LED制作流程精

1、LED制作流程(2010/01/20 16:34)LED封裝LED封裝技術(shù)大都是在分立器件封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展與演變而來的，但卻有很大的特殊性。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內(nèi)，封裝的作用主要是保護(hù)管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是完成輸出電信號(hào)，保護(hù)管芯正常工作，輸出：可見光的功能，既有 電參數(shù)，又有光參數(shù)的設(shè)計(jì)及技術(shù)要求，無法簡單地將分立器件的封裝用于LEDbLED的核心發(fā)光部分是由 P型和n型半導(dǎo)體構(gòu)成的pn結(jié)管芯，當(dāng)注入pn結(jié)的少數(shù)載流 子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)，就會(huì)發(fā)出可見光，紫外光或近紅外光。但pn結(jié)區(qū)發(fā)出的光子是非定向的，即向各個(gè)方向發(fā)射有相同的幾率，因此，并不是管芯產(chǎn)生的

2、所有光都可以釋放出來，這主要取決于半導(dǎo)體材料質(zhì)量、管芯結(jié)構(gòu)及幾何形狀、封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)與包封材料，應(yīng)用要求提高LED的內(nèi)、外部量子效率。常規(guī) 5mm型 LED封裝是將邊長0.25mm的正方形管芯粘結(jié) 或燒結(jié)在引線架上，管芯的正極通過球形接觸點(diǎn)與金絲，鍵合為內(nèi)引線與一條管腳相連，負(fù)極通過反射杯和引線架的另一管腳相連，然后其頂部用環(huán)氧樹脂包封。 反射杯的作用是收集管芯側(cè)面、界面發(fā)出的光，向期望的方向角內(nèi)發(fā)射。頂部包封的環(huán)氧樹脂做成一定形狀，有 這樣幾種作用：保護(hù)管芯等不受外界侵蝕；采用不同的形狀和材料性質(zhì)（摻或不摻散色劑）,起透鏡或漫射透鏡功能，控制光的發(fā)散角；管芯折射率與空氣折射率相關(guān)太大，致使管芯

3、內(nèi)部的全反射臨界角很小，其有源層產(chǎn)生的光只有小部分被取出，大部分易在管芯內(nèi)部經(jīng)多次絕緣性，機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)管芯發(fā)出封裝幾何形狀對(duì)光子逸出效率的影響 封裝透鏡所用材質(zhì)和形狀有關(guān)。相應(yīng)的視角較??；如果頂部的樹脂透反射而被吸收，易發(fā)生全反射導(dǎo)致過多光損失，選用相應(yīng)折射率的環(huán)氧樹脂作過渡，提高管芯的光出射效率。用作構(gòu)成管殼的環(huán)氧樹脂須具有耐濕性， 光的折射率和透射率高。 選擇不同折射率的封裝材料， 是不同的，發(fā)光強(qiáng)度的角分布也與管芯結(jié)構(gòu)、光輸出方式、 若采用尖形樹脂透鏡， 可使光集中到LED的軸線方向， 鏡為圓形或平面型，其相應(yīng)視角將增大。一般情況下，LED的發(fā)光波長隨溫度變化為 0. 2-0 . 3nm

4、/C,光譜寬度隨之增加，影 響顏色鮮艷度。另外，當(dāng)正向電流流經(jīng)pn結(jié)，發(fā)熱性損耗使結(jié)區(qū)產(chǎn)生溫升，在室溫附近，降低結(jié)溫，多數(shù)LED的驅(qū)動(dòng)電流限制在20mA 目前，很多功率型 LED的驅(qū)動(dòng)電流可以 全新的LED封裝設(shè)計(jì)理念和低熱阻封裝結(jié)溫度每升高1C, LED的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少1 %左右，封裝散熱；時(shí)保持色純度與發(fā)光強(qiáng) 度非常重要，以往多采用減少其驅(qū)動(dòng)電流的辦法， 左右。但是，LED的光輸出會(huì)隨電流的增大而增加， 達(dá)到70mA 100mA甚至1A級(jí)，需要改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)，PCB線構(gòu)及技術(shù)，改善熱特性。例如，采用大面積芯片倒裝結(jié)構(gòu)，選用導(dǎo)熱性能好的銀膠，增大金 屬支架的表面積，焊料凸點(diǎn)的硅載體直接裝

5、在熱沉上等方法。此外，在應(yīng)用設(shè)計(jì)中， 路板等的熱設(shè)計(jì)、導(dǎo)熱性能也十分重要。LED光效已進(jìn)入21世紀(jì)后，LED的高效化、超高亮度化、全色化不斷發(fā)展創(chuàng)新，紅、橙達(dá)到1001m/ W 綠LED為501m/W 單只LED的光通量也達(dá)到數(shù)十 Im。LED芯片和封裝不再 沿龔傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念與制造生產(chǎn)模式，在增加芯片的光輸出方面，研發(fā)不僅僅限于改變材料內(nèi)雜質(zhì)數(shù)量，晶格缺陷和位錯(cuò)來提高內(nèi)部效率，同時(shí)，如何改善管芯及封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)LED內(nèi)部產(chǎn)生光子出射的幾率，提高光效，解決散熱，取光和熱沉優(yōu)化設(shè)計(jì)， 改進(jìn)光學(xué)性能，加速表面貼裝化 SMD進(jìn)程更是產(chǎn)業(yè)界研發(fā)的主流方向。1、產(chǎn)品封裝結(jié)構(gòu)類型自上世紀(jì)九十年代以來，

6、LED芯片及材料制作技術(shù)的研發(fā)取得多項(xiàng)突破，透明襯底梯形 結(jié)構(gòu)、紋理表面結(jié)構(gòu)、芯片倒裝結(jié)構(gòu)，商品化的超高亮度（led以上）紅、橙、黃、綠、藍(lán)的LED產(chǎn)品相繼問市，如表1所示，2000年開始在低、中光通量的特殊照明中獲得應(yīng)用。LED的上、中游產(chǎn)業(yè)受到前所未有的重視，進(jìn)一步推動(dòng)下游的封裝技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，采用不同封裝結(jié)構(gòu)形式與尺寸，不同發(fā)光顏色的管芯及其雙色、或三色組合方式，可生產(chǎn)出多種系列， 品種、規(guī)格的產(chǎn)品。LED產(chǎn)品封裝結(jié)構(gòu)的類型如表 2所示，也有根據(jù)發(fā)光顏色、芯片材料、發(fā)光亮度、尺寸 大小等情況特征來分類的。 單個(gè)管芯一般構(gòu)成點(diǎn)光源， 多個(gè)管芯組裝一般可構(gòu)成面光源和線 光源，作信息、狀態(tài)指示

7、及顯示用，發(fā)光顯示器也是用多個(gè)管芯，通過管芯的適當(dāng)連接（包括串聯(lián)和并聯(lián)）與合適的光學(xué)結(jié)構(gòu)組合而成的，構(gòu)成發(fā)光顯示器的發(fā)光段和發(fā)光點(diǎn)。表面貼 裝LED可逐漸替代引腳式 LED應(yīng)用設(shè)計(jì)更靈活，已在 LED顯示市場中占有一定的份額，有 加速發(fā)展趨勢。固體照明光源有部分產(chǎn)品上市，成為今后LED的中、長期發(fā)展方向。2、引腳式封裝LED腳式封裝采用引線架作各種封裝外型的引腳，是最先研發(fā)成功投放市場的封裝結(jié)構(gòu)，品種數(shù)量繁多，技術(shù)成熟度較高，封裝內(nèi)結(jié)構(gòu)與反射層仍在不斷改進(jìn)。標(biāo)準(zhǔn)LED被大多數(shù)客戶認(rèn)為是目前顯示行業(yè)中最方便、最經(jīng)濟(jì)的解決方案，典型的傳統(tǒng)LED安置在能承受0. 1W輸入功率的包封內(nèi)，其90%的熱量

8、是由負(fù)極的引腳架散發(fā)至PCB板,再散發(fā)到空氣中，如何降低工作時(shí)pn結(jié)的溫升是封裝與應(yīng)用必須考慮的。包封材料多采用高溫固化環(huán)氧樹脂，其光性能優(yōu)良，工藝適應(yīng)性好，產(chǎn)品可*性高，可做成有色透明或無色透明和有色散射或無色散射的透鏡封裝，不同的透鏡形狀構(gòu)成多種外形及尺寸，例如，圓形按直徑分為2mm3mm4. 4mm5mm7mm等數(shù)種，環(huán)氧樹脂的不同組份可產(chǎn)生不同的發(fā)光效果?；?色點(diǎn)光源有多種不同的封裝結(jié)構(gòu)：陶瓷底座環(huán)氧樹脂封裝具有較好的工作溫度性能，引腳可彎曲成所需形狀，體積小；金屬底座塑料反射罩式封裝是一種節(jié)能指示燈，適作電源指示用；閃爍式將CMO振蕩電路芯片與LED管芯組合封裝，可自行產(chǎn)生較強(qiáng)視覺沖

9、擊的閃爍光；雙 色型由兩種不同發(fā)光顏色的管芯組成，封裝在同一環(huán)氧樹脂透鏡中，除雙色外還可獲得第三種的混合色，在大屏幕顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛，并可封裝組成雙色顯示器件；電壓型將恒流源芯片與LED管芯組合封裝，可直接替代524V的各種電壓指示燈。 面光源是多個(gè)LED 管芯粘結(jié)在微型PCE板的規(guī)定位置上，采用塑料反射框罩并灌封環(huán)氧樹脂而形成，PCE板的不同設(shè)計(jì)確定外引線排列和連接方式，有雙列直插與單列直插等結(jié)構(gòu)形式。點(diǎn)、面光源現(xiàn)已開發(fā)出數(shù)百種封裝外形及尺寸，供市場及客戶適用。LED發(fā)光顯示器可由數(shù)碼管或米字管、符號(hào)管、矩陳管組成各種多位產(chǎn)品，由實(shí)際需求 設(shè)計(jì)成各種形狀與結(jié)構(gòu)。以數(shù)碼管為例，有反射罩

10、式、單片集成式、單條七段式等三種封裝結(jié)構(gòu)，連接方式有共陽極和共陰極兩種，一位就是通常說的數(shù)碼管， 兩位以上的一般稱作顯示器。反射罩式具有字型大，用料省，組裝靈活的混合封裝特點(diǎn)，一般用白色塑料制作成帶反射腔的七段形外殼，將單個(gè) LED管芯粘結(jié)在與反射罩的七個(gè)反射腔互相對(duì)位的P CB板上,每個(gè)反射腔底部的中心位置是管芯形成的發(fā)光區(qū)，用壓焊方法鍵合引線， 在反射罩內(nèi)滴人環(huán)氧樹脂，與粘好管芯的 PCB板對(duì)位粘合，然后固化即成。反射罩式又分為空封和實(shí)封兩種，前者采用散射劑與染料的環(huán)氧樹脂，多用于單位、雙位器件；后者上蓋濾色片與勻光膜，并單片集成式 粘LED芯片，經(jīng)壓焊、 大多是專在管芯與底板上涂透明絕緣

11、膠，提高出光效率，一般用于四位以上的數(shù)字顯示。是在發(fā)光材料晶片上制作大量七段數(shù)碼顯示器圖形管芯，然后劃片分割成單片圖形管芯，結(jié)、壓焊、封裝帶透鏡（俗稱魚眼透鏡）的外殼。單條七段式將已制作好的大面積 劃割成內(nèi)含一只或多只管芯的發(fā)光條，如此同樣的七條粘結(jié)在數(shù)碼字形的可伐架上，環(huán)氧樹脂封裝構(gòu)成。單片式、單條式的特點(diǎn)是微小型化，可采用雙列直插式封裝，用產(chǎn)品。LED光柱顯示器在106mm長度的線路板上，安置101只管芯（最多可達(dá)201只管芯）, 屬于高密度封裝，利用光學(xué)的折射原理，使點(diǎn)光源通過透明罩殼的13-15條光柵成像，完成每只管芯由點(diǎn)到線的顯示，封裝技術(shù)較為復(fù)雜。半導(dǎo)體pn結(jié)的電致發(fā)光機(jī)理決定 L

12、ED不可能產(chǎn)生具有連續(xù)光譜的白光，同時(shí)單只LED也不可能產(chǎn)生兩種以上的高亮度單色光，只能在封裝時(shí)借助熒光物質(zhì)，藍(lán)或紫外LED管芯上涂敷熒光粉，間接產(chǎn)生寬帶光譜，合成白光；或采用幾種（兩種或三種、多種）發(fā)不同色光的管芯封裝在一個(gè)組件外殼內(nèi)，通過色光的混合構(gòu)成白光LED這兩種方法都取得實(shí)用化，日本2000年生產(chǎn)白光LED達(dá)1億只，發(fā)展成一類穩(wěn)定地發(fā)白光的產(chǎn)品，并將多只白光LED設(shè)計(jì)組裝成對(duì)光通量要求不高，以局部裝飾作用為主，追求新潮的電光源。3、表面貼裝封裝在2002年，表面貼裝封裝的LED（SMD_ED）逐漸被市場所接受，并獲得一定的市場份額, 從引腳式封裝轉(zhuǎn)向 SMD符合整個(gè)電子行業(yè)發(fā)展大趨勢

13、，很多生產(chǎn)廠商推出此類產(chǎn)品。早期的SMD LED大多采用帶透明塑料體的SOT-23改進(jìn)型，外形尺寸3. 04X 1. 11mm卷盤式容器編帶包裝。在SOT-23基礎(chǔ)上，研發(fā)出帶透鏡的高亮度 SM啲SLM-125系列，SLM-245 系列LED,前者為單色發(fā)光，后者為雙色或三色發(fā)光。近些年，SMDLED成為一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)，很好地解決了亮度、視角、平整度、可*性、一致性等問題，采用更輕的PCB板和反射層材料，在顯示反射層需要填充的環(huán)氧樹脂更少，并去除較重的碳鋼材料引腳，通過縮小尺寸， 降低重量，可輕易地將產(chǎn)品重量減輕一半，最終使應(yīng)用更趨完美，尤其適合戶內(nèi)，半戶外全彩顯示屏應(yīng)用。表3示出常見的SMD

14、LED的幾種尺寸，以及根據(jù)尺寸 （加上必要的間隙）計(jì)算出來的最佳 觀視距離。焊盤是其散熱的重要渠道，廠商提供的SMD LED勺數(shù)據(jù)都是以4. 0X4. 0mm勺焊盤為基礎(chǔ)的，采用回流焊可設(shè)計(jì)成焊盤與引腳相等。超高亮度LED產(chǎn)品可采用P LCC塑封帶引線片式載體）-2封裝，外形尺寸為3. 0X2. 8mm通過獨(dú)特方法裝配高亮度管芯，產(chǎn)品 熱阻為400KZW可按CECC方式焊接，其發(fā)光強(qiáng)度在 50mA驅(qū)動(dòng)電流下達(dá)1250mcd。七段式的 一位、兩位、三位和四位數(shù)碼SMD LED顯示器件的字符高度為 5. 08-12 . 7mm顯示尺寸選擇范圍寬。P LCC封裝避免了引腳七段數(shù)碼顯示器所需的手工插入

15、與引腳對(duì)齊工序，符合自 動(dòng)拾取一貼裝設(shè)備的生產(chǎn)要求，應(yīng)用設(shè)計(jì)空間靈活，顯示鮮艷清晰。多色P LCC封裝帶有一個(gè)外部反射器，可簡便地與發(fā)光管或光導(dǎo)相結(jié)合，用反射型替代目前的透射型光學(xué)設(shè)計(jì)，為大范圍區(qū)域提供統(tǒng)一的照明，研發(fā)在3. 5V、1A驅(qū)動(dòng)條件下工作的功率型 SMD LED封裝。4、功率型封裝LED芯片及封裝向大功率方向發(fā)展，在大電流下產(chǎn)生比5mmLE大 10-20倍的光通量，必須采用有效的散熱與不劣化的封裝材料解決光衰問題，因此，管殼及封裝也是其關(guān)鍵技術(shù)，能承受數(shù) W功率的LED封裝已出現(xiàn)。5W系列白、綠、藍(lán)綠、藍(lán)的功率型LED從2003年初開 始供貨，白光LED光輸出達(dá)1871m光效44.

16、 31m/W綠光衰問題，開發(fā)出可承受 10W功率的 LED大面積管；匕尺寸為 2. 5X 2. 5mm可在5A電流下工作，光輸出達(dá) 2001m,作為固體 照明光源有很大發(fā)展空間。Luxe on系列功率LED是將A1Ga InN功率型倒裝管芯倒裝焊接在具有焊料凸點(diǎn)的硅載體上，然后把完成倒裝焊接的硅載體裝入熱沉與管殼中，鍵合引線進(jìn)行封裝。 這種封裝對(duì)于取光效率，散熱性能，加大工作電流密度的設(shè)計(jì)都是最佳的。其主要特點(diǎn)：熱阻低，一般僅為 14C/ W只有常規(guī)LED的1 /10;可*性高，封裝內(nèi)部填充穩(wěn)定的柔性膠凝體，在-40- 120C范圍，不會(huì)因溫度驟變產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使金絲與引線框架斷開，并防止環(huán)氧

17、樹脂透鏡變黃， 引線框架也不會(huì)因氧化而玷污；反射杯和透鏡的最佳設(shè)計(jì)使輻射圖樣可控和光學(xué)效率最高。 另外，其輸出光功率，外量子效率等性能優(yōu)異，將LED固體光源發(fā)展到一個(gè)新水平。Norlux系列功率LED的封裝結(jié)構(gòu)為六角形鋁板作底座(使其不導(dǎo)電)的多芯片組合，底座直徑31. 75mm發(fā)光區(qū)位于其中心部位， 直徑約(0.375 X 25. 4)mm可容納40只LED管芯, 鋁板同時(shí)作為熱襯。 管芯的鍵合引線通過底座上制作的兩個(gè)接觸點(diǎn)與正、負(fù)極連接，根據(jù)所需輸出光功率的大小來確定底座上排列管芯的數(shù)目，可組合封裝的超高亮度的AlGaInN和AlGaInP管芯，其發(fā)射光分別為單色，彩色或合成的白色，最后用

18、高折射率的材料按光學(xué)設(shè) 計(jì)形狀進(jìn)行包封。這種封裝采用常規(guī)管芯高密度組合封裝，取光效率高，熱阻低，較好地保護(hù)管芯與鍵合引線，在大電流下有較高的光輸出功率，也是一種有發(fā)展前景的 LED固體光源。在應(yīng)用中，可將已封裝產(chǎn)品組裝在一個(gè)帶有鋁夾層的金屬芯PCB板上，形成功率密度LED PCB板作為器件電極連接的布線之用，鋁芯夾層則可作熱襯使用，獲得較高的發(fā)光通 量和光電轉(zhuǎn)換效率。此外，封裝好的SMD LED體積很小，可靈活地組合起來，構(gòu)成模塊型、導(dǎo)光板型、聚光型、反射型等多姿多彩的照明光源。功率型LED的熱特性直接影響到 LED的工作溫度、發(fā)光效率、發(fā)光波長、使用壽命等, 因此，對(duì)功率型 LED芯片的封裝

19、設(shè)計(jì)、制造技術(shù)更顯得尤為重要。led光譜晶片，什么是led晶片？、LED晶片的作用:LED晶片為LED的主要原材料，LED主要依靠晶片來發(fā)光。二、LED晶片的組成主要有砷(AS)鋁(AL)鎵(Ga)銦(IN)磷(P)氮(N)鍶(S i)這幾種元素中的若干種組成。三、LED晶片的分類1、按發(fā)光亮度分:般亮度：R、H、G、Y、E等高亮度：VG、VY、SR等超高亮度：UG UY、UR、UYS、URF、UE等E、F、2、不可見光（紅外線）：R、紅外線接收管：PT光電管：PD按組成元素分:SIR、VIR、HIR二元晶片（磷、鎵）:H、三元晶片（磷、鎵、砷）:SR、HR、UR等四元晶片（磷、鋁、鎵、銦）:

20、SRF、HRF、URF、VY、HY、UY、UYS、UE、HE UG四、LED晶片特性表（詳見下表介紹）LED晶片型號(hào)發(fā)光顏色組成元素波長（nm晶片型號(hào)發(fā)光顏色組成元素波長（nmSBI 藍(lán)色 InGaN/sic 430 HY 超亮黃色 AIGaInP 595SBK較亮藍(lán)色 lnGaN/sic 468 SE 高亮桔色 GaAsP/GaP 610DBK較亮藍(lán)色 GaunN/Gan 470 HE 超亮桔色 AlGalnP 620SGL青綠色 lnGaN/sic 502 UE 最亮桔色 AlGalnP 620DGL較亮青綠色 LnGaN/GaN 505 URF最亮紅色 AlGalnP 630DGM較亮青

21、綠色 lnGaN 523 E 桔色 GaAsP/GaP635PG純綠 GaP 555 R 紅色 GAaAsP 655SG標(biāo)準(zhǔn)綠 GaP 560 SR較亮紅色 GaA/AS 660G綠色GaP 565 HR超亮紅色 GaAlAs 660VG較亮綠色 GaP 565 UR最亮紅色 GaAlAs 660UG最亮綠色 AIGalnP 574 H 高紅 GaP 697Y黃色 GaAsP/GaP585 HIR紅外線 GaAIAs 850VY較亮黃色 GaAsP/GaP 585 SIR 紅外線 GaAIAs 880UYS最亮黃色 AIGalnP 587 VIR 紅外線 GaAIAs 940UY最亮黃色 Al

22、GalnP 595 IR 紅外線 GaAs 940五、注意事項(xiàng)及其它1、E、漢光LED晶片廠商名稱： A 光磊（ED）B、國聯(lián)（FPD C、鼎元（TK）D華上（AOQ （HL） F、AXT G 廣稼2、LED晶片在生產(chǎn)使用過程中需注意靜電防護(hù)。六、補(bǔ)充LED顯示屏（LED panel）: LED就是light emitting diode，發(fā)光二極管的英文縮寫,簡稱LEDb它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、 動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。LED顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本

23、和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂,以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場實(shí)況。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動(dòng)如電影， 廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、 工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。它的優(yōu)點(diǎn)：亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化、易與集成電路匹配、驅(qū)動(dòng)簡單、壽 命長、耐沖擊、性能穩(wěn)定。六、LED顯示屏常用術(shù)語解釋1、LED亮度發(fā)光二極管的亮度一般用發(fā)光強(qiáng)度（Luminous Intensity） 表示,單位是坎德拉cd ；1000ucd （微坎

24、德拉）=1 med （毫坎德拉），1000mcd=1 cd。室內(nèi)用單只 LED的光強(qiáng)一般為 500ucd-50 med,而戶外用單只 LED的光強(qiáng)一般應(yīng)為100 mcd-1000 med,甚至1000 med以上。2、LED象素模塊LED排列成矩陣或筆段，預(yù)制成標(biāo)準(zhǔn)大小的模塊。室內(nèi)顯示屏常用的有8*8象素模塊、8字7段數(shù)碼模塊。戶外顯示屏象素模塊有4*4、8*8、8*16象素等規(guī)格。戶外顯示屏用的象素模塊因?yàn)槠涿恳幌笏赜蓛芍灰陨螸ED管束組成，固又稱其為集管束模塊。3、 象素（Pixel）與象素直徑LED顯示屏中每一個(gè)可被單獨(dú)控制的LED發(fā)光單元（點(diǎn)）稱為象素（或象元）。象素直徑/是指每一象素

25、的直徑，單位是毫米。對(duì)于室內(nèi)顯示屏，一般一個(gè)為單個(gè)LED,外形為圓形。室內(nèi)顯示屏象素直徑校常見的有/ 3.0、/ 3.75、/ 5.0、/ 8.0 等，其中以/ 3.75 和/5.0 最多。在戶外環(huán)境，為提高亮度，增加視距，一個(gè)象素含有兩只以上集束LED由于兩只以上10、集束LED一般不為圓形，固戶外顯示屏象素直徑一般用兩兩象素平均間距表示： 11.5、 16、口 22、口 25。4、點(diǎn)間距、象素密度與信息容量LED顯示屏的兩兩象素的中心距或點(diǎn)間距（Dot P itch）;單位面積內(nèi)象素的數(shù)量稱為象素密度；單位面積內(nèi)所含顯示內(nèi)容的數(shù)量稱為信息容量。這三者本質(zhì)是描述同一概念：點(diǎn)間距是從兩兩象素間

26、的距離來反映象素密度，點(diǎn)間距和象素密度是顯示屏的物理屬性；信息容量則是象素密度的信息承載能力的數(shù)量單位。點(diǎn)間距越小，象素密度越高，信息容量越多，適合觀看的距離越近。點(diǎn)間距越大，象素密度越低，信息容量越少，適合觀看的距離越遠(yuǎn)。5、分辨率LED顯示屏象素的行列數(shù)稱為 LED顯示屏的分辨率。分辨率是顯示屏的象素總量，它決 定了一臺(tái)顯示屏的信息容量。6、LED 顯示屏(LED Panel)將LED象素模塊按照實(shí)際需要大小拼裝排列成矩陣，配以專用顯示驅(qū)動(dòng)電路， 直流穩(wěn)壓電源，軟件，框架以及外裝飾等，即構(gòu)成一臺(tái)LED顯示屏。7、灰度灰度是指象素發(fā)光明暗變化的程度，一種基色的灰度一般有8級(jí)至1024級(jí)。例如

27、，若每種基色的灰度為256級(jí)，對(duì)于雙基色彩色屏，其顯示顏色為256X 256=64K色，亦稱該屏為256 色顯示屏。8、雙基色現(xiàn)今大多數(shù)彩色LED顯示屏是雙基色彩色屏，即每一個(gè)象素有兩個(gè) LED管芯：一為紅光 管芯，一為綠光管芯。紅光管芯亮?xí)r該象素為紅色，綠光管芯亮?xí)r該象素為綠色，紅綠兩管芯同時(shí)亮?xí)r則該象素為黃色。其中紅，綠稱為基色。9、全彩色紅綠雙基色再加上藍(lán)基色，三種基色就構(gòu)成全彩色。由于構(gòu)成全彩色的藍(lán)色管和純綠色管芯較貴，故目前全彩色屏相對(duì)較少。七、備注（名詞解釋）1、色溫色溫究競是指什么？我們知道，通常人眼所見到的光線， 是由光的三原色（紅綠藍(lán)）組 成的7種色光的光譜所組成。色溫就是專

28、門用來量度光線的顏色成分的。用以計(jì)算光線顏色成分的方法，是19世紀(jì)末由英國物理學(xué)家洛德？凱爾文所創(chuàng)立的，他制定出了一整套色溫計(jì)算法，而其具體界定的標(biāo)準(zhǔn)是基于以一黑體輻射器所發(fā)出來的波長。凱爾文認(rèn)為，假定某一純黑物體，能夠?qū)⒙湓谄渖系乃袩崃课?，而沒有損失，同時(shí)又能夠?qū)崃可傻哪芰咳恳浴肮狻钡男问结尫懦鰜淼脑?，它便?huì)因受到熱力的高低而變成不同的顏色。例如，當(dāng)黑體受到的熱力相當(dāng)于 500550C時(shí)，就會(huì)變成暗紅色，達(dá)到 1050 一 1150C時(shí)，就變成黃色因而，光源的顏色成分是與該黑體所受的熱力溫度相對(duì)應(yīng)的。只不過色溫是用凱爾文（° K、也就是絕對(duì)溫度）的色溫單位來表示， 而不是

29、用攝氏溫度 （C） 單位表示的。在加熱鐵塊的過程中， 黑色的鐵在爐溫中逐漸變成紅色，這便是黑體理論的最色溫計(jì)算法就是根據(jù)以 任何光線的色溫是相好例子。當(dāng)黑體受到的熱力使它能夠放出光譜中的全部可見光波時(shí)，它就由紅轉(zhuǎn)變橙黃色、 黃色最后變成白色，通常我們所用燈泡內(nèi)的鎢絲就相當(dāng)于這個(gè)黑體。上原理，用°K來表示受熱鎢絲所放射出光線的色溫。根據(jù)這一原理， 當(dāng)于上述黑體散發(fā)出同樣顏色時(shí)所受到的“溫度”。是由于時(shí)斷時(shí)續(xù)的光譜在 攝影人都知道：有光才有色，顏色實(shí)際上是一種心理物理上的作用。所有顏色印象的產(chǎn)生,沒有眼睛上的反應(yīng)，所以色溫只是用來表示顏色的視覺印象。 光就沒有色。彩色膠片的設(shè)計(jì)，一般是根

30、據(jù)能夠真實(shí)地記錄出某一特定色溫的光源照明來進(jìn)行的， 為5500 ° K日光型、3200 ° K燈光型等多種。因而，攝影家必須懂得采用與光源色溫相同 的彩色膠卷，才會(huì)得到準(zhǔn)確的色彩再現(xiàn)。如果光源的色溫與膠卷的色溫互相不平衡，就不會(huì)對(duì)色彩進(jìn)行準(zhǔn)確的還原。 這時(shí)，我們就要靠濾光鏡來提升或降低光源的色溫，使曝光條件與膠卷擬定的色溫相匹配，才會(huì)有準(zhǔn)確的色彩再現(xiàn)。 而數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)等要求進(jìn)行白平衡調(diào)整，實(shí)際上也就是對(duì)數(shù)碼機(jī)器進(jìn)行拍攝環(huán)境的基礎(chǔ)色溫定位。目的是同樣的：為了色彩的準(zhǔn)確再現(xiàn)。如何準(zhǔn)確地進(jìn)行色溫定位？這就需要使用到“色溫計(jì)”啦。一般情況下，正午10點(diǎn)至下午2點(diǎn)，晴朗無云的天

31、空，在沒有太陽直射光的情況下，標(biāo)準(zhǔn)日光大約在52005500° K。新聞攝影燈的色溫在3200° K; 一般鎢絲燈、照相館拍攝黑白照片使用的鎢絲燈以及一般的普 通燈泡光的色溫大約在2800° K;由于色溫偏低，所以在這種情況下拍攝的照片擴(kuò)印出來以 后會(huì)感到色彩偏黃色。而一般日光燈的色溫在 72008500 K左右，所以在日光燈下拍攝的相片會(huì)偏青色。這都是因?yàn)榕臄z環(huán)境的色溫與拍攝機(jī)器設(shè)定的色溫不對(duì)造成的。一般在擴(kuò)印機(jī)上可以進(jìn)行調(diào)整。 但如果拍攝現(xiàn)場有日光燈也有鎢絲燈的情況，我們成為混合光源， 這種片子很難進(jìn)行調(diào)整。綜上所述，拍攝期間對(duì)色溫的考量、設(shè)定以及調(diào)整就顯得非

32、常重要。無論你是使用傳統(tǒng)相機(jī)還是數(shù)碼相機(jī)以及攝像機(jī)。都必須重視色溫!2、光譜光譜是復(fù)色光經(jīng)過色散系統(tǒng)（如棱鏡、光柵）分光后，被色散開的單色光按波長（或頻 率）大小而依次排列的圖案。光波是由原子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的電子產(chǎn)生的.各種物質(zhì)的原子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)情況不同，所以這里我們先講一下分光鏡的構(gòu)造原理.圖6-18是分光鏡的A三棱鏡P和望遠(yuǎn)鏡筒B組成的.平行光管 A的前方有L1折 并它們發(fā)射的光波也不同.研究不同物質(zhì)的發(fā)光和吸收光的情況，有重要的理論和實(shí)際意義， 已成為一門專門的學(xué)科一一光譜學(xué).下面簡單介紹一些關(guān)于光譜的知識(shí).（譜線）。通過望遠(yuǎn)鏡筒B的目鏡L3, 就可以攝下光譜的像。具有這種裝分光鏡觀察光譜要

33、用分光鏡， 構(gòu)造原理示意圖.它是由平行光管 一個(gè)寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫 S,它位于透鏡L1的焦平面處。從狹縫射入的光線經(jīng)透鏡 射后，變成平行光線射到三棱鏡 P上。不同顏色的光經(jīng)過三棱鏡沿不同的折射方向射出, 在透鏡L2后方的焦平面MN上分別會(huì)聚成不同顏色的像 就看到了放大的光譜像.如果在MME里放上照相底片，置的光譜儀器叫做攝譜儀。發(fā)射光譜有兩種類型： 連續(xù)光譜和明（彩圖6）。熾熱的固 例如電燈絲發(fā)出的光、 熾熱的鋼水發(fā)出的光都發(fā)射光譜物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。線光譜.連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續(xù)光譜 體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。形成連續(xù)光譜。只含有一些

34、不連續(xù)的亮線的光譜叫做明線光譜（彩圖7）。明線光譜中的亮線叫做譜線，各條譜線對(duì)應(yīng)于不同波長的光。稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，所以也叫原子光譜。觀察氣體的原子光譜，可以使用光譜管（圖6-19 ）,它是一支中間比較細(xì)的封閉的玻璃管，里面裝有低壓氣體，管的兩端有兩個(gè)電極。 把兩個(gè)電極接到高壓電源上，管里稀薄氣體發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生一定顏色的光。使它們觀察固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的原子光譜，可以把它們放到煤氣燈的火焰或電弧中去燒,氣化后發(fā)光，就可以從分光鏡中看到它們的明線光譜.實(shí)驗(yàn)證明，原子不同，發(fā)射的明線光譜也不同， 每種元素的原子都有一定的明線光譜.彩利用原子的

35、特征譜線可以鑒別物質(zhì)和研究原子的結(jié)構(gòu)。（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）通過物質(zhì)時(shí)，某些叫做吸收光譜。例如，讓弧光燈發(fā)出的白光通過溫度較，然后用分光鏡來 &分光鏡的分辨本領(lǐng)圖7就是幾種元素的明線光譜。每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，因此，明 線光譜的譜線叫做原子的特征譜線。這就是鈉原子的吸收光譜.值得注意的是，各種原子的吸吸收光譜高溫物體發(fā)出的白光 波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜， 低的鈉氣（在酒精燈的燈心上放一些食鹽，食鹽受熱分解就會(huì)產(chǎn)生鈉氣） 觀察，就會(huì)看到在連續(xù)光譜的背景中有兩條挨得很近的暗線（見彩圖 不夠高時(shí)，只能看見一條暗線）收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發(fā)射

36、光譜中的一條明線相對(duì)應(yīng).這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時(shí)發(fā)出的光.因此，吸收光譜中的譜線（暗線），也是原子的特征譜線，只是通常在吸收光譜中看到的特征譜線比明線光譜中的少.二、LED的各類應(yīng)用:LED的應(yīng)用主要可分為三大類：LCD屏背光、LED照明、LED顯示。1、 小尺寸1.5寸到3.5寸LCD屏的背光:例如手機(jī)、PDA MP3/4等便攜設(shè)備的LCD屏都需要LED來背光。2、7寸LCD屏的背光（如數(shù)碼相框）3、大尺寸LCD屏的背光（如 LCD TV/Monitor、筆記本電腦）：目前大部分LCDTV/Monitor、筆記本電腦的LCD屏是采用的CCFL熒光燈管做背光，因

37、CCFL壽命、環(huán)保等不利原因目前正朝向采用 LED背光發(fā)展。按LCD屏的尺寸大小一般需要 數(shù)十個(gè)到上百個(gè)白光 LED做背光，而其LED驅(qū)動(dòng)IC市場潛力將會(huì)很大。4、LED手電筒:小功率LED手電筒、強(qiáng)光LED手電筒、LED礦燈。5、LED草地?zé)?照明經(jīng)過白熾燈、日光燈, 的普及了，這里需要超高亮度的 本考量也是一個(gè)關(guān)鍵。6、LED照明:到現(xiàn)在比較普遍的節(jié)能燈，再下個(gè)階段應(yīng)該就是 LED照明燈LED超長壽命、極低功耗將是LED燈很大的優(yōu)勢，同時(shí)成7、LED顯示:我們?cè)诠卉?、地鐵里都能看到各樣的LED字幕顯示屏，并且在戶外也有不少大屏幕LED點(diǎn)陣顯示屏幕，從遠(yuǎn)處看就是一個(gè)比較清晰的超大屏幕電視機(jī)

38、。這里需要用到專用的 LED顯示控制芯片。提高LED發(fā)光效率的技術(shù)：（本段由唐志海友情提供，歡迎大家指教）一、透明襯底技術(shù)InGaAIP LED通常是在 GaAs襯底上外延生長InGaAlP發(fā)光區(qū)GaP窗 口區(qū)制備而成。與InGaAlP相比，GaAs材料具有小得多的禁帶寬度，因此，當(dāng)短波長的光從發(fā)光區(qū)與窗口表面射入GaAs襯底時(shí)，將被悉數(shù)吸收，成為器件出光效率不高的主要原因。在襯底與限制層之 間生長一個(gè)布喇格反射區(qū)，能將垂直射向襯底的光反射回發(fā)光區(qū)或窗口，部分改善了器件的出光特性。一個(gè)更為有效的方法是先去除GaAs襯底，代之于全透明的 GaP晶體。由于芯片內(nèi)除去了襯底吸收區(qū)，使量子效率從4%提

39、升到了 25-30 %。為進(jìn)一步減小電極區(qū)的吸收，有人將這種透明襯底型的InGaAlP器件制作成截角倒錐體的外形，使量子效率有了更大的提 咼。二、金屬膜反射技術(shù)透明襯底制程首先起源于美國的HP Lumileds等公司，金屬膜反射法主要有日本、臺(tái)灣廠商進(jìn)行了大量的研究與發(fā)展。這種制程不但回避了透明襯底專利，而且，更利于規(guī)模生產(chǎn)。其效果可以說與透明襯底法具有異曲同工之妙。該制程通常謂之MB制程，首先去除GaAs襯底，然后在其表面與 Si基底表面同時(shí)蒸鍍 Al質(zhì)金屬膜，然后在一定的溫度與壓力下熔接 在一起。如此，從發(fā)光層照射到基板的光線被Al質(zhì)金屬膜層反射至芯片表面，從而使器件的發(fā)光效率提高2.5倍

40、以上。三、表面微結(jié)構(gòu)技術(shù)表面微結(jié)構(gòu)制程是提高器件出光效率的又一個(gè)有效技術(shù)，該技術(shù)的基本要點(diǎn)是在芯片表面刻蝕大量尺寸為光波長量級(jí)的小結(jié)構(gòu)，每個(gè)結(jié)構(gòu)呈截角四面體狀，如此不但擴(kuò)展了出光面積，而且改變了光在芯片表面處的折射方向，從而使透光效率明顯提高。測量指出，對(duì)于窗口層厚度為20µm的器件，出光效率可增長 30%。當(dāng)窗口層厚度減至10µm時(shí), 出光效率將有60%的改進(jìn)。對(duì)于585-625nm波長的LED器件，制作紋理結(jié)構(gòu)后，發(fā)光效率可 達(dá)30lm/w，其值已接近透明襯底器件的水平。LED結(jié)構(gòu)層，由P/N結(jié)發(fā)光區(qū)發(fā)出的光透過為獲得良好的電流擴(kuò)展，需要通過蒸鍍技P

41、區(qū)引線通過該層金屬薄膜引出。為獲得四、倒裝芯片技術(shù)通過MOCV技術(shù)在蘭寶石襯底上生長 GaN基 上面的P型區(qū)射出。由于P型GaN傳導(dǎo)性能不佳， 術(shù)在P區(qū)表面形成一層 Ni-Au組成的金屬電極層。好的電流擴(kuò)展，Ni-Au金屬電極層就不能太薄。為此，器件的發(fā)光效率就會(huì)受到很大影響， 通常要同時(shí)兼顧電流擴(kuò)展與出光效率二個(gè)因素。但無論在什么情況下， 金屬薄膜的存在，總會(huì)使透光性能變差。此外，引線焊點(diǎn)的存在也使器件的出光效率受到影響。采用GaN LED倒裝芯片的結(jié)構(gòu)可以從根本上消除上面的問題。五、芯片鍵合技術(shù)光電子器件對(duì)所需要的材料在性能上有一定的要求，通常都需要有大的帶寬差和在材料的折射指數(shù)上要有很大的變化。不幸的是，一般沒有天然的這種材料。用同質(zhì)外延生長技術(shù) 一般都不能形成所需要的帶寬差和折射指數(shù)差，而用通常的異質(zhì)外延技術(shù)，如在硅片上外延GaAs和InP等，不僅成本較高，而且結(jié)合接口的位錯(cuò)密度也非