LED基礎(chǔ)知識課件

1、LED 基礎(chǔ)知識 1Innovative Technology 2012-12-252LED主要發(fā)展示意圖2012-12-25-族元素32012-12-25LED工作原理52012-12-25LED基本結(jié)構(gòu)及圖像符號62012-12-25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10-3nm1nm10nm100nm280nm315nm380nm780nm1000nm1.5m5m100m1mm極超短波紫外線區(qū)紅外線區(qū)短波長長波長白色光分成七色光譜稜鏡化學(xué)線(由日照產(chǎn)生化學(xué)線作用引起)光(人眼所見電磁波範圍)接近光性質(zhì)有大熱能電波熱線(熱能也稱為熱波)光的種類2012-12

2、-25常用各個顏色LED的峰值波長82012-12-25LED響應(yīng)時間102012-12-25LED光譜特性12在LED譜線峰值兩側(cè)，存在發(fā)光強度等于峰值一半的兩點，這兩點之間的寬度叫光譜半寬度（譜線寬度或半高寬度），用表示，單位為nm；是LED的單色性參數(shù)表示光譜純度2012-12-25LED光輸出與溫度特性曲線14PN結(jié)溫增高10使發(fā)光主波長發(fā)生偏移約1nm ,這是測量LED結(jié)溫的原理方法之一,但目前不實用.2012-12-25LED 封裝形式依外型分類插件式,Lamp type ( DIP)表面黏著式 SMDTOP LEDSide LED152012-12-25封裝的目的將半導(dǎo)體晶片封裝

3、程可以供商業(yè)使用之電子元件保護晶片防禦輻射, 水氣, 氧氣, 以及外力破壞提高元件之可靠度改善/提升晶片性能提供晶片散熱機構(gòu)設(shè)計各式封裝形式, 提供不同之產(chǎn)品應(yīng)用 162012-12-25LED 封裝製程固晶 (die attached)烘烤 (epoxy curing)打線 (wire bonding)成型 (molding)分割 (singluration)測試 (testing)分類 (sorting)172012-12-25白光 LED簡介18所謂白光是多種顏色混合而成的光，以人類眼睛所能見的白光形式至少須兩種光混合，如二波長光(藍色光+黃色光)或三波長光(藍色光+綠色光+紅色光)，目

4、前已商品化的產(chǎn)品僅有二波長藍光單晶片加上YAG黃色熒光粉，在未來較被看好的是三波長光，以無機紫外光晶片加R.G.B三基色熒光粉，此外有機單層三波長型白光LED也有成本低、制作容易的優(yōu)點。預(yù)計三波長白光LED今年有商品化的機機會，未來應(yīng)用在取代熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈泡及LCD背光源等市場，對白光LED的市場成長有很大的幫助自從出現(xiàn)發(fā)光二極管LED以來，人們一直在努力追求實現(xiàn)固體光源，隨著發(fā)光二極管LED制造工藝的不斷進步和新型材料（氮化物晶體和熒光粉）的開發(fā)及應(yīng)用，使發(fā)白色光的LED半導(dǎo)體固體光源性能不斷完善并進入實用階段。白光LED的出現(xiàn)，使高亮度LED應(yīng)用領(lǐng)域跨足至高效率照明光源市場。曾經(jīng)

5、有人指出，高亮度LED將是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈泡之后，最偉大的發(fā)明之一。2012-12-25白光 LEDRGB LED 混光Red LEDGreen LEDBlue LED基板202012-12-25白光 LED基板Blue LEDBlue LED 激發(fā)RG螢光粉212012-12-25白光 LED基板UV LEDUV LED 激發(fā)RGB螢光粉232012-12-25藍光LED+YAG熒光粉（BY法）242012-12-25LED光電參數(shù)定義262012-12-25LED光電參數(shù)定義272012-12-25LED光電參數(shù)定義發(fā)光顏色，波長 （Color Hue Wavelength Spec

6、trum） 單位（nm) a. p:發(fā)光體或物體(經(jīng)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(yīng)的波長,稱為p(peak). b. d :而d (dominant)是以人眼所見的可見光區(qū)(400-700), 決定發(fā)光體或物體的光線主要落在什麼波長. c. :(半波寬)2012-12-25光通量的單位:流明(lm)眼睛視網(wǎng)膜上的視覺細胞明視覺:錐體細胞 3cd/m2.暗視覺:桿體細胞0.003cd/m2.2012-12-25明視覺,中間視覺和暗視覺說明2012-12-251W功率555nm的黃綠光發(fā)出的光通量是:683lm.說明:對人的眼睛555nm的黃綠光最敏感.其它顏色的光線的敏

7、感度低于555nm的值.有V()曲線.2012-12-25相同的功率(W),不同的光源得到的光通量()是不同的: 400W高壓鈉燈54000lm-138lm/w 400W高壓汞燈21600lm-54lm/w 400W金鹵燈38000lm-95lm/w發(fā)光效率就能說明這個問題. 發(fā)光效率(luminous efficiency): 光源發(fā)出的光通量/光源的輸入功率. 發(fā)光效能(luminous efficacy): 系統(tǒng)(光源+電器)發(fā)出的光通量/系統(tǒng)的輸入功率.2012-12-25常見光源的光效: 白熾燈 10-12lm/w 鹵鎢燈 15-20lm/w 熒光燈-鹵磷酸鈣粉 50-70lm/w

8、-三基色粉 80104lm/w 高壓汞燈 54lm/w 高壓鈉燈 70-120lm/w 金鹵燈 60-90lm/w 陶瓷金鹵燈 85-100lm/w LED(白) 60-90lm/w2012-12-25LED光電參數(shù)定義發(fā)光強度I：單位立體角中的光通量.單位(cd)1cd = 1lm/1sr立體角:包圍空間一點的空間角度:2012-12-25LED光電參數(shù)定義照度E：被照面上單位面積S上接受的光通量.單位:勒克司(lx). E= /S.即 1lx=1lm/1m2eg:夏天的太陽下:80000-100000lx滿月下:2lx辦公室:500lx車間一般照明:150-300lx體育場(國際):垂直1

9、200lx居住小區(qū)最佳半柱面照度Esc:310lx362012-12-25LED光電參數(shù)定義發(fā)光角度（21/2 Viewing Angle）LED為指向性元件 表示發(fā)光強度50%時的角度LED亮度與角度成反比，亮度相同的兩顆LED, 21/2愈大則Iv愈小2012-12-25LED光電參數(shù)定義色溫（Color Temperature)單位：絕對溫度（Kelvin,K)一個光源之色溫被定義為與其具有相同光色之“標準黑體（Black boby radiator)”本身之絕對溫度值，以量化光源的光色表現(xiàn)。根據(jù)MaxPlanck(普朗克)的理論，將一具完全吸收與放射能力的標準黑體加熱，溫度逐漸升高光度

10、亦隨之改變；CIE色座標上的黑體曲線（Blackbodylocus）顯示黑體由紅橙紅黃黃白白藍白的過程。黑體加溫到出現(xiàn)與光源相同或接近光色時的溫度，定義為該光源的相關(guān)色溫度，此溫度可以在色度圖上之普朗克軌跡上找到其對應(yīng)點。標準黑體之溫度越高，其輻射出之光線光譜中藍色成份就越多，紅色成份也就相對越少，反之，標準黑體之溫度越低，其輻射出之光線光譜中的藍色成份就越少，紅色成份就越多。一個燈的光色可以簡單的以色溫來表示，以發(fā)出光色為暖白色之普通白熾燈泡為例，其色溫為2700K，而一般日光燈之色溫為6000K，光之色溫主要可分成三大類：暖白色：3300K中間色：3300至6000K冷白色：6000K20

11、12-12-25標準黑體曲線（Blackbodylocus）2012-12-25顯色指數(shù)Ra402012-12-25Ra的得來412012-12-25LED光電參數(shù)定義品管部422012-12-25色坐標43將顏色用數(shù)字表達出來，目的： 計算測量配色比較等。將顏色用數(shù)字表示的基礎(chǔ)是： 1)顏色中有三個顏色：RGB是不能從其它顏色中混合出來的,稱三種基色； 2)任何其它顏色C都可以用紅(R)綠(G)藍(B)三原色相加混合出來。 C=R+G+B2012-12-25白光LED色坐標的劃分品管部442012-12-25LED應(yīng)用簡介45 由于超高亮度LED具有非常廣泛的用途，特別是白光LED的出現(xiàn)，給

12、應(yīng)用面帶來更豐富的內(nèi)容。目前國內(nèi)有幾百個單位在開發(fā)、生產(chǎn)超高亮度LED的各種應(yīng)用，熱點應(yīng)用主要包括以下幾個主要方面：亮化工程景觀、裝飾燈作為一種冷光源，LED照明燈具有綠色環(huán)保、節(jié)能、色彩絢麗等傳統(tǒng)光源不可比擬的優(yōu)點。目前， LED輪廓燈、LED護欄燈、LED燈帶、LED燈泡等被廣泛應(yīng)用于橋梁、大廈廣場、標志物、仿古建筑、招牌廣告等輪廓勾勒以及立交橋護欄、危險路段、警戒標志及其高樓輪廓、庭院護欄等場所，對美化城市、塑造景觀有重要作用白光照明：已開始從小功率白光LED燈用起，如安全照明燈、顯微鏡燈、白光背光源、手電筒、太陽能燈，特種白光照明等，并逐步向白光照明邁進，將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈

13、的最大潛力商品大、中、小屏幕顯示器：各種廣告牌、體育記分牌、金融和交通指示牌等，分為全色、三色、單色顯示屏，全國共有100多個單位在開發(fā)生產(chǎn)，現(xiàn)已成立LED顯示屏分會，2002年全國市場超過20億元，幾乎全部采用國產(chǎn)顯示屏。交通信號燈：主要用超高亮度紅、綠、黃色LED，因為采用LED信號燈既節(jié)能，可靠性又高，所以在全國范圍內(nèi)，交通信號燈正在逐步更新?lián)Q代，而且推廣的速度很快，市場需求量很大.汽車用燈：包含汽車內(nèi)部的儀表板、音響指示燈、開關(guān)的背光源、閱讀燈和外部的剎車燈、尾燈、側(cè)燈、頭燈等均在逐步采用LED顯示。據(jù)報道，2001年全世界超高亮度LED在汽車上的用量占26%的份額，一部汽車可用LED

14、200只到300只背光源：主要是液晶LCD顯示器上用的背光源，有白色和其他各種顏色，現(xiàn)階段手機背光源用量非常大，一年要用35億只LED。據(jù)報道，全世界2001年超高亮度LED在背光源上的用量占30%的份額。LED指示燈：廣泛用于各種家電，儀器，設(shè)備之電源指示2012-12-25防水性能的定義IP（INGRESS PROTECTION）防護等級是由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。將電器依其防塵防濕氣之特性加以分級。這里所指的外物含工具，人的手指等均不可接觸到電器內(nèi)之帶電部分，以免觸電。IP防護等級是由兩個數(shù)字所組成，第1個數(shù)字表示燈具離塵、防止外物侵入的等級，第2個數(shù)字表示燈具防濕氣、防水侵入的密閉程度，數(shù)字越大表示其防護等級越高。462012-12-25第一個數(shù)字表示防塵等級0 ：沒有保護 1 ：防止大的固體侵入 2 ：防止中等大小的固體侵入 3 ：防止小固體進入侵入 4 ：防止物體大于 1mm 的固體進入 5 ：防止有害的粉塵堆積 6 ：完全防止粉塵進入 472012-12-25第二個數(shù)字表示防水等級0 ：沒有保護 1 ：水滴滴入到外殼無影響 2 ：當外殼傾斜到 15 度時，水滴滴入到外殼無影響 3 ：水或雨水