø maët phaùt saùng sau caùc maøn tinh theå loûng. Haõng Philips ñaõ ñaït maät ñoä chieáu saùng cho LED polime ñeán 1600 cd/m2. Ngoaøi ra loaïi transitor tröôøng vôùi vaät lieäu baùn daãn polime ñang ñöôïc phaùt trieån ñeå toå hôïp chung treân cuøng moät ma traän ñieåm LED polime.
LED polime coù öu ñieåm hôn haún LCD laø thôøi gian ñoùng/môû chæ vaøi s goùc nhìn ñaït ñeán 1800 vaø nhieät ñoä hoaït ñoäng ñeán - 400.