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1、LED知识介绍,发光二极管：LED，Light Emitting Diode是一种固态半导体元件，可以將电 能直接转化为光源。其工作原理是利用發光二管的材料：也就是-族元素 化合物，在单晶上形成具有P-N接合面半导体。借由外部施加Vcc电压，使电 子与空穴結合达热平衡时，过剩的能量会以光的形式直接释放出。而不是 传 统灯泡 ，采用滤光镜 間接得到所需光谱。它的发光效率、发光波长是与使用 的材料、结构、添加物有關。,发光原理,LED晶片的元素为III-V族化合半导体,LED发光原理,光的分类,射線,X射線,遠紫外線,近紫外線,可見光線,中紫外線,近紅外線,中紅外線,遠紅外線,10-3nm,1nm
2、,10nm,100nm,280nm,315nm,380nm,780nm,1000nm,1.5m,5m,100m,1mm,極超短波,紫 外 線 區,紅 外 線 區,短 波 長,長 波 長,白色光,分成七色光譜,稜鏡,化學線 (由日照產生化 學線作用引起),光 (人眼所見電磁波範圍),接近 光性質,有大熱能,電波,熱線 (熱能 也稱為 熱波),紅橙黃綠藍靛紫，為人眼可見之光，是人類所能察覺光的波長，介於380780nm之間。 紫色光波以下的波長稱為紫外線，大約介於100nm380nm。 紅色光波以上的波長稱為紅外線，大約介於780nm1mm。,380nm,430nm,490nm,505nm,515
3、nm,535nm,585nm,600nm,630nm,700nm,紫色(Purple),藍色(Blue),藍綠色(Bluish Green),翠綠色(Green),純綠色(Pure Green),黃綠色(Yellow Green),黃色(Yellow),橙色(Orange),琥珀色(Amber),紅色(Red),可见光区分,Traditional package,High Power package,LED的封装,LED類別介紹,LAMP,SMD,HIGHPOWER,Pin-through-hole,Surface Mount Technology,Visible,Invisible,LED
4、生产流程,進料檢驗,固晶,打線,封膠,光電特性測試,捲帶,包裝出貨,烘烤,烘烤,切腳,LED的五大物料與五大製程,LED结构图,LED光电参数定义,一、顺向电压（Forward Voltage） 单位（V） 红，黄，黄绿：Typ：2.0V Max:2.4V 紫，蓝，绿，白：Typ：3.2V Max:4.0V 测试条件：IF=20mA Ta=25,二，发光颜色，波长 （Color Hue Wavelength Spectrum） 单位（nm) a. p:發光體或物體(經由反射或穿透)在分光儀上量得的能量 分佈,其峰值位置對應的波長,稱為p(peak). b. d :而d (dominant)是以
5、人眼所見的可見光區(400-700), 決定發光體或物體的光線主要落在什麼波長. c. :(半波寬) Peak Wavelength p:610nm(峰值波長) Dominant Wavelength d:624nm(主波長) :22nm(半波寬),PS:人眼對555nm波長光(綠色)的感度最佳, 隨之比它波長越短或越長, 則感度越差, 此種人眼感度特性, 稱為視感度,三，发光强度（luminous Intensity） 单位cd(Candla) 表示光源在一定方向范圍內發出的光通量的大小。 一般而言，光源之光线会向不同方向以不同强度放射出其光通量，在特定方向所放出之可见光之强度称为光强 IV
6、与IF成正比,四，发光角度（21/2 Viewing Angle） LED為指向性元件 表示發光強度50%時的角度 LED亮度与角度成反比， 亮度相同的兩顆LED, 21/2愈大則Iv愈小,五，色温（Color Temperature) 单位：绝对温度（Kelvin,K) 一个光源之色温被定义为与其具有相同光色之“标准黑体（Black boby radiator)”本身之绝对温度值，以量化光源的光色表现。根据Max Planck(普朗克)的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座标上的黑体曲线（Black body locus）显示黑体由红橙红黄黄白
7、白蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，此温度可以在色度图上之普朗克轨迹上找到其对应点。标准黑体之温度越高，其辐射出之光线光谱中蓝色成份就越多，红色成份也就相对越少，反之，标准黑体之温度越低，其辐射出之光线光谱中的蓝色成份就越少，红色成份就越多。 一个灯的光色可以简单的以色温来表示，以发出光色为暖白色之普通白炽灯泡为例，其色温为2700K，而一般日光灯之色温为6000K，光之色温主要可分成三大类： 暖白色：3300K 中间色：3300至6000K 冷白色：6000K,白光LED简介,在技术方面白光LED目前主要分为两种发光方式:目前主要的商品化作法是
8、日亚化学(Nichia)以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂上一层YAG荧光物质，利用蓝光LED照射此一荧光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光，再利用透镜原理将互补的黄光、蓝光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。目前在白光LED技术方面仍以日亚化学领先，拥有众多专利权。第二种是日本住友电工亦开发出以ZnSe（锌，硒）为材料的白光LED。,3 chips 型: Red Chip + Green Chip+Blue Chip 2 chips 型: Blue Chip+ Yellow Chip 1 chip 型 : Blue Chip+ Yellow荧光粉 UV Chip +RGB荧光粉 Zn
9、Se（锌，硒）,CIE 座标图,白光产生的种类,理想白光：0.33，0.33介于目前的技术还达不到，只能接近,LED优点,壽命長,一般大於10萬小時。 功耗小,亮度高,可與積體電路匹配。 體積小,重量輕,可封裝成各種類型的顯示器。 堅固耐用,不怕震動。 多色顯示,可實現彩色顯示。 工作溫度穩定性好。 響應時間快,一般為毫微秒(ns)級。 冷光，不是熱光源。 當與光電晶體結合時可以作為低噪音光開關。 電壓低,可以用太陽能電池作電源,並易與積體電路相匹配。,LED的应用与发展方向,由于超高亮度LED具有非常广泛的用途，特别是白光LED的出现，给应用面带来更丰富的内容。目前国内有几百个单位在开发、生
10、产超高亮度LED的各种应用，热点应用主要包括以下几个主要方面： 亮化工程景观、装饰灯 作为一种冷光源，LED照明灯具有绿色环保、节能、色彩绚丽等传统光源不可比拟的优点。目前， LED轮廓灯、LED护栏灯、LED灯带、LED灯泡等被广泛应用于桥梁、大厦广场、标志物、仿古建筑、招牌广告等轮廓勾勒以及立交桥护栏、危险路段、警戒标志及其高楼轮廓、庭院护栏等场所，对美化城市、塑造景观有重要作用 白光照明： 已开始从小功率白光LED灯用起，如安全照明灯、显微镜灯、白光背光源、手电筒、太阳能灯，特种白光照明等，并逐步向白光照明迈进，将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品 大、中、小屏幕显示器： 各种广
11、告牌、体育记分牌、金融和交通指示牌等，分为全色、三色、单色显示屏，全国共有100多个单位在开发生产，现已成立LED显示屏分会，2002年全国市场超过20亿元，几乎全部采用国产显示屏。 交通信号灯： 主要用超高亮度红、绿、黄色LED，因为采用LED信号灯既节能，可靠性又高，所以在全国范围内，交通信号灯正在逐步更新换代，而且推广的速度很快，市场需求量很大. 汽车用灯： 包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯、头灯等均在逐步采用LED显示。据报道，2001年全世界超高亮度LED在汽车上的用量占26%的份额，一部汽车可用LED200只到300只 背光源： 主要是液晶LCD显示器上用的背光源，有白色和其他各种颜色，现阶段手机背光源用量非常大，一年要用35亿只LED。据报道，全世界2001年超高亮度LED在背光源上的用量占30%的份额。 LED指示灯： 广泛用于各种家电，仪器，设备之电源指示,
