LED道路应用技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

随着LED技术的发展，LED产品寿命达到了长达10万小时，意味着每天工作八小时，可以有35年免维护的理论保障。几乎可达到100％的光输出，调光时低到零输出，可以组合出成千上万种光色，而发光面积可以很小，能制作成１平方毫米。经过二次光学设计，照明灯具达到理想的光强分布。

在LED灯作为交通信息指示灯后，由于单个LED的光亮度不够强，因此目前LED交通信号模块已经发展到由若干组串联的LED单灯组成，以12英寸的红色LED交通信号模块为例，在3组～9组串联的LED单灯，每组串联的LED单灯数为70个～75个（总数为210个～675个LED单灯），当有一个LED单灯失效时，只会影响一组信号，其余各组减小到原来的2/3（67％）或8/9（89％），并不会像白炽灯那样使整个信号灯头失效。目前LED交通信号灯通过不断的创新与改革，光源采用四元素超高亮度LED，实现了外形美观，结构独特，寿命长，稳定性强等功效。

在高速公路及城市交通中广泛应用的LED路况信息及各中指示标志显示屏技术也有了较大的进步。由于高速公路可变情报板属于野外环境工作的设备。因此，系统的可靠性和先进性就变得更为重要，在该显示屏的制作过程中，通过对所有的发光器件、电子元器件进行筛选、老化；安装前后对整个系统进行例行实验及老化，以使整个大型可变情报标志显示屏系统能在实际环境中稳定，可靠的工作。另外还对印制电路板、接插件、箱体、框架、连结件等进行相应的防护处理。如三防处理、热浸锌处理、喷塑处理、耐酸树脂涂履处理等。通过这些方面的检验和处理技术使得显示屏能够稳定及时地传递信息。

第二节 产品工艺特点或流程

1、LED灯工艺流程

1）固晶

在这个环节主要是将芯片固定到相应的支架上，在固晶前需要先确定支架的类型和型号，大功率产品的支架目前有三个系列，比较常用的“E”系列，另外就是“F”系列，“P”系列。同样的在这个环节会同步进行点胶。如果客户又要求要加齐钠，也是在这个环节操作。

2）焊线

固晶完成经过烘烤完成后进入下一个环节就是“焊线”。焊线没有特殊的地方，主要是要正负极性正确，同时防止虚焊或尽量少虚焊。由于大功率的实现有时需要将几颗芯片集合到一齐，所以在焊线的时候就需要焊很多根线，这个环节尤其需要操作人员和QC加强品质控制，以避免不必要的返工。

3）点黄胶

由于白光在制作流程中要加衬底，需要在焊线完成后进行点黄胶。作用是因为目前市场上能够商业化生产的白光主要是利用白光加上黄色荧光粉来实现，所以这个步骤决定了白光的色温区域分布。接下来的光色测试就是要确定每一颗大功率LED是否在客户订单要求的色温范围内。

4）光色测试

点完黄胶后进行光色测试，主要是根据白光色温模块图来确定点黄胶的量。

5）盖透镜

主要是通过透镜来实现发光的角度。

6）压边

通过冲压机将透镜的固定牢固。

7）注硅胶

注硅胶的主要目的是减慢LED发光的衰减期，延长使用寿命。

8）压脚，分粒

就是将LED灯从支架上分开，成为一粒粒的灯。

9）测试

主要是测试色温，波长，电压，发光强度。白光测色温，普通光测波长。

10）成品分光分档

主要根据发光强度，电压，色温，波长来分。白光重点分色温，普通光则按波长来分。

11）包装入库

根据上面的分光情况按照不同的标准包装入库。

2、LED显示屏

1）系统功能

（1）支持TXT、BMP、WORD等文件，可显示16×16至72×72点阵的宋、隶、草、行、楷等汉字，及英文、数字、符号等，也可显示简单的平面图画。

（2）系统具备脱机运行功能，即在显示内容编辑制作完成并发送至显示屏之后，即可关闭控制机。下次打开显示屏前，如果显示内容不更改，可不打开控制机，直接打开屏体电源即可。

（3）显示方式菜瞬间、展开、项次等十多种方式。

（4）显示内容停留时间可在0-255秒之间任意调节。（含静止）

（5）可自动循环显示用户所要显示的不同内容。

（6）显示内容存储方式有长驻信息、暂驻信息和实时信息等。

（7）显示内容由用户在电脑上设计制作后，通过串口（一般100米内为RS232接口；100-500米为RS485接口）发送至屏幕显示。

2）系统构成

（1）控制机

由一台计算机和图文屏专用控制卡构成，负责信息编辑并对屏体进行控制。一台计算机可控制多达255块屏体。

（2）显示屏体

由控制电路、驱动电路、电源、发光器件、柜架结构等组成。

（3）应用软件

显示屏配置的用户软件，可用于对屏幕显示内容进行图文排版操作以及显示屏各种显示功能的控制。

（4）特殊软件

用户如有联网或指定数据的来源等特殊要求，乙方提供接口协议，用户自行制作联网软件。(如需乙方制作联网软件，必须单独签署软件开发协议，并及时向乙方提供有关技术资料)

LED交通显示屏系统信号流程图

3）户外屏设计中的重点

（1）屏体及屏体与建筑的结合部必须严格防水防漏；屏体要有良好的排水措施，一旦发生积水能顺利排放；

（2）在显示屏及建筑物上安装避雷装置。显示屏主体和外壳保持良好接地，接地电阻小于3欧姆，使雷电引起的大电流及时泄放；

（3）安装通风设备降温，使屏体内部温度在-10℃～40℃之间。屏体背后上方安装轴流风机，排出热量；

（4）选用工作温度在-40℃～80℃之间的工业级集成电路芯片，防止冬季温度过低使显示屏不能启动；

（5）为了保证在环境光强烈的情况下远距离可视，必须选用超高亮度发光二极管；

（6）显示介质选用新型广视角管，视角宽阔，色彩纯正，一致协调，寿命超过10万小时。显示介质的外封装为目前最流行的带遮沿方形筒体，硅胶密封，无金属化装配；其外型精致美观，坚固耐用，具有防阳光直射、防尘、防水、防高温、防电路短路“五防”特点。

第三节 国内外技术未来发展趋势 分析

1、光通量有待进一步提高

采用LED作为照明光源，必须可以发出更多的光，必须具有更高的能量效率。LED发出的光与自然光仍有一定的差距。白炽灯具有非常强的黄色光的成分，给人一种温暖的感觉。而白光LED发出的白光带有蓝色光的成分，在这种光的照明下，人们的视觉不很自然。因而必须通过新的技术和工艺来改变LED灯的光通量和光感。

2、加强授时精度

将当今最先进的网络控制技术应用在LED控制系统中，实现远端显示的资料更新和控制系统的网络化的管理，在同一局域网上的任意一台工作计算机均可对近制主机系统进行显示资料的编辑和修改。计算机与显示屏之间的控制和资料信号的传输，可以使控制机房和显示屏的位置不受距离限制，可以满足各种条件、场合的要求。更可对多个显示屏方便的实现集中、系统、交差控制。将高精度授时系统运用到电脑网络和LED显示系统中，使时间频率精度达到授时台原子钟的精确度，使时刻误差小于一毫秒，无积累误差。

3、太阳能与LED照明的结合

太阳能光伏发电技术能与LED照明完美结合的关键在于两者同为直流电、电压低且能互相匹配。因此两者的结合不需要将太阳能电池产生的直流电转化为交流电，因此大大提高了整个照明系统的效率。同时，借助于并网技术或利用蓄电池充放能量，使其优势更加明显。随着相关技术的深入 研究 ，LED的发光效率正在不断提高，超高亮度的LED将要问世，势必会取代普通照明电光源，并大量节约能源且无污染。但是如何更合理地将太阳能与LED照明衔接以提高光的高效率与稳定性是该技术发展的重点。

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