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1、3.4 RGB三基色合成白光的制作三基色合成白光的制作1LED中游產(chǎn)業(yè)中游產(chǎn)業(yè)LED的封裝的封裝LED的下游產(chǎn)業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)光學(xué)為電學(xué)提供參數(shù)光學(xué)為電學(xué)提供參數(shù)2內(nèi)容內(nèi)容l一、一、RGB三基色合成白光的制作原理三基色合成白光的制作原理l二、二、RGB三基色合成白光制作注意事項(xiàng)三基色合成白光制作注意事項(xiàng)3一、一、RGB三基色合成白光的制作原理三基色合成白光的制作原理1、原理、原理l三個(gè)發(fā)射紅、綠、藍(lán)三基色的三個(gè)發(fā)射紅、綠、藍(lán)三基色的LED芯片,集成芯片,集成電路電路IC控制電流,調(diào)節(jié)通過(guò)三個(gè)控制電流,調(diào)節(jié)通過(guò)三個(gè)RGB LED芯芯片的電流大小,從而使三個(gè)芯片的發(fā)光強(qiáng)度相片的電流大小,從而使三個(gè)芯片
2、的發(fā)光強(qiáng)度相應(yīng)發(fā)生變化,實(shí)現(xiàn)三基色光混合比例隨之發(fā)生應(yīng)發(fā)生變化,實(shí)現(xiàn)三基色光混合比例隨之發(fā)生變化,這樣就可以產(chǎn)生多種變換的色彩。變化,這樣就可以產(chǎn)生多種變換的色彩。 42、RGB芯片集成芯片集成52、RGB芯片集成芯片集成63、合色原理、合色原理可以合成三角形內(nèi)可以合成三角形內(nèi)部所有的顏色,當(dāng)部所有的顏色,當(dāng)然包括白光。然包括白光。73、合色原理、合色原理三原色配白光比例計(jì)算三原色配白光比例計(jì)算l問(wèn)題:已知紅、綠、藍(lán)問(wèn)題:已知紅、綠、藍(lán)LED的色品坐標(biāo),求,的色品坐標(biāo),求,混合成白光所需要三色混合成白光所需要三色LED的光亮度比例。的光亮度比例。l說(shuō)明:說(shuō)明:l紅、綠、藍(lán)紅、綠、藍(lán)LED的色品
3、坐標(biāo)可以由給定的歸一化光的色品坐標(biāo)可以由給定的歸一化光譜功率函數(shù)求出,這里按已知。譜功率函數(shù)求出,這里按已知。l混合后的白光的色品坐標(biāo)為混合后的白光的色品坐標(biāo)為D65(0.3127,0.3291)83、合色原理、合色原理三原色配白光比例計(jì)算三原色配白光比例計(jì)算93、合色原理、合色原理三原色配白光比例計(jì)算三原色配白光比例計(jì)算103、合色原理、合色原理三原色配白光比例計(jì)算三原色配白光比例計(jì)算113、合色原理、合色原理三原色配白光比例計(jì)算三原色配白光比例計(jì)算l紅光紅光LED的色品坐標(biāo)(的色品坐標(biāo)(0.683,0.317,0)l綠光綠光LED的色品坐標(biāo)(的色品坐標(biāo)(0.126,0.773,0.101)
4、l藍(lán)光藍(lán)光LED的色品坐標(biāo)(的色品坐標(biāo)(0.148,0.055,0.797)l混合后的白光混合后的白光D65的色品坐標(biāo)(的色品坐標(biāo)(0.3127,0.3291,0.3582)l現(xiàn)在要計(jì)算紅綠藍(lán)合成現(xiàn)在要計(jì)算紅綠藍(lán)合成D65的亮度比例的亮度比例=? 也就是光通量比例,但若是光功率的比例則也就是光通量比例,但若是光功率的比例則要用輻射度和光度學(xué)換算。要用輻射度和光度學(xué)換算。123、合色原理、合色原理三原色配白光比例計(jì)算三原色配白光比例計(jì)算256 256256=16 777 216種種133、合色原理、合色原理大屏像素大屏像素l制作室內(nèi)制作室內(nèi)LED屏的象素尺寸一般是屏的象素尺寸一般是2-10毫米,
5、毫米,常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的LED管芯封管芯封裝成一體。裝成一體。l室外室外LED屏的象素尺寸多為屏的象素尺寸多為12-26毫米,每個(gè)毫米,每個(gè)象素由若干個(gè)各種單色象素由若干個(gè)各種單色LED組成,常見(jiàn)的成品組成,常見(jiàn)的成品稱(chēng)象素筒,雙色象素筒一般由稱(chēng)象素筒,雙色象素筒一般由3紅紅2綠組成,三綠組成,三色象素筒用色象素筒用2紅紅1綠綠1蘭組成。蘭組成。143、合色原理、合色原理灰度級(jí)灰度級(jí)l灰度級(jí)定義:灰度級(jí)定義:LED制作單色、雙色或三色屏,欲顯示制作單色、雙色或三色屏,欲顯示圖象需要構(gòu)成象素的每個(gè)圖象需要構(gòu)成象素的每個(gè)LED的發(fā)光亮度都必須能調(diào)的發(fā)光亮度
6、都必須能調(diào)節(jié),其調(diào)節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度等級(jí)。節(jié),其調(diào)節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度等級(jí)。l灰度等級(jí)越高,顯示的圖像就越細(xì)膩,色彩也越豐富,灰度等級(jí)越高,顯示的圖像就越細(xì)膩,色彩也越豐富,相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。l一般一般256級(jí)灰度的圖像,顏色過(guò)渡已十分柔和,而級(jí)灰度的圖像,顏色過(guò)渡已十分柔和,而16級(jí)灰度的彩色圖像,顏色過(guò)渡界線十分明顯。級(jí)灰度的彩色圖像,顏色過(guò)渡界線十分明顯。l彩色彩色LED屏當(dāng)前都要求做成屏當(dāng)前都要求做成256級(jí)灰度的。級(jí)灰度的。153、合色原理、合色原理灰度級(jí)控制方法灰度級(jí)控制方法l方法一:改變流過(guò)方法一:改變流過(guò)LED的電流的電流
7、【一般一般LED管允管允許連續(xù)工作電流在許連續(xù)工作電流在20mA左右,除了紅色左右,除了紅色LED有飽和現(xiàn)象外,其他有飽和現(xiàn)象外,其他LED亮度基本上與流過(guò)的亮度基本上與流過(guò)的電流成比例。電流成比例?!縧方法二:脈寬調(diào)制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度控制方法二:脈寬調(diào)制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)灰度控制【周期周期性改變光脈沖寬度(即占空比),只要這個(gè)重性改變光脈沖寬度(即占空比),只要這個(gè)重復(fù)點(diǎn)亮的周期足夠短(即刷新頻率足夠高),復(fù)點(diǎn)亮的周期足夠短(即刷新頻率足夠高),人眼是感覺(jué)不到發(fā)光象素在抖動(dòng)。人眼是感覺(jué)不到發(fā)光象素在抖動(dòng)?!縧問(wèn)題:?jiǎn)栴}: 脈沖的峰值脈沖的峰值?20mA164、三基色、三基色RGB混合白光的產(chǎn)品混合白光
8、的產(chǎn)品l小功率白光:將三個(gè)紅、綠、藍(lán)芯片封裝在小功率白光:將三個(gè)紅、綠、藍(lán)芯片封裝在5mm10mm的一個(gè)組件內(nèi),固定接通電的一個(gè)組件內(nèi),固定接通電流。流。l小功率彩色光:上面的結(jié)構(gòu),變換接通電流,小功率彩色光:上面的結(jié)構(gòu),變換接通電流,彩色光。彩色光。l大功率白光:可做成大功率白光:可做成W級(jí)大功率級(jí)大功率LED,將功率,將功率級(jí)芯片的紅、綠、藍(lán)三基色混合成白光。級(jí)芯片的紅、綠、藍(lán)三基色混合成白光。174、引腳式白光、引腳式白光LED184、 3W白光白光LED燈燈194、 3W白光白光LED燈燈20二、色合成白光注意事項(xiàng)二、色合成白光注意事項(xiàng) 1、主波長(zhǎng)選擇問(wèn)題、主波長(zhǎng)選擇問(wèn)題l三色:紅光三
9、色:紅光615-620mm615-620mm,綠光,綠光530-540mm530-540mm,藍(lán)光,藍(lán)光460-470nm460-470nm。l四色四色: 紅紅635nm635nm、黃、黃580nm580nm、綠、綠525nm525nm、藍(lán)、藍(lán)460nm460nm,可得到最佳的顯色指數(shù)(達(dá),可得到最佳的顯色指數(shù)(達(dá)9595以上),以上),光效可達(dá)光效可達(dá)35-40lm/W35-40lm/W,最低,最低色溫色溫可做到可做到2700K2700K。l實(shí)驗(yàn)配比實(shí)驗(yàn)配比 3(紅):(紅):6(綠):(綠):1(藍(lán))(藍(lán))212、光衰問(wèn)題、光衰問(wèn)題l一次工作:不同芯片的主波長(zhǎng)漂移不同。一次工作:不同芯片的主波長(zhǎng)漂移不同。l長(zhǎng)期工作:不同芯片光衰不同。長(zhǎng)期工作:不同芯片光衰不同。223、混色空間重疊性問(wèn)題、混色空間重疊性問(wèn)題233、混色空間重疊性問(wèn)題解決、混色空間重疊性問(wèn)題解決三基色光混合的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三基色光混合的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 244、多芯片散熱問(wèn)題、多芯片散熱問(wèn)題l多芯片集中封裝在一個(gè)器件中,熱量的散發(fā)會(huì)多芯片集中封裝在一個(gè)器件中,熱量的散發(fā)會(huì)更加困難。因此在制作更加困難。因此在制作RGB三基色光混合成三基色光混合成白光時(shí),特別要注意散熱的問(wèn)題。這三種芯片白光時(shí),特別要注意散熱的問(wèn)題。這三種芯片其溫度特性不一樣,溫度變化會(huì)引起色溫偏差。其溫度特性不一樣,溫度變化會(huì)引起色溫偏
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