LED制造技术与应用4-1.ppt

1、天津轻工业职业技术学院光伏发电技术及应用专业，电子信息与自动化专业，发光二极管制造技术及应用，发光二极管显示屏控制器及驱动电路设计，发光二极管混光控制，4.1发光二极管适合混光的原因4.1.1光谱窄。由于不同材料的能隙不同，由不同材料制成的发光二极管可以发出不同波长的光。发光二极管发出的光不是纯单色光，但其谱线宽度比激光以外的其他光源要窄。例如，GaAs发光二极管的谱线宽度只有25纳米。因此，它可以近似认为是单色光，几个不同颜色的发光二极管经过合理的混光后可以得到纯净的其他颜色。4.1.2响应时间特性发光二极管的响应时间是标志其响应速度的一个重要参数，尤其是当它由脉冲驱动或由电压调制时。发光二

2、极管的时间响应特性是指发光二极管随着电信号的变化而开启和关闭的延迟特性，用响应时间来描述。响应时间包括上升时间和下降时间。上升时间是指从接通电源到发光二极管正常亮度的90%的时间，下降时间是指发光二极管断电后从正常亮度的90%到正常亮度的10%的时间。发光二极管的响应时间主要取决于器件的载流子寿命、结电容和电路阻抗，与流过灯管的电流无关。不同种类的发光二极管的响应时间不同，甚至同一种类的发光二极管也有不同的响应时间，一般在5纳秒到500纳秒之间。因此，发光二极管可以使用交流电源或脉冲电源获得调制光或脉冲光，调制频率可高达数十兆赫，发光二极管的高频开关次数不会影响其使用寿命。4.1.3发光二极管

3、体积小。在景观照明应用中，为了产生全色动态变化效果，红、绿、蓝发光二极管需要根据配色要求形成发光单元。在同一个发光单元中，发光二极管应该紧密排列，使得每个发光二极管的光点在观看者的眼中可以重叠。相邻发光单元之间的中心距离应相同，且中心距离应满足以下要求：D2Ltan(/2)公式小尺寸的发光二极管也适用于混合光。4.2发光二极管三基色混光的基本原理，4.2.1三基色视觉的基本内容是人眼的视觉。彩色光的基本参数是亮度、色调和饱和度。虽然不同波长的彩色光会引起不同的颜色感觉，但相同的颜色感觉可能来自光谱成分的不同组合。例如，当适当比例的红光和绿光混合时，可以产生与单色黄光相同的颜色视觉效果。事实上，

4、自然界的所有颜色都可以由三种基本颜色混合而成，这就是三原色的原理。三原色是三种彼此独立的颜色，它们都不能通过混合其他两种颜色来产生。它们是完整的，也就是说，所有其他的颜色都可以通过以不同的比例组合三原色来获得。有两种原色系统，一种是加色系统，其原色是红、绿、蓝；另一种是减色法，其三原色是黄色、青色和紫色(或洋红色)。将三原色以不同的比例混合而成的颜色称为加色混合，其规律是：红色和绿色=黄色；红色和蓝色=紫色；蓝绿色=绿色；红色、蓝色和绿色=白色。根据人眼的上述色觉特征，可以选择三原色并以不同的比例组合，以产生不同的色觉。这是三基色原理的主要内容。三原色不是唯一的。原则上，可以使用不同的三色组。

5、为了标准化，CIE制定了统一的规定，即选择红光波长为700纳米、绿光波长为546.1纳米和蓝光波长为435.8纳米的三种颜色作为三原色。研究发现，人眼的视觉反应应该依赖于红、绿、蓝三种颜色分量的代数和，即它们的比值决定了色觉，其亮度等于三原色之和4.2.2发光二极管三基色混光的基本原理发光二极管三基色混光是指用红、绿、蓝三色发光二极管混合光，产生各种照明颜色。根据CIE色度图，光的颜色与三原色r、g和b的比率r()、g()和b()相关，并且满足条件r()、g()和b()=1。因此，该方法不仅可以通过改变发光二极管的电流来实现亮度级，还可以根据用户的喜好通过改变三原色的流明比来实现发光二极管的颜

6、色调节。由于人眼的视觉惯性，当周期光信号的频率高于临界闪烁频率时，这种周期光信号的视觉感知就像恒定光一样。通过周期性地控制光脉冲宽度，即控制占空比，可以控制发光二极管的亮度。这种控制模式称为脉宽调制模式。脉宽调制是目前发光二极管混光的主要方式，控制灵活，易于数字化。4.3以单片机控制的三色发光二极管点为例，实现基于脉宽调制的混光。单片机的输入输出端口可以输出脉宽调制波来控制每个发光二极管的亮度。然而，即使在8*8点阵中，因为每个点由R、G和B颜色的独立发光二极管组成，所以要控制的发光二极管的实际数量是8*8*3=192。P2端口控制点阵的行，P0端口的数据串行输入74HC595，然后并行输出控制点阵的列。例如，