第三、图形、符号的作用。所有用以表示其他事物或信息的东西，可理解为符号。从这个角度来分析的话，文字本身就具备此种特征。当他以一种图形图像、视觉符号的面貌出现在设计中时，既能成为整个图形设计的一部分，又可起到整体优化设计，这种情况下创意将得到更好的体现和拓展。
2、字体的设计创意与运用
2.1字体的设计创意
从平面设计角度来看，文字是传播信息的视觉图形符号，文字所具有的图形特质中国自古就有书画同源之说。因此，汉字的象形性和符号性是具有图形化的特点。
2.2字体在设计中的运用分析
第一、文字的位置要符合整体要求。文字在画面中不能有视觉上的冲突，要考虑到全局的因素。否则在画面上很容易引起视觉顺序的混乱，这是一个很微妙的问题，有可能一个象素的差距九会改变你整个作品的味道。
第二、设计中各类现实因素对文字的不同需求。在设计平面中的文字时，必须要考虑到作品面对的各类现实因素及其对文字的不同要求。一般而言，应突出创意，增强视觉吸引力。
第三、重视文字设计中的本土文化。设计师的设计作品只有立足于本土文化，才能被更多的人所理解。在文字设计中，切忌一味崇洋而失去了本土的特色，设计师更应该高度重视本土文化的文字。只有将文字设计中的元素与本土文化相结合，才能达到与观众有更多更好沟通的目的。
第四、文字自身的魅力。仅就汉字来说，宋体、变体等各种字体在平面设计美术字体中有其独特之处，所以在设计中有必要根据不同意境和需求选择不同字体。另外，字的横、撇、捺、折、勾等都可以体现出形象的魅力。平面设计师应能在设计创意中找到字体的最佳契合点，以求达到独特之魅力。
第六、文字可读性的提高。在平面设计中，文字应避免无谓的繁杂零乱，避免为了单纯的设计而去设计，文字的主要功能是向大众传达各种信息并给人以清晰的视觉印象，所以文字设计的可读性提高是创意的关键环节之一。
(一)汉字中的“形”
1、汉字本身
组合构成犹如中式的木结构建筑中的横梁、立柱、斗拱，相互穿插，平衡和谐，点线结构之间力的相互牵扯，形成完整统一的有机体，显示出一种带有浪漫主意色彩的古典理性的美。
2、汉字特殊的造字方式
右图中国古代的象形文字已将自然形态抽象提炼到极高的地位，就今天看来，其“文字”的“图形”传达准确直接，概念完整，难以超越，具有强烈的现代符号意味和象征意义。自象形文字产生以来，人们也习惯模仿具体的自然形态加以概括提炼，在保证汉字结构完整的同时，使其汉字的某个部分或笔画，让观者从图形和文字上找到思维上的重合，并由此强化图或义的意义。
(二)汉字中的“意”
在中国，很早就出现了装饰文字，汉代著名的文字家许慎，把文字分为六类，其中一种叫“鸟虫书”这也许是古代最早的美术文字体，民间广为流传一些为大众所喜闻乐见的装饰字体，用许多不同的形态来对汉字的“寿”进行装饰，生动的表现了汉子中的“意”。
(二)文字创意在标志设计中的文化性
(三)文字创意在字体设计中的可塑性
将基础的字体教学融入到广阔的字体创意中间去，“将文字的练习与平面设计完美地结合起来，给我们一个广阔的文字创意间，是个行之有效的方法。”例如，在进行基础字体策划教学的时候，可以将排列、穿插、组合等各种平面设计的组织形式运用起来，甚至于让学生尝试作一些汉字的拆字练习，这样一来，他们便可感受到文字的变幻莫测和无限魅力，便能了解文字的创意是任何符号图形都替代不了的一种完美造型方式。
(一)字体在招贴设计中的应用
右图公益招贴“家”，其招贴内容是各个时代的家字的罗列，而祖国宝岛台湾的地形恰恰被安排在“家”的一个比划上，点出海峡两岸向往统一的宣传主题。
1汉字的结体化表现手法
2字体的图形化表现手法
3汉字的意境化表现手法
2字体发展以及设计
3.1汉字的结体化表现手法
3.2字体的图形化表现手法
3.3汉字的意境化表现手法分析
(一)视、听、触等多感官的融合
(二)鲜明有趣的互动设计
关键词：自媒体时代；创意思维；文化元素；情感表达
参考文献
[1]马敏.中国文化教程.华中师范大学出版社.2002年4月第1版.
[2]曹德本.中国传统文化学.辽宁大学出版社，2001年.
[3]李砚祖.平面设计艺术.中国人民大学出版社，2005年.
二、民俗艺术文字符号对谐音的运用
三、民俗艺术文字符号的文字寓意
四、民俗艺术文字符号与图形符号的结合
全球的照明能耗平均值已经约占电力消耗的20%。现在,许多国家积极鼓励高亮度LED(LightEmittingDiode)――固体照明的核心,挺进照明市场。由于,固体光源具有:高效、节能和环保的特点。
本文首先介绍LED业界的“摩尔定律”――海兹定律,接着针对最早进入市场的商用化合物半导体――红光LED,应用Matlab计算评价其提高外量子效率的典型方法――布拉格反射膜。
1海兹定律
为方便理解海兹定律(Haitz’sLaw),首先图解LED的发光机理。
pn结发光机理图解
应用图1,从Agilent公司退休的科学家RolandHaitz解释了pn结的发光原理[1]。图中显示了,pn结零偏压时和pn结正偏压时的能带结构示意图。
在正偏pn结中,两侧的多子分别扩散到对侧而成为“注入少子”。注入少子与多子复合,才有可能发光。
根据能量守恒定律(h*ν=Eg)判断:若发红光,则需能带宽度为Eg=1.9eV;若要“红到发紫”,则必有Eg=3.省略),最理想条件下可逼近40%。
海兹定律(图2)的驱动力(针对红光LED)有两项,一是发光效率,另一项是承受的功率,参见图4。其中,进入新世纪后,光效因素趋缓,功耗因子的贡献率增强。
2红光LED简史
《固体照明导论》开宗名义:五十多万年前,人类“发明”了燃烧的木头;1772年发明了煤气照明;1876年,电照明;1938年,荧光灯――人造光源的这些突破带来了现代照明光源的发展[3]。
目前21%的电能消耗于照明,如若换用高效的固体冷光源,预计到2020年,固体照明累计节约的费用将达1150亿美元。固体照明用可见光和紫外发光二极管(LED),寿命可望超过100000小时。
LED被赞誉为21世纪的固体照明光源,几乎是整个可见光范围内效率最高的彩色光源。
1962年,世界上第一只商用红光(λ=650nm)GaAsP发光二极(LED)管由通用电器公司制作成功,采用液相外延生长(LPE)工艺,单价45美元[3,4]。
1990年代后,利用有机金属化学气相淀积(MOCVD)方法制作成功AlGaInPLED。
区别于传统的内量子效率很低的间接带隙材料GaP和GaAsP,直接带隙发射材料III/V族磷化物(AlxGa1-x)1-yInyP的发光效率高,光谱覆盖从红光(650nm)到蓝绿光(560nm)。
如何有效地把光从芯片有源层引出来取决于发光二极管的光学设计!
典型的提高外量子效率的方法及其数据包括[5]:
(1)生长分布式布拉格反射层(EQE=35%)
(2)透明衬底技术(从4%提升到25%~30%)
(3)衬底剥离技术
(4)倒装芯片技术(35%)
(5)表面粗化技术(22%;侧面粗糙后可达31%)
(6)异形芯片技术
(7)采用光子晶体结构
其中,有报道称:红光LED的峰值EQE做到了55%和60.9%[6];近超紫光LED的EQE超过了46.7%[7]。
3布拉格反射结构(DBR)的
反射率计算
为了将射向衬底的光反射回表面或侧面,从而减少衬底吸光,提高外量子效率,20世纪80年代由R.D.Burnham等提出了分布的布拉格反射膜DBR(distributedBraggreflector)结构,参见图5[4]。
该结构的特点是:
①位于有源层和衬底(折射率ns)之间;
②周期且交替地生长两种材料(折射率分别是高nh和低nl,层数j=2*层对数目)。
③反射率的简单模型[4]:R≈1-4exp[-j*(nh-nl)/ns]
④反射率的解析模型[5]:R=[1-(nh/nl)jns]/[1+(nh/nl)jns]
⑤基于模系特征矩阵的反射率计算模型:利用矩阵法可将单层膜组合导纳的推导,推广至任意层膜[8,9]。
应用模系特征矩阵,刘文姝硕士计算DBR结构的反射率的Matlab例程如下[10,11]:
clc;
clearall;
lambda0=590e-9;%波长(红光)
theta=25*pi./180;%入射角θ=25度
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na=1.0;%入射介质(空气)
ns=1.52;%出射介质(玻璃)(衬底GaAs,3.5)
nh=3.52;%h层反射介质材料Al0.6Ga0.4As
nl=3.32;%l层反射介质材料AlAs
ns_eff=ns./sqrt(1-sin(theta)^2/ns^2);
%导纳法计算耦合等效折射率
nh_eff=nh./sqrt(1-sin(theta)^2/nh^2);
%P波(primarywave)对应于点除
nl_eff=nl./sqrt(1-sin(theta)^2/nl^2);
na_eff=na./cos(theta);
%S波(secondarywave)则将点除换为乘法
dh=lambda0./4/nh/cos(theta);%h层厚计算
dl=lambda0./4/nl/cos(theta);
lamb=380;%start%定义可见光波长和计算步长
lamf=780;
dd=1.0;%step
lamnum=(lamf-lamb)/dd+1;
fork=1:lamnum%耦合迭代
lambda=lamb+(k-1)*dd;
C=[1,0;0,1];%构造矩阵
B=[1;ns_eff];
xh=2*pi*1e9/lambda*nh*dh*sqrt(1-sin(theta)^2/nh^2);%h层相位厚度
Ah=[cos(xh),i*sin(xh)/nh_eff;i*nh_eff*sin(xh),cos(xh)];%h层特征矩阵
xl=2*pi*1e9/lambda*nl*dl*sqrt(1-sin(theta)^2/nl^2);%l层
Al=[cos(xl),i*sin(xl)/nl_eff;i*nl_eff*sin(xl),cos(xl)];%l层
forj=1:20%j=20层DBR结构,每层数对被定义为(h+l)
C=Al*Ah*C;
end
C=Ah*C;
C=C*B;
r=(na_eff*C(1,1)-C(2,1))/(na_eff*C(1,1)+C(2,1));
R(k)=r*conj(r);%膜系的反射率
T(k)=1-R(k);%膜系的透射率
wave=lamb:dd:lamf;%定义横坐标
plot(wave,R);%出图参见图6
holdon;
plot(wave,T,'r');
图7是DBR结构外量子效率计算模型的三种表现。计算条件设定为25度入射,P波;分析图形显示的峰值反射率R,结果是反射层数不宜过低(至少应大于10)。
图8是入射角度影响反射率峰值及波长的计算结果。图8提示:小角度入射,可保证反射率R较大。入射角实取25度,对应反射率峰值波长为650nm。
理论上,当DBR结构中两种材料的折射率差越大,膜系的层数越多,反射率可接近100%。
实际上,由于膜层中的吸收和散射损耗限制了介质膜系的最大层数;届时,反射率反而下降。
本次光学设计的结构模型是:采用AlXGa1-XAs和AlAs两种材料(x=0.6)[11],考虑到结构的设计复杂度和经济因素,采用20层结构,能够得到较为优化的有实验背景指导的计算结果。
4小结
类似于摩尔定律仍在指导着IC前进的集成速度一样根据ITRS-2007介绍海兹定律已经成为预测LED固体照明未来发展的微电子学定律之灯!
本文具体通过一个计算实例,初步解析了基于DBR结构提高LED外量子效率EQE的“外特性”。
[1]RolandHaitz.Anothersemiconductorrevolution:Thistimeit’slighting!B.Kramer(Ed.):Adv.inSolidStatePhys.[M],Berlin:Springer-VerlagBerlinHeidelberg,43,2003,pp.35-50.
[2][省略]
[3]A.茹考斯卡斯,迈克尔S.舒尔,勒米加斯卡.固体照明导论[M].黄世华译,北京:化学出版社,2006.
[4]齐云,戴英,李安意.提高发光二极管(LED)外量子效率的途径[J].电子元件与材料,2003,22(4):43-45.
[5]占美琼,吴中林,吴恒莱,陈林.提高LED外量子效率[J].激光与光电子学进展,2007,44(12):61-67.
[6]KramesM.R,Ochiai-HolcombM,HoflerG.E,etal.High-powertruncated-inverted-pyramid(AlxGa1-x)0.5In0.5P/GaPlight-emittingdiodesexhibiting>>50%externalquantumefficiency[J].AppliedPhysicsLetters,1999,75(16):2365-2367.
[7]SakutaHiroaki,FukuiTakeshi,MiyachiTsutomu,etal.Near-ultravioletLEDoftheexternalquantumefficiencyover45%anditsapplicationtohigh-colorrenderingphosphorconversationwhiteLEDs[J].JournalofLightandVisualEnvironment,2008,32(1):39-42.
[8]尹树百.薄膜光学[M].北京:科学出版社,1987.pp.19-72.
[9]林永昌,卢维强.光学薄膜原理[M].北京:国防工业出版社,1990.p.35.