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LED护栏管

 一 、LED护栏管是什么? 

    LED护栏管是由发光二极管、电子线路板、电子原器件、PC塑胶外壳、防水电源组成的一种线性的装饰灯具。能够防水、防尘、防紫外线、耐高温、抗寒具有环保、节能省电、使用寿命长等物理特性。已广泛应用、于桥梁、道路、楼体墙面、公园、广场、娱乐场所等地方。 

普锐LED照明 21:09:02

二、护栏管的按外观分有哪些规格?

    有D型管和O型管之分。D型的有:D30mm,D50mm,D80mm,D100mm。O型的有:Φ50mm, Φ80mm, Φ100mm。

三、护栏管的外壳是什么材质做成的,颜色有哪几种,有哪些性能,两者外管不同之之间有何区别?

是由进口PC塑料做成的,有乳白管和透明管两种,具有防水、防尘、防紫外线,耐压,耐破裂,耐高低温,耐燃,超强抗击老化的性能。透明管光性强,透光率达95%以上,通过特殊的工艺处理,光线成条型,颜色艳丽。乳白管透光性没有透明管的强,但混色效果好,光线柔和,可以组合多种颜色。

 

四、常规护栏管有哪些颜色变化,是以什么为单位计算?

    颜色有单红、黄、蓝、绿、白、七彩;通常是用一米为计算单位。可做0.5米,也可以跟据客户的实际环境物理距离订做。

五、常规的一米护栏管内有多少颗LED发光管组成,它的功率是多大?工作电压是多少?

单色的常规的有90颗、96颗、108颗、144颗;七彩的常规的有90颗、96颗、108颗、144颗六段的108颗、144颗十六段的96颗、144颗、功率在8-12W左右;工作电压有12V、24V、220V。

六、护栏管的防护等级是多少?工作环境在怎样的一个范围?

     防护等级达IP65。安装在-40度到+75度的气温下可以正常使用。

七、主要应用在哪些领域?

LED护栏管应用范围:特别适合应用于广告牌背景、立交桥、河、湖护栏、高档的DISCO、酒吧、夜总会、休闲会所、门头广告牌建筑物轮廓等大型动感光带之中,可产生彩虹般绚丽的效果。用护栏管装饰建筑物的轮廓,可以起到突出美化亮化建筑物的效果。事实证明,它已经成为照明产品中的一只奇葩,绽放在动感都市。 

十、全彩管的外壳颜色有哪几种?是什么材质做成的,有哪些性能?

有乳白管和透明管两种,是由进口PC塑料做成的;具有防水、防尘、防紫外线,耐压,耐破裂,耐高低温,耐燃,超强抗击老化的性能。(乳白的混色效果好,透明的亮度高)

十一、常规全彩管有哪些颜色变化,是以什么为单位计算?

有六段、十六段、三十二段;通常是用一米为计算单位。可做0.5米,也可以跟据客户的实际环境物理距离订做 

普锐LED照明 21:11:47

十二、七彩护栏管工作是怎样控制的,两者之间有什么区别,有哪那些程序变化效果?

    是分内控和外控两种。所谓内控是将变化效果程序的芯片置入灯管里面,不能随意更改变化的时间和效果。外控是将变化效果程序的芯片外置于一个控制器中,可以通过从新拿出控制器中的芯片进行编程,从而改变想要的效果。

十三、七彩管内控和外控有什么区别?

    七彩护栏管外控只可以做整体渐变或整体跳变,两种程序不能同时在一起。而内控的可以将整体渐变和整体跳变做到一起;内控的可以做220V ,24V,12V;不用控制器。外控的必须要一个有控制系统和24V一关电源的电控箱。  十四、什么是真六段灯管,真六段有哪些控制方式,有一些什么效果?

答:真六段是通过电器原件和线路板电路相结合,将一米的灯管,能够同时显示六种不同的颜色变化。真六段也是分内控和外控两种控制。除了能兼容七彩护栏管的效果之外,还可以做流水、追逐,覆盖,来回跑动,分合扫描等效果,但不能显示图形和文字。

十五、什么是十六段数码管,有哪些控制方式,有一些什么样的变化效果?

答:十六段是通过电器原件和线路板电路相结合,将一米的灯管,分成十六段,我们称之为十六段灯管。通常用来做数码管屏,也有用来做轮廓。做轮廓通常用外控的控制系统。做数码管屏的控制方式有脱机控制和联机控制两种。它除了能兼容七彩护栏管、真六段数码管的程序之外,只要对其进行均匀排布形成大面积区域可显示图形和文并可播放不同格式视文件,。通过电脑下FLASH、动画、文字等文件,或使用动画软件设计个性化动画,播放各种动感变色的图文效果。

十六、什么叫内控?什么叫外控?两者之间有何联系?

    内控是将变化效果程序的芯片置入灯管里面,对每一条灯管进行编号,按照编号进行有顺序的安装,才能达到整体同步效果,不能随意更改变化的时间和效果。外控是将变化效果程序的芯片外置于一个控制器中,可以外控的只能做低压。从性能上来说,外控的的比内控的质量稳定。一般大的工程都会先择用外控的,而小一点的工程会用到内控的。外控的价格比内控的价格要贵。

通过从新拿出控制器中的芯片进行编程,从而改变想要的效果。从程序变化上来说两者都能做到对贵方所控制的效果。从电压上面说,内控的可以做高压和低压,但

十七、LED护栏管最容易出现的问题是什么,要怎样解决容易出现的问题?

答:1容易出现防水问题,易进水;2灯珠之间存在有色差,电子元器件由于光的作用有暗影;3防水插头电源线的质量不好,造成电源接触不良,信号传输有问题,和雨水进入。以上问题主要是在生产过程中我们要对材料严格把关,用一些质量好的材料之外,还需在生产过程中严格遵守每道工序生产作业标准。以及在安装过程中正确的安装方法。 

 

十八、什么叫同步效果?

答:两条灯管以上同时出现同一种颜色,且每一条管只有一个IC控制的我们叫它同步效果。

什么是脱机控制系统,什么是联机控制系统?做数码管屏的控制系统有那些?

真六段控制器与分控、分控与分控、分控与灯管、灯管与灯管之间信号传输距离是多远?

真六控制器一个可以带32个分控,一个分控可以带真六段100-120米灯管。 

主控到分控的距离可达100米,分控到分控距离为50-100米,分控到灯管的距离为1米,灯管到灯管的距离为10米。 

 

十九、16段数码管做管屏控制器是怎样配置?

    一个主控置器带4台分控、一个分控有8路输出、一输出带24米16段灯管。也就是说一个主控最多带768米16段灯管。如果高于768米要另配主控和分控。 

在做到一个工程时,用到外控数码管,需一些什么样的配制,控制系统中怎样控制的?


外控十六段全彩LED数码管 

144珠 LEDS(超高亮度灯珠) 
电压:DC12V 
瓦数:12W 
规格:U50*50*1000mm 
材质:进口PC外管(乳白管);全波纤PCB板,铜螺母线扣 
效果:可产生渐变、闪变、扫描、追逐、流水;以及播放各种动画及视频,图案和文字。 
控制方法:CF卡控制器,八通信号连接,无需分控,可控制512M 

应用范围:桥梁装饰照明、建筑物勾勒轮廓、全彩数码招牌、城市其他需要装饰照明之处 。本产品特别适合应用于大型动感光带之中,可产生彩虹般绚丽的效果。 


低价护栏管和高价护栏管的参数与材料对比

低价护栏管和高价护栏管的参数与材料对比现在市场上LED产品价格越来越多元化,为什么同样的东西价格会相差十几元甚至几十元呢?如果想知道中间的奥妙,那就请耐心看完我给大家做的分析:首先从护栏管最主要的组成部分:灯珠。灯珠:市场上常见的亮度和光衰控制的比较好点的灯珠价格在0.35-0.43元/组RGB,低价的有0.2/组RGB 甚至0.15元/组RGB。从LED应用的角度上来分析:1.前者亮度高、寿命长、光衰小、混色效果佳、死灯率低,后者却是亮度低、寿命短、光衰明显、混色不均匀(经过50毫安电流冲击测试后得出的结论),两者在应用上每条护栏管的价格差异在7-8元左右。线路板,线路板可分为波纤板、半波纤板、阻燃纸板,区别在哪呢?波纤板:柔性好不容易断,对原器件损坏小,寿命长、铜皮厚、过电流大。纸板:刚好相反,如果运输或安装过程中有强烈震动的话有可能断板,铜皮薄,在过锡中容易造成掉铜皮的现象,甚至时间长或管内有水蒸汽时会腐化,那么线路板上有能节省0.5-1.2元。另线路板又分为宽板和窄板,宽板线路相隔远,铜皮宽,过电流大,窄板则会由于线路太密造成短路和烧断铜皮的现象,这里又相差1.2元左右。电子元件:几乎都差不多,锡:虚焊的真凶,40度-55度价格相差10-15块/公斤,从线路板上可以看出来,好的锡当然比较亮,焊点饱满,40度的比较容易掉,容易造成虚焊,当然开始的时候未必能全部看出来,但亮的时间长了当你发现你所购买的护栏管出现一小段颜色不一样的时候,那么凶手就在你的面前。平均每米大概在0.5元左右。接下来是PC管了当然头料和二次料甚至三次料出的PC管都有,一般市场上出现爆管现象应该和这材料有关系的,当然还与抹漆水有关系,如果用他来抹二次料或三次料的管如果长时间不爆的现象应该很少,一般采用的都是工业酒精,这样就不会有化学反映了。一次料和三次料的价格差异应该是:1.5-2.5左右。防水:现在很多厂家堵头内用的是灌的是树脂,当然也有用硅胶的,硅胶的硬度当然是不够的,而且在实际工程安装的时候,如果你是把它串好连接好后再往上拉安装的话有可能把线拉出来或拉松;堵头固定,热熔胶硅胶都有人在用,一条管内外都打硅胶的成本应该在1.5-2元左右,但如果里面用的是热熔胶的成本应该在0.7-1元左右,那么我们又省下来了1元,那么区别在哪呢?恶劣的天气会证明热熔胶--不行,我公司经过把封装好的管放到的冰柜里三天再拿出来爆晒,反复几次后发现热融胶完全脱落,堵头轻易就弄掉了。对接线:中等的和差的价格相差0.5元,安装的时候注意别把他折的太紧,水不是从对接头进去的,如果你线里有水你不仿看看线与对接头所压的端子的位置,你会感谢我的。好了分析完了,我们来算算价格差异会是多少,我们去掉有个最高价和最低价,大家来看看:灯珠:7.5元线路、板:2元、锡:0.5元、PC管:2元、硅胶:1.元、对接线0.5元,好了结果出来了,每条管可以节约了13.5元 。 

护栏管安装方法和细节 



主要材料:
LED护栏灯;护栏灯安装卡子,防水变压器,LED护栏灯主控器,LED护栏灯分控器,
辅助材料:
公母插头,超五类网线,两芯电源线,自攻螺丝,胶粒等

LED外控护栏灯安装步骤:
第一步:先将LED护栏灯安装到墙体上:在墙体上打孔,装膨胀螺钉,再装LED护栏灯,用自攻螺丝锁住;护栏灯之间的距离根据客户的要求而定;一般是1CM到3CM之间。
第二步:然后将LED护栏灯的信号线、电源线对接起来,信号线一般是四芯或五芯也有两芯的公母插头;电源线是两芯的公母插;
第三步:安装电源(变压器或开关电源);
根据变压器的功率以及护栏灯的功率来计算每台变压器可以带多少条护栏灯;比如108灯的LED七彩护栏灯是10W/M;144灯的LED护栏灯是12W/M;若用400W的防水变压器,则可以带108灯36M管;144灯的则带32 M管。若变压器可以带36M管;变压器则放在第18和19条中间,接两条线出来,每边各带18条。
注:1. 变压器一般只用到80%到90%的功率;
2. 不管变压器的功率再大,每边接的管最好不要超过25M;因为电源导线有功率损耗;越到后面的LED护栏灯亮度越低;
第四步:LED护栏灯控制器的安装;
先装分控器,直接将分控器接在LED护栏灯上;分控器两端一般有三个出线头,一端一条的一般是电源线接24V或12V,注意这个电源线只是分控器的供电,护栏管的供电要另外联接,另外一端两条接线头一条是从主控器输入的信号线,一条是接护栏管的输出的信号线,分控器上会标出哪条接主控哪条接分控!
信号接信号(五芯公母插),电源接电源(两芯公母插);然后将分控器与主控器的信号对接,如果分控与主控的距离将远时可以用超五类网线连接起来,这样信号比较好;每个分控只能带固定数量的LED数码管,一般可以带到100M;做楼体轮廓时,每一个分控带一路;具体的情况根据LED效果图安装(生产厂家会帮您算好要多少分控,每个分控带哪一路,一般会有安装图纸)。分控与主控之间亦采用超五线网线连接;网线都是八条线的,采用公母信号插与网线对接起来,现接到分控上;不同回路的数码管之间的信号线需要断开。
第五步:通电,通信号。
将变压器全部接到一条220V主电源上,然后采用一个空气开关和时间开关;
控制LED数码管(LED护栏灯)统一通电;然后将主控器上的插头插在220V的电源上。     

LED内控单色常亮护栏管的安装:
             单色护栏管直接按护栏管的电压接电就行了,内控护栏灯的安装,直接接在对应的电源上就行了;这里还要提到就是内控编号LED护栏灯的安装:内控编号护栏灯的安装必须按管的顺序一个一个安装;如果不按顺序安装最后会出现整体不同步现像。内控和内控编号护栏管必须同时通电,才能保证变化效果同步!低压的必须接变压器或开关电源,变压器或开关电源装在护栏管的中间,这样护栏管的效果才会更统一!


常见问题:
1. 若LED数码管不能正常走程序,确认此管是否信号线有问题,请把不能运作的管换下,还有一个问题,这条管的可能信号线只有输入没有输出,导致后面的管变化效果不能同步,这种情况下可以把装在最后一条护栏管装在这里,把这条护栏管装在最后面那边,可以恢复正常!若恢复正常,就确认是此管问题,若不行可以换个分控试试,若无法解决安装中出现的问题请与厂家联系。
    2.因为LED护栏灯为电子产品,总会有一些不良品,会出现虚焊漏焊现像;另外防水处理很个很关键的因素,建议选购产品时把握好质量;若有不良品时情退回厂家维修。

   3.LED护栏灯,LED护栏灯一般安装要的楼体上,安装成本比较高,具有一定的危险性;如果有坏管了,需要吊人或架手脚架上去拆换;所以建议选购优质的产品的,减少的维护成本。 

第二章点光源知识  

 

参数说明:

采用高亮度LED为光源,长寿命,低功能,压铸铝灯体,PC灯罩,绿色环保。宛如天上的星星,给人无限遐想。

运用点阵组合原理,采用LED电脑数字程控器系统,实现了不同类型的动画(Gif、Flash)、点阵文字、图形(JPG、BMP)、及各种灯光效果。

技术参数:

光源:高亮度LED

LED颜色:红,黄,蓝,绿,白,RGB

工作电压 : DC12V/220V

工作温度 : -40~50度(-40~+50°C)

 外观形状:

长方形,圆形,四角形,五角形,方形,V形 ,十字形等(如图1,2)

材质说明:

灯体为压铸铝

灯罩为PC材料

聚脂棱镜透光罩

散热片设计铝壳体

橡胶密封圈 

适用范围:

适用于娱乐场所,户外广告招牌(门头),大型写字楼,标志建筑和室内外等装饰照明。

功率:2W

套管材质:PC

外径尺寸:5-200mm 

 

 

第三章  大功率洗墙灯 

一:洗墙灯的由来:

洗墙灯源自于英文wash wall,译成中文就成了洗墙灯。LED洗墙灯又叫线型LED

投光灯等等,因为其外形为长条形,也有人将之称为LED线条灯,主要也是用来

做建筑装饰照明之用,还有用来勾勒大型建筑的轮廓,其技术参数与LED投光灯

大体相似,相对於LED投光灯的圆形结构,LED洗墙灯的条形结构的散热装置显

得更加好处理一点。

 

 

二、洗墙灯的参数:

    现在应用较多的LED洗墙灯基本上是选用1W大功率LED管(每个LED管会带有一个

由PMMA制成的高光效透镜,其主要功用是二次分配LED管发出的光),呈单线排

列(二线或多线排列的我将其归为LED投光灯),大多数LED洗墙灯的LED管都是

共用一个散热器,也有的厂家是每一个LED管安置一个小型散热器,其发光角度

一般有窄(20度左右)、中(50度左右)、宽(120度左右)三种,目前,大功

率LED洗墙灯(窄角度)的最远的有效投射距离为15-20米,其常用功率大概有

8W、12W、24W、27W、36W等几种功率形式,而它们的常用外形尺寸一般为300、

500、600、1000等几种,可以按实际工程应用选择不同的长度和功率密度。

 

三、洗墙灯的控制形式:

大功率LED洗墙灯有外控和内控两种控制方式,内控无需外接控制器可以内置多

种变化模式(最多可达六种),而外控则要配置外控控制器方可实现颜色变化,

目前市面上的应用也是以外控居多。

四、洗墙灯主要的应用场合及可实现的效果:

LED洗墙灯通过内置微晶片的控制,在小型工程应用场合中,可无控制器使用,能

实现渐变、跳变、色彩闪烁、随机闪烁、渐变交替等动态效果,也可以通过DMX的

控制,实现追逐、扫描等效果。目前,主要的应用场所有:单体建筑、历史建筑

群外墙照明。 大楼内光外透照明、室内局部照明。绿化景观照明、广告牌照明。

医疗、文化等专门设施照明。酒吧、舞厅等娱乐场所气氛照明等

LED洗墙灯的由于体积比较大,散热方面比较好,所以在设计方面也大大减少了难度,但在实际应用中,也会出现恒流驱动做得不是太好,出现损坏的也不少>

LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由三部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子,中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。 

二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为P-N结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结施加反向电压时,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。 

 

 

LED

最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。 

对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法,构造简单、成本低廉、技术成熟度高,因此运用最多。 

 

欧司朗、中国深圳的联欣丰光电、晶能光电等,所以白光LED的推广应用,尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程。

2、 白光LED的工艺结构和白色光源。

对于一般照明,在工艺结构上,白光LED一般采用两种方法形成。第一种是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成白光;第二种是多种单色光混合方法。这两种方法都已能成功产生白光器件。第一种方法产生白光的系统如图1所示,图中LEDGaM芯片发蓝光(λp=465NM),它和YAG(钇铝石榴石)荧光粉封装在一起,当荧光粉受蓝光激发后发出黄色光,结果,蓝光和黄光混合形成白光(构成LED的结构如图2所示)。第二种方法采用不同色光的芯片封装在一起,通过各色光混合而产生白光。

3、白光LED照明新光源的应用前景。

为了说明白光LED的特点,先看看目前所用的照明灯光源的状况。白炽灯和卤钨灯,其光效为12~24流明/瓦;荧光灯和HID灯的光效为50~120流明/瓦。对白光LED:在1998年,白光LED的光效只有5流明/瓦,到了1999年已达到15流明/瓦,这一指标与一般家用白炽灯相近,而在2000年时,白光LED的光效已达25流明/瓦,这一指标与卤钨灯相近。有公司预测,到2005年,LED的光效可达50流明/瓦,如凯帝光电科技生产的1W白灯就已经达到60流明/瓦,在2009年的Photonics West展会上,日本LED巨头日亚(Nichia)展示了最新的实验室结果已将LED发光效率提升至249lm/W,并可以通过引入一种新的荧光技术将这个极限值提高到300lm/W以上。

普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜,但光效低(灯的热效应白白耗电),寿命短,维护工作量大,但若用白光LED作照明,不仅光效高,而且寿命长(连续工作时间100000小时以上),几乎无需维护。目前,德国Hella公司利用白光LED开发了飞机阅读灯;澳大利亚首都堪培拉的一条街道已用了白光LED作路灯照明;我国的城市交通管理灯也正用白光LED取代早期的交通秩序指示灯。可以预见不久的将来,白光LED定会进入家庭取代现有的照明灯。

LED光源具有使用低压电源、耗能少、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等的优点,虽然价格较现有照明器材昂贵,仍被认为是它将不可避免地替代现有照明器件。 

 

环氧树脂里面,所以它非常的小,非常的轻。

耗电量低

LED耗电非常低,一般来说LED的工作电压是2-3.6V。工作电流是0.02-0.03A。这就是说:它消耗的电不超过0.1W。

使用寿命长

在恰当的电流和电压下,LED的使用寿命可达10万小时。

高亮度、低热量

比HID或白炽灯更少的热辐射。

环保

LED是由无毒的材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染,同时LED也可以回收再利用。红光LED含有大量的As(砷),剧毒

坚固耐用

LED是被完全的封装在环氧树脂里面,它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分,这些特点使得LED可以说是不易损坏的。 

可控性强

可以实现各种颜色的变化。

led光源的特点

1、电压: led使用低压电源,供电电压在6-24v之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。

2、效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少 80% 

3、适用性:很小,每个单元 led小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境 

4、稳定性: 10万小时,光衰为初始的50% 

5、响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级, led灯的响应时间为纳秒级 

6、对环境污染:无有害金属汞 

7、颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的 led,随着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色 

8、价格:led的价格比较昂贵,较之于白炽灯,几只led的价格就可以与一只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成 

 

 

 

LED工艺流程图

LED封装

LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号,保护管芯正常工作,输出:可见光的功能,既有电参数,又有光参数的设计及技术要求,无法简单地将分立器件的封装用于LED。 

LED的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯,当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时,就会发出可见光,紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的,即向各个方向发射有相同的几率,因此,并不是管芯产生的所有光都可以释放出来,这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料,应用要求提高LED的内、外部量子效率。常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上,管芯的正极通过球形接触点与金丝,键合为内引线与一条管脚相连,负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连,然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光,向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状,有这样几种作用:保护管芯等不受外界侵蚀;采用不同的形状和材料性质(掺或不掺散色剂),起透镜或漫射透镜功能,控制光的发散角;管芯折射率与空气折射率相关太大,致使管芯内部的全反射临界角很小,其有源层产生的光只有小部分被取出,大部分易在管芯内部经多次反射而被吸收,易发生全反射导致过多光损失,选用相应折射率的环氧树脂作过渡,提高管芯的光出射效率。用作构成管壳的环氧树脂须具有耐湿性,绝缘性,机械强度,对管芯发出光的折射率和透射率高。选择不同折射率的封装材料,封装几何形状对光子逸出效率的影响是不同的,发光强度的角分布也与管芯结构、光输出方式、封装透镜所用材质和形状有关。若采用尖形树脂透镜,可使光集中到LED的轴线方向,相应的视角较小;如果顶部的树脂透镜为圆形或平面型,其相应视角将增大。 

一般情况下,LED的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃,光谱宽度随之增加,影响颜色鲜艳度。另外,当正向电流流经pn结,发热性损耗使结区产生温升,在室温附近,温度每升高1℃,LED的发光强度会相应地减少1%左右,封装散热;时保持色纯度与发光强度非常重要,以往多采用减少其驱动电流的办法,降低结温,多数LED的驱动电流限制在20mA左右。但是,LED的光输出会随电流的增大而增加,目前,很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、100mA甚至1A级,需要改进封装结构,全新的LED封装设计理念和低热阻封装结构及技术,改善热特性。例如,采用大面积芯片倒装结构,选用导热性能好的银胶,增大金属支架的表面积,焊料凸点的硅载体直接装在热沉上等方法。此外,在应用设计中,PCB线路板等的热设计、导热性能也十分重要。 

进入21世纪后,LED的高效化、超高亮度化、全色化不断发展创新,红、橙LED光效已达到100Im/W,绿LED为501m/W,单只LED的光通量也达到数十Im。LED芯片和封装不再沿龚传统的设计理念与制造生产模式,在增加芯片的光输出方面,研发不仅仅限于改变材料内杂质数量,晶格缺陷和位错来提高内部效率,同时,如何改善管芯及封装内部结构,增强LED内部产生光子出射的几率,提高光效,解决散热,取光和热沉优化设计,改进光学性能,加速表面贴装化SMD进程更是产业界研发的主流方向。 

1、产品封装结构类型 

自上世纪九十年代以来,LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破,透明衬底梯形结构、纹理表面结构、芯片倒装结构,商品化的超高亮度(1cd以上)红、橙、黄、绿、蓝的LED产品相继问市,如表1所示,2000年开始在低、中光通量的特殊照明中获得应用。LED的上、中游产业受到前所未有的重视,进一步推动下游的封装技术及产业发展,采用不同封装结构形式与尺寸,不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式,可生产出多种系列,品种、规格的产品。 

LED产品封装结构的类型如表2所示,也有根据发光颜色、芯片材料、发光亮度、尺寸大小等情况特征来分类的。单个管芯一般构成点光源,多个管芯组装一般可构成面光源和线光源,作信息、状态指示及显示用,发光显示器也是用多个管芯,通过管芯的适当连接(包括串联和并联)与合适的光学结构组合而成的,构成发光显示器的发光段和发光点。表面贴装LED可逐渐替代引脚式LED,应用设计更灵活,已在LED显示市场中占有一定的份额,有加速发展趋势。固体照明光源有部分产品上市,成为今后LED的中、长期发展方向。 

2、引脚式封装 

LED脚式封装采用引线架作各种封装外型的引脚,是最先研发成功投放市场的封装结构,品种数量繁多,技术成熟度较高,封装内结构与反射层仍在不断改进。标准LED被大多数客户认为是目前显示行业中最方便、最经济的解决方案,典型的传统LED安置在能承受0.1W输入功率的包封内,其90%的热量是由负极的引脚架散发至PCB板,再散发到空气中,如何降低工作时pn结的温升是封装与应用必须考虑的。包封材料多采用高温固化环氧树脂,其光性能优良,工艺适应性好,产品可*性高,可做成有色透明或无色透明和有色散射或无色散射的透镜封装,不同的透镜形状构成多种外形及尺寸,例如,圆形按直径分为Φ2mm、Φ3mm、Φ4.4mm、Φ5mm、Φ7mm等数种,环氧树脂的不同组份可产生不同的发光效果。花色点光源有多种不同的封装结构:陶瓷底座环氧树脂封装具有较好的工作温度性能,引脚可弯曲成所需形状,体积小;金属底座塑料反射罩式封装是一种节能指示灯,适作电源指示用;闪烁式将CMOS振荡电路芯片与LED管芯组合封装,可自行产生较强视觉冲击的闪烁光;双色型由两种不同发光颜色的管芯组成,封装在同一环氧树脂透镜中,除双色外还可获得第三种的混合色,在大屏幕显示系统中的应用极为广泛,并可封装组成双色显示器件;电压型将恒流源芯片与LED管芯组合封装,可直接替代5—24V的各种电压指示灯。面光源是多个LED管芯粘结在微型PCB板的规定位置上,采用塑料反射框罩并灌封环氧树脂而形成,PCB板的不同设计确定外引线排列和连接方式,有双列直插与单列直插等结构形式。点、面光源现已开发出数百种封装外形及尺寸,供市场及客户适用。 

LED发光显示器可由数码管或米字管、符号管、矩陈管组成各种多位产品,由实际需求设计成各种形状与结构。以数码管为例,有反射罩式、单片集成式、单条七段式等三种封装结构,连接方式有共阳极和共阴极两种,一位就是通常说的数码管,两位以上的一般称作显示器。反射罩式具有字型大,用料省,组装灵活的混合封装特点,一般用白色塑料制作成带反射腔的七段形外壳,将单个LED管芯粘结在与反射罩的七个反射腔互相对位的PCB板上,每个反射腔底部的中心位置是管芯形成的发光区,用压焊方法键合引线,在反射罩内滴人环氧树脂,与粘好管芯的PCB板对位粘合,然后固化即成。反射罩式又分为空封和实封两种,前者采用散射剂与染料的环氧树脂,多用于单位、双位器件;后者上盖滤色片与匀光膜,并在管芯与底板上涂透明绝缘胶,提高出光效率,一般用于四位以上的数字显示。单片集成式是在发光材料晶片上制作大量七段数码显示器图形管芯,然后划片分割成单片图形管芯,粘结、压焊、封装带透镜(俗称鱼眼透镜)的外壳。单条七段式将已制作好的大面积LED芯片,划割成内含一只或多只管芯的发光条,如此同样的七条粘结在数码字形的可伐架上,经压焊、环氧树脂封装构成。单片式、单条式的特点是微小型化,可采用双列直插式封装,大多是专用产品。LED光柱显示器在106mm长度的线路板上,安置101只管芯(最多可达201只管芯),属于高密度封装,利用光学的折射原理,使点光源通过透明罩壳的13-15条光栅成像,完成每只管芯由点到线的显示,封装技术较为复杂。 

半导体pn结的电致发光机理决定LED不可能产生具有连续光谱的白光,同时单只LED也不可能产生两种以上的高亮度单色光,只能在封装时借助荧光物质,蓝或紫外LED管芯上涂敷荧光粉,间接产生宽带光谱,合成白光;或采用几种(两种或三种、多种)发不同色光的管芯封装在一个组件外壳内,通过色光的混合构成白光LED。这两种方法都取得实用化,日本2000年生产白光LED达1亿只,发展成一类稳定地发白光的产品,并将多只白光LED设计组装成对光通量要求不高,以局部装饰作用为主,追求新潮的电光源。 

3、表面贴装封装 

在2002年,表面贴装封装的LED(SMD LED)逐渐被市场所接受,并获得一定的市场份额,从引脚式封装转向SMD符合整个电子行业发展大趋势,很多生产厂商推出此类产品。 

早期的SMD LED大多采用带透明塑料体的SOT-23改进型,外形尺寸3.04×1.11mm,卷盘式容器编带包装。在SOT-23基础上,研发出带透镜的高亮度SMD的SLM-125系列,SLM-245系列LED,前者为单色发光,后者为双色或三色发光。近些年,SMD LED成为一个发展热点,很好地解决了亮度、视角、平整度、可*性、一致性等问题,采用更轻的PCB板和反射层材料,在显示反射层需要填充的环氧树脂更少,并去除较重的碳钢材料引脚,通过缩小尺寸,降低重量,可轻易地将产品重量减轻一半,最终使应用更趋完美,尤其适合户内,半户外全彩显示屏应用。 

表3示出常见的SMD LED的几种尺寸,以及根据尺寸(加上必要的间隙)计算出来的最佳观视距离。焊盘是其散热的重要渠道,厂商提供的SMD LED的数据都是以4.0×4.0mm的焊盘为基础的,采用回流焊可设计成焊盘与引脚相等。超高亮度LED产品可采用PLCC(塑封带引线片式载体)-2封装,外形尺寸为3.0×2.8mm,通过独特方法装配高亮度管芯,产品热阻为400K/W,可按CECC方式焊接,其发光强度在50mA驱动电流下达1250mcd。七段式的一位、两位、三位和四位数码SMD LED显示器件的字符高度为5.08-12.7mm,显示尺寸选择范围宽。PLCC封装避免了引脚七段数码显示器所需的手工插入与引脚对齐工序,符合自动拾取—贴装设备的生产要求,应用设计空间灵活,显示鲜艳清晰。多色PLCC封装带有一个外部反射器,可简便地与发光管或光导相结合,用反射型替代目前的透射型光学设计,为大范围区域提供统一的照明,研发在3.5V、1A驱动条件下工作的功率型SMD LED封装。 

4、功率型封装 

LED芯片及封装向大功率方向发展,在大电流下产生比Φ5mmLED大10-20倍的光通量,必须采用有效的散热与不劣化的封装材料解决光衰问题,因此,管壳及封装也是其关键技术,能承受数W功率的LED封装已出现。5W系列白、绿、蓝绿、蓝的功率型LED从2003年初开始供货,白光LED光输出达1871m,光效44.31m/W绿光衰问题,开发出可承受10W功率的LED,大面积管;匕尺寸为2.5×2.5mm,可在5A电流下工作,光输出达2001m,作为固体照明光源有很大发展空间。 

Luxeon系列功率LED是将A1GalnN功率型倒装管芯倒装焊接在具有焊料凸点的硅载体上,然后把完成倒装焊接的硅载体装入热沉与管壳中,键合引线进行封装。这种封装对于取光效率,散热性能,加大工作电流密度的设计都是最佳的。其主要特点:热阻低,一般仅为14℃/W,只有常规LED的1/10;可*性高,封装内部填充稳定的柔性胶凝体,在-40-120℃范围,不会因温度骤变产生的内应力,使金丝与引线框架断开,并防止环氧树脂透镜变黄,引线框架也不会因氧化而玷污;反射杯和透镜的最佳设计使辐射图样可控和光学效率最高。另外,其输出光功率,外量子效率等性能优异,将LED固体光源发展到一个新水平。 

Norlux系列功率LED的封装结构为六角形铝板作底座(使其不导电)的多芯片组合,底座直径31.75mm,发光区位于其中心部位,直径约(0.375×25.4)mm,可容纳40只LED管芯,铝板同时作为热衬。管芯的键合引线通过底座上制作的两个接触点与正、负极连接,根据所需输出光功率的大小来确定底座上排列管芯的数目,可组合封装的超高亮度的AlGaInN和AlGaInP管芯,其发射光分别为单色,彩色或合成的白色,最后用高折射率的材料按光学设计形状进行包封。这种封装采用常规管芯高密度组合封装,取光效率高,热阻低,较好地保护管芯与键合引线,在大电流下有较高的光输出功率,也是一种有发展前景的LED固体光源。 

在应用中,可将已封装产品组装在一个带有铝夹层的金属芯PCB板上,形成功率密度LED,PCB板作为器件电极连接的布线之用,铝芯夹层则可作热衬使用,获得较高的发光通量和光电转换效率。此外,封装好的SMD LED体积很小,可灵活地组合起来,构成模块型、导光板型、聚光型、反射型等多姿多彩的照明光源。 

功率型LED的热特性直接影响到LED的工作温度、发光效率、发光波长、使用寿命等,因此,对功率型LED芯片的封装设计、制造技术更显得尤为重要。

LED的二次封装

LED的二次封装是将经过第一次封装的LED与其驱动或控制电路在完成电子电路焊接后,密封在聚合物封装体内,达到防水、防尘及保护作用。研发二次封装LED光源产品的意义:LED灯具产品在使用过程中,防水问题一直是最大的、致命的问题,LED灯具使用的寿命很大程度上被防水问题所制约,解决LED灯具的防水问题,使LED灯具的寿命和稳定性得到有力的保障,勇电企业在LED灯具防水方面经过5年的研发和实验,开发出IP68防护等级的LED光源,彻底解决了LED灯具的防水问题,获得了国家专利;

 

 

led光谱

晶片,什么是led晶片?

一、LED晶片的作用:

LED晶片为LED的主要原材料,LED主要依靠晶片来发光。

二、LED晶片的组成

主要有砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)硅(Si)这几种元素中的若干种组成。

三、LED晶片的分类

1、按发光亮度分:

A、一般亮度:R﹑H﹑G﹑Y﹑E等

B、高亮度:VG﹑VY﹑SR等

C、超高亮度:UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等

D、不可见光(红外线):R﹑SIR﹑VIR﹑HIR

E、红外线接收管:PT

F、光电管:PD

2、按组成元素分:

A、二元晶片(磷﹑镓):H﹑G等

B、三元晶片(磷﹑镓﹑砷):SR﹑HR﹑UR等

C、四元晶片(磷﹑铝﹑镓﹑铟):SRF﹑HRF﹑URF﹑VY﹑HY﹑UY﹑UYS﹑UE﹑HE、UG

四、LED晶片特性表(详见下表介绍)

LED晶片型号发光颜色组成元素波长(nm)晶片型号发光颜色组成元素波长(nm)

SBI蓝色lnGaN/sic 430 HY超亮黄色AlGalnP 595

SBK较亮蓝色lnGaN/sic 468 SE高亮桔色GaAsP/GaP 610

DBK较亮蓝色GaunN/Gan 470 HE超亮桔色AlGalnP 620

SGL青绿色lnGaN/sic 502 UE最亮桔色AlGalnP 620

DGL较亮青绿色LnGaN/GaN 505 URF最亮红色AlGalnP 630

DGM较亮青绿色lnGaN 523 E桔色GaAsP/GaP635

PG纯绿GaP 555 R红色GaAsP 655

SG标准绿GaP 560 SR较亮红色GaA/AS 660

G绿色GaP 565 HR超亮红色GaAlAs 660

VG较亮绿色GaP 565 UR最亮红色GaAlAs 660

UG最亮绿色AIGalnP 574 H高红GaP 697

Y黄色GaAsP/GaP585 HIR红外线GaAlAs 850

VY较亮黄色GaAsP/GaP 585 SIR红外线GaAlAs 880

UYS最亮黄色AlGalnP 587 VIR红外线GaAlAs 940

UY最亮黄色AlGalnP 595 IR红外线GaAs 940

五、注意事项及其它

1、LED晶片厂商名称:A、光磊(ED) B、国联(FPD)C、鼎元(TK)D、华上(AOC)E、汉光(HL) F、AXT G、广稼 H、弘凯(EK)

2、LED晶片在生产使用过程中需注意静电防护。

六、补充

LED显示屏(LED panel):LED就是light emitting diode ,发光二极管的英文缩写,简称LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 

LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏,均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形;视频显示屏采用微型计算机进行控制,图文、图像并茂,以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息,还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳,立体感强,静如油画,动如电影,广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。

它的优点:亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。

六、LED显示屏常用术语解释 

1、LED亮度

发光二极管的亮度一般用发光强度(Luminous Intensity)表示,单位是坎德拉cd;1000ucd(微坎德拉)=1 mcd(毫坎德拉), 1000mcd=1 cd。室内用单只LED的光强一般为500ucd-50 mcd,而户外用单只LED的光强一般应为100 mcd-1000 mcd,甚至1000 mcd以上。

2、 LED象素模块

LED排列成矩阵或笔段,预制成标准大小的模块。室内显示屏常用的有8*8象素模块、8字7段数码模块。户外显示屏象素模块有4*4、8*8、8*16象素等规格。户外显示屏用的象素模块因为其每一象素由两只以上LED管束组成,固又称其为集管束模块。

3、 象素(Pixel)与象素直径

LED显示屏中每一个可被单独控制的LED发光单元(点)称为象素(或象元)。象素直径∮是指每一象素的直径,单位是毫米。

对于室内显示屏,一般一个为单个LED,外形为圆形。室内显示屏象素直径校常见的有∮3.0、∮3.75、∮5.0、∮8.0等,其中以∮3.75和∮5.0最多。

在户外环境,为提高亮度,增加视距,一个象素含有两只以上集束LED;由于两只以上集束LED一般不为圆形,固户外显示屏象素直径一般用两两象素平均间距表示:□10、□11.5、□16、□22、□25。

4、 点间距、象素密度与信息容量

LED 显示屏的两两象素的中心距或点间距(Dot Pitch);单位面积内象素的数量称为象素密度;单位面积内所含显示内容的数量称为信息容量。这三者本质是描述同一概念:点间距是从两两象素间的距离来反映象素密度,点间距和象素密度是显示屏的物理属性;信息容量则是象素密度的信息承载能力的数量单位。

点间距越小,象素密度越高,信息容量越多,适合观看的距离越近。

点间距越大,象素密度越低,信息容量越少,适合观看的距离越远。

5、 分辨率

LED显示屏象素的行列数称为LED显示屏的分辨率。分辨率是显示屏的象素总量,它决定了一台显示屏的信息容量。

6、 LED显示屏(LED Panel)

将LED象素模块按照实际需要大小拼装排列成矩阵,配以专用显示驱动电路,直流稳压电源,软件,框架以及外装饰等,即构成一台LED显示屏。

7、 灰度

灰度是指象素发光明暗变化的程度,一种基色的灰度一般有8级至1024级。例如,若每种基色的灰度为256级,对于双基色彩色屏,其显示颜色为256×256=64K色,亦称该屏为256色显示屏。这里说的是灰度等级,8级就是2的8次方,256位。16级就是2的16次方。灰度等级越多,颜色和图像效果越平滑。

   灰度也就是所谓的色阶或灰阶,是指亮度的明暗程度。对于数字化的显示技术而言,灰度是显示色彩数的决定因素。一般而言灰度越高,显示的色彩越丰富,画面也越细腻,更易表现丰富的细节。 

灰度等级主要取决于系统的A/D转换位数。当然系统的视频处理芯片、存储器以及传输系统都要提供相应位数的支持才行。 目前国内LED显示屏主要采用8位处理系统,也即256(28)级灰度。简单理解就是从黑到白共有256种亮度变化。采用RGB三原色即可构成256×256×256=16777216种颜色。即通常所说的16兆色。 国际品牌显示屏主要采用10位处理系统,即1024级灰度,RGB三原色可构成10.7亿色。 

灰度虽然是决定色彩数的决定因素,但并不是说无限制越大越好。系统处理位数的提高会牵涉到系统视频处理、存储、传输、扫描等各个环节的变化,成本剧增,性价比反而下降。一般来说民用或商用级产品可以采用8位系统,广播级产品可以采用10位系统。 

目前国内也有部分厂家都能够达到10位,1024级灰度控制。而愿景光目前已经实现了高级灰度信号无损处理算法,其灰度深度高达16bit,确保在全亮度调节范围内灰度细节无损失,图像亮丽呈现。

8、 双基色

现今大多数彩色LED显示屏是双基色彩色屏,即每一个象素有两个LED管芯:一为红光管芯,一为绿光管芯。红光管芯亮时该象素为红色,绿光管芯亮时该象素为绿色,红绿两管芯同时亮时则该象素为黄色。其中红,绿称为基色。

9、 全彩色

红绿双基色再加上蓝基色,三种基色就构成全彩色。由于构成全彩色的蓝色管和纯绿色管芯较贵,故目前全彩色屏相对较少。

七、备注(名词解释)

1、色温

色温究竞是指什么? 我们知道,通常人眼所见到的光线,是由光的三原色(红绿蓝)组成的7种色光的光谱所组成。色温就是专门用来量度光线的颜色成分的。 

用以计算光线颜色成分的方法,是19世纪末由英国物理学家洛德?凯尔文所创立的,他制定出了一整套色温计算法,而其具体界定的标准是基于以一黑体辐射器所发出来的波长。 

凯尔文认为,假定某一纯黑物体,能够将落在其上的所有热量吸收,而没有损失,同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话,它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。例如,当黑体受到的热力相当于500—550℃时,就会变成暗红色,达到1050一1150℃时,就变成黄色……因而,光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度相对应的。只不过色温是用凯尔文(°K、也就是绝对温度)的色温单位来表示,而不是用摄氏温度(℃)单位表示的。在加热铁块的过程中,黑色的铁在炉温中逐渐变成红色,这便是黑体理论的最好例子。当黑体受到的热力使它能够放出光谱中的全部可见光波时,它就由红转变橙黄色、黄色最后变成白色,通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是根据以上原理,用°K来表示受热钨丝所放射出光线的色温。根据这一原理,任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”。 

颜色实际上是一种心理物理上的作用。所有颜色印象的产生,是由于时断时续的光谱在眼睛上的反应,所以色温只是用来表示颜色的视觉印象。摄影人都知道:有光才有色,没有光就没有色。 

彩色胶片的设计,一般是根据能够真实地记录出某一特定色温的光源照明来进行的,分为5500 °K日光型、3200 °K灯光型等多种。因而,摄影家必须懂得采用与光源色温相同的彩色胶卷,才会得到准确的色彩再现。如果光源的色温与胶卷的色温互相不平衡,就不会对色彩进行准确的还原。这时,我们就要靠滤光镜来提升或降低光源的色温,使曝光条件与胶卷拟定的色温相匹配,才会有准确的色彩再现。而数码照相机、摄像机等要求进行白平衡调整,实际上也就是对数码机器进行拍摄环境的基础色温定位。目的是同样的:为了色彩的准确再现。 

如何准确地进行色温定位?这就需要使用到“色温计”啦。一般情况下,正午10点至下午2点,晴朗无云的天空,在没有太阳直射光的情况下,标准日光大约在5200~5500°K。新闻摄影灯的色温在3200°K;一般钨丝灯、照相馆拍摄黑白照片使用的钨丝灯以及一般的普通灯泡光的色温大约在2800°K;由于色温偏低,所以在这种情况下拍摄的照片扩印出来以后会感到色彩偏黄色。而一般日光灯的色温在7200~8500°K左右,所以在日光灯下拍摄的相片会偏青色。这都是因为拍摄环境的色温与拍摄机器设定的色温不对造成的。一般在扩印机上可以进行调整。但如果拍摄现场有日光灯也有钨丝灯的情况,我们成为混合光源,这种片子很难进行调整。 

综上所述,拍摄期间对色温的考量、设定以及调整就显得非常重要。无论你是使用传统相机还是数码相机以及摄像机。都必须重视色温!

2、光谱

光谱是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案。

光波是由原子内部运动的电子产生的.各种物质的原子内部电子的运动情况不同,所以它们发射的光波也不同.研究不同物质的发光和吸收光的情况,有重要的理论和实际意义,已成为一门专门的学科——光谱学.下面简单介绍一些关于光谱的知识.

分光镜观察光谱要用分光镜,这里我们先讲一下分光镜的构造原理.图6-18是分光镜的构造原理示意图.它是由平行光管A、三棱镜P和望远镜筒B组成的.平行光管A的前方有一个宽度可以调节的狭缝S,它位于透镜L1的焦平面①处。从狭缝射入的光线经透镜L1折射后,变成平行光线射到三棱镜P上。不同颜色的光经过三棱镜沿不同的折射方向射出,并在透镜L2后方的焦平面MN上分别会聚成不同颜色的像(谱线)。通过望远镜筒B的目镜L3,就看到了放大的光谱像.如果在MN那里放上照相底片,就可以摄下光谱的像。具有这种装置的光谱仪器叫做摄谱仪。

发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。发射光谱有两种类型:连续光谱和明线光谱.连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱(彩图6)。炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。

只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱(彩图7)。明线光谱中的亮线叫做谱线,各条谱线对应于不同波长的光。稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的,所以也叫原子光谱。观察气体的原子光谱,可以使用光谱管(图6-19),它是一支中间比较细的封闭的玻璃管,里面装有低压气体,管的两端有两个电极。把两个电极接到高压电源上,管里稀薄气体发生辉光放电,产生一定颜色的光。

观察固态或液态物质的原子光谱,可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧,使它们气化后发光,就可以从分光镜中看到它们的明线光谱.

实验证明,原子不同,发射的明线光谱也不同,每种元素的原子都有一定的明线光谱.彩图7就是几种元素的明线光谱。每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光,因此,明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线。利用原子的特征谱线可以鉴别物质和研究原子的结构。

吸收光谱高温物体发出的白光(其中包含连续分布的一切波长的光)通过物质时,某些波长的光被物质吸收后产生的光谱,叫做吸收光谱。例如,让弧光灯发出的白光通过温度较低的钠气(在酒精灯的灯心上放一些食盐,食盐受热分解就会产生钠气),然后用分光镜来观察,就会看到在连续光谱的背景中有两条挨得很近的暗线(见彩图8.分光镜的分辨本领不够高时,只能看见一条暗线)。这就是钠原子的吸收光谱.值得注意的是,各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应.这表明,低温气体原子吸收的光,恰好就是这种原子在高温时发出的光.因此,吸收光谱中的谱线(暗线),也是原子的特征谱线,只是通常在吸收光谱中看到的特征谱线比明线光谱中的少. 

二、LED的各类应用:

LED的应用主要可分为三大类:LCD屏背光、LED照明、LED显示。

1、 小尺寸1.5寸到3.5寸LCD屏的背光:

例如手机、PDA、MP3/4等便携设备的LCD屏都需要LED来背光。

2、7寸LCD屏的背光(如数码相框):

3、大尺寸LCD屏的背光(如LCD TV/Monitor、笔记本电脑):

目前大部分LCD TV/Monitor、笔记本电脑的LCD屏是采用的CCFL荧光灯管做背光,因CCFL寿命、环保等不利原因目前正朝向采用LED背光发展。按LCD屏的尺寸大小一般需要数十个到上百个白光LED做背光,而其LED驱动IC市场潜力将会很大。

4、LED手电筒:

小功率LED手电筒、强光LED手电筒、LED矿灯。 

5、LED草地灯:

6、LED照明:

照明经过白炽灯、日光灯,到现在比较普遍的节能灯,再下个阶段应该就是LED照明灯的普及了,这里需要超高亮度的LED,超长寿命、极低功耗将是LED灯很大的优势,同时成本考量也是一个关键。

7、LED显示:

我们在公交车、地铁里都能看到各样的LED字幕显示屏,并且在户外也有不少大屏幕LED点阵显示屏幕,从远处看就是一个比较清晰的超大屏幕电视机。这里需要用到专用的LED显示控制芯片。

提高LED发光效率的技术

一、透明衬底技术

InGaAlP LED通常是在GaAs衬底上外延生长InGaAlP发光区GaP窗口区制备而成。与InGaAlP相比,GaAs材料具有小得多的禁带宽度,因此,当短波长的光从发光区与窗口表面射入GaAs衬底时,将被悉数吸收,成为器件出光效率不高的主要原因。在衬底与限制层之间生长一个布喇格反射区,能将垂直射向衬底的光反射回发光区或窗口,部分改善了器件的出光特性。一个更为有效的方法是先去除GaAs衬底,代之于全透明的GaP晶体。由于芯片内除去了衬底吸收区,使量子效率从4%提升到了25-30%。为进一步减小电极区的吸收,有人将这种透明衬底型的InGaAlP器件制作成截角倒锥体的外形,使量子效率有了更大的提高。

二、金属膜反射技术 

透明衬底制程首先起源于美国的HP、Lumileds等公司,金属膜反射法主要有日本、台湾厂商进行了大量的研究与发展。这种制程不但回避了透明衬底专利,而且,更利于规模生产。其效果可以说与透明衬底法具有异曲同工之妙。该制程通常谓之MB制程,首先去除GaAs衬底,然后在其表面与Si基底表面同时蒸镀Al质金属膜,然后在一定的温度与压力下熔接在一起。如此,从发光层照射到基板的光线被Al质金属膜层反射至芯片表面,从而使器件的发光效率提高2.5倍以上。

三、表面微结构技术 

表面微结构制程是提高器件出光效率的又一个有效技术,该技术的基本要点是在芯片表面刻蚀大量尺寸为光波长量级的小结构,每个结构呈截角四面体状,如此不但扩展了出光面积,而且改变了光在芯片表面处的折射方向,从而使透光效率明显提高。测量指出,对于窗口层厚度为20µm的器件,出光效率可增长30%。当窗口层厚度减至10µm时,出光效率将有60%的改进。对于585-625nm波长的LED器件,制作纹理结构后,发光效率可达30lm/w,其值已接近透明衬底器件的水平。

四、倒装芯片技术 

通过MOCVD技术在兰宝石衬底上生长GaN基LED结构层,由P/N结发光区发出的光透过上面的P型区射出。由于P型GaN传导性能不佳,为获得良好的电流扩展,需要通过蒸镀技术在P区表面形成一层Ni-Au组成的金属电极层。P区引线通过该层金属薄膜引出。为获得好的电流扩展,Ni-Au金属电极层就不能太薄。为此,器件的发光效率就会受到很大影响,通常要同时兼顾电流扩展与出光效率二个因素。但无论在什么情况下,金属薄膜的存在,总会使透光性能变差。此外,引线焊点的存在也使器件的出光效率受到影响。采用GaN LED倒装芯片的结构可以从根本上消除上面的问题。

五、芯片键合技术

光电子器件对所需要的材料在性能上有一定的要求,通常都需要有大的带宽差和在材料的折射指数上要有很大的变化。不幸的是,一般没有天然的这种材料。用同质外延生长技术一般都不能形成所需要的带宽差和折射指数差,而用通常的异质外延技术,如在硅片上外延GaAs和InP等,不仅成本较高,而且结合接口的位错密度也非常高,很难形成高质量的光电子集成器件。由于低温键合技术可以大大减少不同材料之间的热失配问题,减少应力和位错,因此能形成高质量的器件。随着对键合机理的逐渐认识和键合制程技术的逐渐成熟,多种不同材料的芯片之间已经能够实现互相键合,从而可能形成一些特殊用途的材料和器件。如在硅片上形成硅化物层再进行键合就可以形成一种新的结构。由于硅化物的电导率很高,因此可以代替双极型器件中的隐埋层,从而减小RC常数。

六、 激光剥离技术(LLO)

激光剥离技术(LLO)是利用激光能量分解GaN/蓝宝石接口处的GaN缓冲层,从而实现LED外延片从蓝宝石衬底分离。技术优点是外延片转移到高热导率的热沉上,能够改善大尺寸芯片中电流扩展。n面为出光面:发光面积增大,电极挡光小,便于制备微结构,并且减少刻蚀、磨片、划片。更重要的是蓝宝石衬底可以重复运用。

LED喷绘屏介绍:

LED喷绘屏又称为LED日月看板,是将“户外喷绘广告”与“LED电子屏”完美结合的户外广告新产品。

LED常用照明术语

1、光通量φ:发光体每秒钟所发出的光量的总和。单位:流明(Lm),表示发光体发光的多少,发光愈多流明数愈大。

2、光 强I:发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。单位:坎德拉(cd)。 

3、照 度E:发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。单位:勒克斯(Lux)=流明Lm/面积m2。 

4、亮 度L:发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量。单位:尼脱(mcd)。

5、光 效:电光源将电能转化为光的能力,以发出的光通量除以耗电量来表示。单位:每瓦流明(Lm/w)。

6、平均寿命:指一批灯至50%的数量损坏时的小时数。单位:小时(h)。

7、经济寿命:在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下,其综合光束输出减至特定的小时数。室外的光源为70%,室内的光源为80%。

8、色 温:光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。光源色温不同,光色也不同,色温在3000k以下有温暖的感觉,达到稳重的气氛;色温在3000k-5000k为中间色温,有爽快的感觉;色温在5000k以上有冷的感觉。单位:K。

9、显色性:光源的显色性是由显色指数来表明,它表示物体在光下颜色比基准光(太阳能)照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性。要正确表现物体本来的颜色需使用显色指数高的光源。单位:Ra。 

10、色表:是指人眼直接观察光源时所看到的颜色。街道高压钠灯发出的光既亮且白,但当看到被照射的人的面孔时显表灰色,这说明高压钠灯的色表并不差,但显色性不好。

11、眩光:视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比,则可以造成视觉不舒适称为眩光,眩光是影响照明质量的重要因素。 

 

   

 

 

 

 

 

 

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