LED基礎(chǔ)知識(shí)23041課件

LED基礎(chǔ)知識(shí)發(fā)光二極管(LightEmittingDiode)

目錄第一部分：LED簡(jiǎn)介第二部分：LED與傳統(tǒng)燈泡的比較第三部分：LED的優(yōu)點(diǎn)第四部分：LED分類及結(jié)構(gòu)第五部分：LED的產(chǎn)業(yè)分工第六部分：LED的發(fā)展第七部分：LED的四大流程第九部分：白光LED技術(shù)第九部分：LED的參數(shù)第十部分：LED的特性第十一部分：LED的應(yīng)用第十二部分LED使用注意事項(xiàng)第一部分LED簡(jiǎn)介

1.什么是發(fā)光二極管

發(fā)光二極管英文全稱為L(zhǎng)ightEmittingDiode（簡(jiǎn)稱LED），是一種新型的固態(tài)

光源，誕生于20世紀(jì)60年代。1923年，羅塞夫（Lossen.o.w）在研究半導(dǎo)體SiC時(shí)有雜質(zhì)的P-N結(jié)中有光發(fā)射，研究出了發(fā)光二極管（LED：LightEmittingDiode），一直不受重視.隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，在60年代，顯示技術(shù)得到迅速發(fā)展LED才逐步受到人們的重視。傳統(tǒng)燈食人魚LED普通LED未來(lái)LED大功率LED第二部分：LED與傳統(tǒng)燈泡的比較

白熱的技術(shù)機(jī)理熱量放電放電固態(tài)LED電子/空穴復(fù)合光譜分布光效固有失效機(jī)理熱量15%40%＞50%●輻射●對(duì)流●傳導(dǎo)●輻射●對(duì)流●傳導(dǎo)內(nèi)部反射第三部分：LED的優(yōu)點(diǎn)◆壽命長(zhǎng)（＞100，000Hrs）◆驅(qū)動(dòng)電壓低（1.8～4.5V）◆耗電量少（40～100mW）◆相對(duì)冷光源(熱輻射小)◆點(diǎn)亮速度快（時(shí)間常數(shù)為10-7～10-9S）◆避免疑似點(diǎn)燈效應(yīng)◆體積小◆多種色彩◆耐震性特佳（全固體封裝，不易破損）◆單色性佳（發(fā)光波長(zhǎng)穩(wěn)定）◆綠色無(wú)污染第四部分LED分類及結(jié)構(gòu)

A.直插式LED：（Ｌightemittingdiode）

按外形尺寸分：3mm、5mm、8mm、10mm等等按發(fā)光顏色分：紅色、綠、藍(lán)、黃、橙、黃綠、白色、紫色、紅外線、紫外線等按膠體顏色分：無(wú)色透明、有色透明、有色散射、無(wú)色散射（深淺根據(jù)配比調(diào)節(jié)）色彩分類：?jiǎn)紊?、雙色、全彩（三色）第四部分LED分類及結(jié)構(gòu)Ｃ、食人魚（Fluxled）１．食人魚產(chǎn)品主要是頂部LENS的不同種類而改變：２．頂部珠子分為：Φ3mm、Φ5mm、平頭與微凸產(chǎn)品。３．為改變角度的大小，頂部珠子的高低也不同：比如3mm的珠子高度有1.35、1.5、1.9mm的.４．顏色種類如插件LED齊全。

第四部分LED分類及結(jié)構(gòu)D、大功率LED（Powerled）

1.大功率有1w、3w、5w、10w等等不同種類2.目前流程大大功率有鋁基板樣式的、仿luminous、SMD樣式的。3.透鏡有酒杯狀的、平頭的、透鏡的4.直流與交流驅(qū)動(dòng)第四部分LED分類及結(jié)構(gòu)E、數(shù)碼管LED（Display）數(shù)碼管的種類比較繁多:單位、雙位、三位、四位、多位、以及客戶要求定做的各種產(chǎn)品。

F、點(diǎn)陣（Dotmatrixdisplay）

外形和數(shù)碼管不同，但性能等相關(guān)規(guī)格差別不大。圖5.1：LED產(chǎn)業(yè)分工圖LampDotMatrix基座基座基座晶粒固焊封裝Display基座(Diffusion)(上游

)(中游

)(下游

)Epistar(晶元)、Cree、Formosa(璨圓)Nichia(日亞)、Toyoda(豐田)、Etc……

Epistar(晶元)、Cree、Formosa(璨圓)、Nichia(日亞)Toyoda(豐田)、Agilent

Nichia(日亞)、Toyoda(豐田)、Cree、Rohm(羅姆）、

OsramEverlight(億光)、Seoul(首爾)Edison(愛迪森)等第六部分LED的發(fā)展低壓

節(jié)能燈（18W）白熾燈(白光燈)（40W）鹵素?zé)簦?0w）YellowFiltered1965197019751980198519901995200020051001010.1GaAsPRedCaPRedGaPGreenGaAsPRed/YellowAlGaAsSHRed

AlGaAsDHRed

AlGaAsDDHRed

AlGaInP-ASRed/Orange/Yellow

AlGaInP-TSRed/Orange/Yellow

ShapeAlGaInP-TSRed/Orange/Yellow

Performance（Lumens/Watt）

●Best

DeviceInGaNGreenYellowBlueNitrideSiCBlueRedFilteredEdison’sFirstLightBulb第七部分LED的四大流程固晶焊線封膠測(cè)試流程晶片,支架,銀膠物料固晶機(jī)設(shè)備金線焊線機(jī)膠水灌膠機(jī),烤箱/分光機(jī)(裝帶機(jī))第八部分白光LED技術(shù)8.2白光LED制程方法第八部分白光LED技術(shù)8.3白光LED制程方法第八部分白光LED技術(shù)8.3白光LED制程方法9.1波長(zhǎng)(Wavelength)?光是一種電磁波?波長(zhǎng)決定光的顏色

?可見光的波段從紫光(約380nm)到紅光(780nm)?不可見光的波長(zhǎng)*紅外線長(zhǎng)于780nm*紫外線短于380nm?(λd)用來(lái)表示光的顏色可見光380-780nm紫外線100-380nm紅外線780-1,000,000nm23456789234567891001,000波長(zhǎng)

λ1,0000(納米nm)x-射線微波第九部分LED的參數(shù)9.1波長(zhǎng)(Wavelength)第九部分LED的參數(shù)9.2正向電壓VF(Forwardvoltage)通過發(fā)光二極管的正向電流為確定值時(shí)，在兩極間產(chǎn)生的電壓降。V9.3反向電流IR(Reversecurrent)加在發(fā)光二極管兩端的反向電壓為確定值時(shí)，流過發(fā)光二極管的電流。V第九部分LED的參數(shù)9.6CIEX－Y色度圖

因白光非單一色光,所以在測(cè)試時(shí),白光分色按右圖分X,Y值,而其它顏色光按波長(zhǎng)來(lái)分.

正白光其X/Y在0.30-0.31左右第九部分LED的參數(shù)9.7發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度空間分布圖（發(fā)光角度）Luminousdiagram

反映器件的發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度空間分布（單位：度），此參數(shù)受LED封裝外形影響較大。測(cè)試原理測(cè)試結(jié)果第九部分LED的參數(shù)

9.8色溫(Co1orTemperature)

單位：絕對(duì)溫度(Kelvin,K)一個(gè)光源之色溫被定義為與其具有相同光色之“標(biāo)準(zhǔn)黑體”本身之絕對(duì)溫度值，此溫度可以在色度圖上之普朗克軌跡上找到其對(duì)應(yīng)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)黑體之溫度越高,其輻射出之光線光譜中藍(lán)色成份越多,紅色成份也就相對(duì)的越少。以發(fā)出光色為暖白色之普通白熱燈泡為例，其色溫為2700K，而晝光色日光燈之色溫為6000K。CIEDiagram注：一般白光色溫2700-3500K為暖白

4000-5500K為白偏黃

6000-10000K為冷白第九部分LED的參數(shù)

9.9色溫與顯示指數(shù)第十部分LED的特性10.1LED理想的I-V曲線圖施加正向電壓時(shí)施加反向電壓時(shí)第十部分LED的特性10.2LED電性參數(shù)圖正向電流反向電壓反向電流正向電壓第十部分LED的特性10.3

電性不良對(duì)LED的影響Vf1偏低：激發(fā)層有缺陷，通常Iv也低，壽命勘憂；Vf1偏高：外加電阻越高，通常歐姆接觸不良造成，Vf2也高；Vf2偏低：若Vf1正常，則無(wú)大礙；

Vf2偏高：歐姆接觸不良造成，會(huì)造成耗電，若定電流驅(qū)動(dòng)，

會(huì)引起電流過低，導(dǎo)致亮度不亮；

Vr偏低：同Vf1偏低。

正常的L-I曲線第十部分LED的特性10.4

Vf2與溫度的關(guān)系第十部分LED的特性10.5

亮度與溫度的關(guān)系第十部分LED的特性10.6

波長(zhǎng)與溫度的關(guān)系11.1車載用燈

汽車的內(nèi)部照明顯示雖不像外部信號(hào)燈那樣受到政府有關(guān)部門的控制，但汽車的制造者對(duì)LED的顏色及照度有要求。GaPLED早已用于車內(nèi)，超高亮度AlGaInP和InGaNLED由于在顏色和照度上可滿足制造者的要求，因而將更多的取代車內(nèi)白熾燈。下圖表示了LED在汽車上的應(yīng)用：第十一部分LED的應(yīng)用11.2交通信號(hào)指示：

用超高亮度LED取代白熾燈，用于交通信號(hào)燈、警示燈、標(biāo)志燈現(xiàn)已遍及世界各地，市場(chǎng)廣闊，需求量增長(zhǎng)很快。采用超高亮度LED取代白熾燈后，其耗電量?jī)H為原來(lái)的12%。第十一部分LED的應(yīng)用11.3屏幕顯示大屏幕顯示是超高亮度LED應(yīng)用的另一巨大市場(chǎng)，包括：圖形、文字、數(shù)字的單色、雙色和全色顯示。第十一部分LED的應(yīng)用11.4液晶顯示(LCD)的背照明

采用LED作為背照明的液晶顯示器可用于移動(dòng)電話、筆記本電腦，隨著小型液晶顯示器在節(jié)電型通信產(chǎn)品中的廣泛使用，將會(huì)對(duì)超高亮度LED有更大的需求。第十一部分LED的應(yīng)用11.5固體照燈、室內(nèi)照明

LED固體照明燈的功耗只占白熾燈的10%－20%，白熾燈的壽命一般不超過2000小時(shí)，而LED燈的壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí)。這種體積小、重量輕、方向性好、節(jié)能、壽命長(zhǎng)、耐各種惡劣條件的固體光源必將對(duì)傳統(tǒng)的光源市場(chǎng)造成沖擊。第十一部分LED的應(yīng)用11.6建筑裝飾業(yè)由于LED具有省電、環(huán)保、多種色彩等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在燈飾行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。第十一部分LED的應(yīng)用1.LED焊接條件

（1）烙鐵焊接：烙鐵（最高30W）尖端溫度不超過300℃；焊接時(shí)間不超過3秒；焊接位置至少離膠體2毫米。

（2）浸焊：浸焊最高溫度260℃；浸焊時(shí)間不超過5秒；浸焊位置至少離膠體2毫米。2.引腳成形方法（1）必需離膠體2毫米才能折彎支架。（2）支架成形必須用夾具或由專業(yè)人員來(lái)完成。（3）支架成形必須在焊接前完成。（4）支架成形需保證引腳和間距與線路板上一致。第十二部分LED使用注意事項(xiàng)3.LED安裝方法（1）注意各類器件外線的排列，以防極性裝錯(cuò)。器件不可與發(fā)熱組件靠得太近，工作條件不要超過其規(guī)定的極限。（2）務(wù)必不要在引腳變形的情況下安裝LED。（3）當(dāng)決定在孔中安裝時(shí)，計(jì)算好面孔及線路板上孔距的尺寸和公差以免支架受過度的壓力。（4）安裝LED時(shí)，建意用導(dǎo)套定位。（5）在焊接溫度回到正常以前，必須避免使LED受到任何的震動(dòng)或外