LED가 컬러 라이트를 생성하는 방법

LED의 발광 색상 및 발광 효율은 LED를 만드는 재료 및 프로세스와 관련이 있습니다. 현재 빨간색, 녹색 및 파란색이 널리 사용됩니다. LED의 낮은 작동 전압 (1.5-3V 만) 으로 인해 적극적으로 빛을 방출하고 특정 밝기를 가질 수 있습니다. 그리고 밝기는 전압 (또는 전류) 에 의해 조정될 수 있고, 충격에 강하고, 진동에 강하고, 긴 수명 (100,000 시간) 을 갖는다. LED를 만들기위한 다른 재료는 에너지가 다른 광자를 생산할 수 있으므로 LED에 의해 방출되는 빛의 파장, 즉 스펙트럼 또는 색상을 제어 할 수 있습니다.


역사상 첫 번째 LED에 사용 된 재료는 비소 (As) 갈륨 (Ga), 전방 PN 접합 전압 강하 (VF, 조명 또는 작동 전압으로 이해 될 수 있음) 입니다. 1.424 V이고, 방출된 빛은 적외선 스펙트럼이다. 또 다른 일반적으로 사용되는 LED 재료는 갈륨 (P) 인화체 (Ga) 입니다. 순방향 PN 접합 전압 강하는 2.261 V이며 방출 된 빛은 녹색입니다.

이 두 가지 재료를 기반으로 초기 LED 산업은 이론적으로 적외선에서 녹색 광까지 파장의 LED를 생산할 수있는 GaAs1-xPx 재료 구조를 사용했습니다. 첨자 X는 비소로 대체된 인의 백분율을 나타낸다. 일반적으로, LED의 파장 및 색상은 PN 접합부의 전압 강하에 의해 결정될 수 있다. 전형적인 것은 GaAs0.6P0.4 의 적색 LED, GaAs0.35P0.65 의 주황색 LED, GaAs0.14P0.86 의 황색 LED 등이다. 갈륨, 비소 및 인이 제조에 사용되기 때문에, 이들 LED는 일반적으로 3 원소 발광 튜브로 알려져 있다.


GaN (질화 갈륨) 청색 LED, GaP 녹색 LED 및 GaAs 적외선 LED는 2 요소 발광 튜브라고합니다. 현재, 최신 공정은 알루미늄 (Al), 칼슘 (Ca), 인듐 (In) 의 네 원소와 혼합 된 AlGaInN 4 원소 재료로 만들어진 4 원소 LED입니다. 및 모든 가시 광선 및 일부 자외선을 덮을 수있는 질소 (N). 빛의 스펙트럼 범위.

광도: 광도의 측정 단위는 조도 단위 (lux), 광속 단위 (lumen Lumen), 광도 단위 (candle power) 입니다. 1CD (촛대) 는 완전히 방사하는 물체를 말합니다. 1/10 평방 센티미터의 면적의 광도. (직경 2.2 cm, 품질 75.5 그램, 시간당 7.78 그램, 화염 높이 4.5 cm, 그리고 수평 방향을 따라 광도) 1L (루멘) 1 cm 의 거리에서 조사되는 1 개의 CD 촛불, 1 cm 의 면적의 평면의 광속을 나타냅니다.
1Lux (lux) 는 1L 의 광속이 1 평방 미터의 면적에 고르게 분포되는 조도를 말합니다. 일반적으로 활성 발광체는 백열 램프, LED 등과 같은 광도 유닛 캔들 파워 CD를 채택합니다. 반사 또는 관통하는 물체는 LCD 프로젝터와 같은 광속 단위로 루멘 L을 사용합니다. 등; 조명 단위 인 럭스는 일반적으로 사진 및 기타 분야에서 사용됩니다. 3 개의 측정 단위는 수치 적으로 동일하지만 다른 관점에서 이해할 필요가 있습니다. 예: LCD 프로젝터의 밝기 (광속) 가 1600 루멘이고 전체 반사 화면에 투사 된 크기가 60 인치 (1 평방 미터) 인 경우, 광구와 광원 사이의 거리가 1 cm 라고 가정하면 조도가 1600 럭스입니다. 그리고 광 콘센트의 면적은 1 평방 센티미터이고, 광 콘센트의 광도는 1600CD 입니다. 그러나, 광 투과 손실, 반사 또는 투과 필름의 손실, 그리고 빛의 불균일 한 분포로 인해, 실제 LCD 프로젝터의 밝기는 크게 감소될 것이다. 일반적으로 50% 효율이 좋습니다.

실제 사용에서 광 강도 계산은 종종 조사 및 지도 또는 방향 변경이 더 쉬운 데이터 단위를 사용합니다. LED 스크린과 같은 능동 발광체의 경우 일반적으로 CD/평방 미터가 광도의 단위로 사용되며 시야각은 보조 매개 변수로 사용됩니다. 이는 화면 표면의 조도 유닛 럭스와 동일합니다. 이 값은 화면에 효과적으로 표시됩니다. 가장 좋은 시야각에서 전체 화면의 광도를 얻기 위해 영역을 곱하십시오. 화면의 각 그래픽 요소의 광도가 해당 공간에서 일정하다고 가정하면이 값은 전체 화면의 광속으로 간주 될 수 있습니다. 일반적으로 실외 LED 스크린은 햇빛 아래에서 이상적인 디스플레이 효과를 얻으려면 4000CD/평방 미터 이상의 밝기가 있어야합니다. 일반 실내 LED의 경우 t최대 밝기는 약 700-2000 CD/평방 미터입니다.

단일 LED의 광도는 CD에 있으며 시야각 매개 변수가 장착되어 있습니다. 광도는 LED의 색상과 관련이 없습니다. 단일 튜브의 광도는 몇 mCD에서 5000mCD 까지 다양합니다. LED 제조업체가 제공 한 광도는 LED가 20mA 의 전류, 최상의 시야각 및 가장 높은 광도의 중심 위치에서 켜지는 지점을 나타냅니다. LED를 포장 할 때 상단 렌즈의 모양과 상단 렌즈의 LED 칩의 위치가 LED 시야각 및 광도 분포를 결정합니다. 일반적으로 동일한 LED의 시야각이 클수록 최대 광도는 작아지지만 전체 3 차원 반구에 축적 된 광속은 변하지 않습니다. 다수의 LED가 밀접하고 규칙적으로 배열될 때, 그들의 발광 구면은 서로 중첩되어, 전체 발광 평면에 걸쳐 광도의 비교적 균일한 분포를 초래한다.


화면의 광도를 계산할 때 LED 시야각 및 LED 방출 밀도에 따라 90% 30% 제조업체가 제공 한 최대 점 광도 값을 곱해야합니다. 단일 튜브의 평균 광도로. 일반적으로 LED의 발광 수명은 매우 길며 제조업체는 일반적으로 100,000 시간 이상으로 표시합니다. 사실, LED의 밝기 감쇠주기에도주의를 기울여야합니다. 밝기는 원본의 절반에 불과합니다.

밝기 감쇠 기간은 LED 생산의 재료 공정과 관련이 있습니다. 일반적으로 경제 상황이 허용 될 때 밝기 감쇠가 느린 4 요소 LED를 선택해야합니다. 색상 일치 및 흰색 균형: 흰색은 밝기 비율에 따라 빨간색, 녹색 및 파란색이 혼합되어 있습니다. 빛의 녹색 밝기가 69% 빨간색의 밝기가 21% 파란색의 밝기가 10%. 순수한 흰색으로 도착했습니다. 그러나 LED의 적색, 녹색 및 청색의 색도 좌표는 제조 공정 및 다른 이유로 인해 풀 컬러 스펙트럼의 효과를 얻을 수 없습니다. 백색광을 얻기 위해 편향된 원색을 포함하는 원색의 밝기를 제어하는 것을 컬러 매칭이라고 한다. 풀 컬러 LED 스크린의 컬러 매칭 전에, 최상의 밝기와 최저 비용을 달성하기 위해, 픽셀을 형성하기 위해 세 가지 기본 색상이 3:6:1 비율로 LED 장치를 선택하십시오. 화이트 밸런스는 동일한 회색 값으로 합성 된 세 가지 기본 색상이 여전히 순수한 흰색이어야합니다. 기본 색상, 기본 색상: 기본 색상은 다양한 색상을 합성 할 수있는 기본 색상을 나타냅니다. 색상 빛의 기본 색상은 빨간색, 녹색 및 파란색입니다. 아래 그림은 스펙트럼 테이블이며 표의 세 정점은 이상적인 기본 색상 파장입니다. 원색이 벗어나면, 색이 합성될 수 있는 영역이 감소하고, 스펙트럼 테이블의 삼각형들이 축소될 것이다. 시각적 인 관점에서, 색상은 이탈 할뿐만 아니라 풍부함을 감소시킵니다.


LED에 의해 방출 된 빨간색, 녹색 및 파란색 빛은 보라색 빨간색, 순수한 빨간색, 주황색 빨간색, 주황색, 노란색, 노란색, 노란색, 녹색, 순수한 녹색, 에메랄드 녹색, 블루 그린, 순수 블루, 블루 퍼플, 등 그들의 다른 파장 특성과 오렌지 레드., 노란색-녹색 및 파란색-보라색은 순수한 빨강, 순수한 녹색 및 순수한 파란색보다 훨씬 저렴합니다. 세 가지 기본 색상 중에서 녹색이 가장 중요합니다. 녹색은 흰색의 밝기의 69% 차지하고 색상 수평 배열 테이블의 중심에 있기 때문입니다. 따라서 색상의 순도와 가격 사이의 3 가지 기본 색상 구성 모드에서 3 가지 기본 색상 디자인 응용 프로그램에서 화이트 밸런스와 최대 원하는 밝기 값은 일반적으로 LED 전류를 조정하여 달성됩니다.

우리는 일반적으로 풀 컬러 디스플레이 기술을 설계하기위한 색상 재현 방법으로 가장 간단하고 가장 최적화 된 색상 매칭 방법을 사용합니다. 화이트 밸런스는 색상 구성을 테스트하는 중요한 신호 중 하나입니다. 3 원색 백색광은 일반적으로 밝기 비율에 따라 적색, 녹색 및 청색의 3 원색을 혼합하여 만들어집니다. 빛의 녹색 밝기가 69% 빨간색의 밝기가 21% 파란색의 밝기가 10%. 순수한 흰색입니다. 현재 LCD 액정 디스플레이에 대한 초기 CRT TV는 모두 이러한 방식으로 구성됩니다.