LED基础知识23041课件

LED基础知识发光二极管(LightEmittingDiode)

目录第一部分：LED简介第二部分：LED与传统灯泡的比较第三部分：LED的优点第四部分：LED分类及结构第五部分：LED的产业分工第六部分：LED的发展第七部分：LED的四大流程第九部分：白光LED技术第九部分：LED的参数第十部分：LED的特性第十一部分：LED的应用第十二部分LED使用注意事项第一部分LED简介

1.什么是发光二极管

发光二极管英文全称为LightEmittingDiode（简称LED），是一种新型的固态

光源，诞生于20世纪60年代。1923年，罗塞夫（Lossen.o.w）在研究半导体SiC时有杂质的P-N结中有光发射，研究出了发光二极管（LED：LightEmittingDiode），一直不受重视.随着电子工业的快速发展，在60年代，显示技术得到迅速发展LED才逐步受到人们的重视。传统灯食人鱼LED普通LED未来LED大功率LED第二部分：LED与传统灯泡的比较

白热的技术机理热量放电放电固态LED电子/空穴复合光谱分布光效固有失效机理热量15%40%＞50%●辐射●对流●传导●辐射●对流●传导内部反射第三部分：LED的优点◆寿命长（＞100，000Hrs）◆驱动电压低（1.8～4.5V）◆耗电量少（40～100mW）◆相对冷光源(熱輻射小)◆点亮速度快（时间常数为10-7～10-9S）◆避免疑似点灯效应◆体积小◆多种色彩◆耐震性特佳（全固体封装，不易破损）◆单色性佳（发光波长稳定）◆绿色无污染第四部分LED分类及结构

A.直插式LED：（Ｌightemittingdiode）

按外形尺寸分：3mm、5mm、8mm、10mm等等按发光颜色分：红色、绿、蓝、黄、橙、黄绿、白色、紫色、红外线、紫外线等按胶体颜色分：无色透明、有色透明、有色散射、无色散射（深浅根据配比调节）色彩分类：单色、双色、全彩（三色）第四部分LED分类及结构Ｃ、食人鱼（Fluxled）１．食人鱼产品主要是顶部LENS的不同种类而改变：２．顶部珠子分为：Φ3mm、Φ5mm、平头与微凸产品。３．为改变角度的大小，顶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．颜色种类如插件LED齐全。

第四部分LED分类及结构D、大功率LED（Powerled）

1.大功率有1w、3w、5w、10w等等不同种类2.目前流程大大功率有铝基板样式的、仿luminous、SMD样式的。3.透镜有酒杯状的、平头的、透镜的4.直流与交流驱动第四部分LED分类及结构E、数码管LED（Display）数码管的种类比较繁多:单位、双位、三位、四位、多位、以及客户要求定做的各种产品。

F、点阵（Dotmatrixdisplay）

外形和数码管不同，但性能等相关规格差别不大。图5.1：LED产业分工图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(璨圆)Nichia(日亚)、Toyoda(丰田)、Etc……

Epistar(晶元)、Cree、Formosa(璨圆)、Nichia(日亚)Toyoda(丰田)、Agilent

Nichia(日亚)、Toyoda(丰田)、Cree、Rohm(罗姆）、

OsramEverlight(亿光)、Seoul(首尔)Edison(爱迪森)等第六部分LED的发展低压

节能灯（18W）白炽灯(白光灯)（40W）鹵素灯（30w）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的四大流程固晶焊线封胶测试流程晶片,支架,银胶物料固晶机设备金线焊线机胶水灌胶机,烤箱/分光机(装带机)第八部分白光LED技术8.2白光LED制程方法第八部分白光LED技术8.3白光LED制程方法第八部分白光LED技术8.3白光LED制程方法9.1波长(Wavelength)‧光是一种电磁波‧波长决定光的颜色

‧可见光的波段从紫光(约380nm)到红光(780nm)‧不可见光的波长*红外线长于780nm*紫外线短于380nm‧(λd)用来表示光的颜色可見光380-780nm紫外线100-380nm紅外线780-1,000,000nm23456789234567891001,000波長

λ1,0000(纳米nm)x-射线微波第九部分LED的参数9.1波长(Wavelength)第九部分LED的参数9.2正向电压VF(Forwardvoltage)通过发光二极管的正向电流为确定值时，在两极间产生的电压降。V9.3反向电流IR(Reversecurrent)加在发光二极管两端的反向电压为确定值时，流过发光二极管的电流。V第九部分LED的参数9.6CIEX－Y色度图

因白光非单一色光,所以在测试时,白光分色按右图分X,Y值,而其它颜色光按波长来分.

正白光其X/Y在0.30-0.31左右第九部分LED的参数9.7发光（或辐射）强度空间分布图（发光角度）Luminousdiagram

反映器件的发光（或辐射）强度空间分布（单位：度），此参数受LED封装外形影响较大。测试原理测试结果第九部分LED的参数

9.8色温(Co1orTemperature)

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”本身之绝对温度值，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越多,红色成份也就相对的越少。以发出光色为暖白色之普通白热灯泡为例，其色温为2700K，而昼光色日光灯之色温为6000K。CIEDiagram注：一般白光色温2700-3500K为暖白

4000-5500K为白偏黄

6000-10000K为冷白第九部分LED的参数

9.9色温与显示指数第十部分LED的特性10.1LED理想的I-V曲线图施加正向电压时施加反向电压时第十部分LED的特性10.2LED电性参数图正向电流反向电压反向电流正向电压第十部分LED的特性10.3

电性不良对LED的影响Vf1偏低：激发层有缺陷，通常Iv也低，寿命勘忧；Vf1偏高：外加电阻越高，通常欧姆接触不良造成，Vf2也高；Vf2偏低：若Vf1正常，则无大碍；

Vf2偏高：欧姆接触不良造成，会造成耗电，若定电流驱动，

会引起电流过低，导致亮度不亮；

Vr偏低：同Vf1偏低。

正常的L-I曲线第十部分LED的特性10.4

Vf2与温度的关系第十部分LED的特性10.5

亮度与温度的关系第十部分LED的特性10.6

波长与温度的关系11.1车载用灯

汽车的内部照明显示虽不像外部信号灯那样受到政府有关部门的控制，但汽车的制造者对LED的颜色及照度有要求。GaPLED早已用于车内，超高亮度AlGaInP和InGaNLED由于在颜色和照度上可满足制造者的要求，因而将更多的取代车内白炽灯。下图表示了LED在汽车上的应用：第十一部分LED的应用11.2交通信号指示：

用超高亮度LED取代白炽灯，用于交通信号灯、警示灯、标志灯现已遍及世界各地，市场广阔，需求量增长很快。采用超高亮度LED取代白炽灯后，其耗电量仅为原来的12%。第十一部分LED的应用11.3屏幕显示大屏幕显示是超高亮度LED应用的另一巨大市场，包括：图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。第十一部分LED的应用11.4液晶显示(LCD)的背照明

采用LED作为背照明的液晶显示器可用于移动电话、笔记本电脑，随着小型液晶显示器在节电型通信产品中的广泛使用，将会对超高亮度LED有更大的需求。第十一部分LED的应用11.5固体照灯、室内照明

LED固体照明灯的功耗只占白炽灯的10%－20%，白炽灯的寿命一般不超过2000小时，而LED灯的寿命长达数万小时。这种体积小、重量轻、方向性好、节能、寿命长、耐各种恶劣条件的固体光源必将对传统的光源市场造成冲击。第十一部分LED的应用11.6建筑装饰业由于LED具有省电、环保、多种色彩等优点，近年来在灯饰行业的应用越来越普遍。第十一部分LED的应用1.LED焊接条件

（1）烙铁焊接：烙铁（最高30W）尖端温度不超过300℃；焊接时间不超过3秒；焊接位置至少离胶体2毫米。

（2）浸焊：浸焊最高温度260℃；浸焊时间不超过5秒；浸焊位置至少离胶体2毫米。2.引脚成形方法（1）必需离胶体2毫米才能折弯支架。（2）支架成形必须用夹具或由专业人员来完成。（3）支架成形必须在焊接前完成。（4）支架成形需保证引脚和间距与线路板上一致。第十二部分LED使用注意事项3.LED安装方法（1）注意各类器件外线的排列，以防极性装错。器件不可与发热组件靠得太近，工作条件不要超过其规定的极限。（2）务必不要在引脚变形的情况下安装LED。（3）当决定在孔中安装时，计算好面孔及线路板上孔距的尺寸和公差以免支架受过度的压力。（4）安装LED时，建意用导套定位。（5）在焊接温度回到正常以前，必须避免使LED受到任何的震动或外