LED教育训练教材课件

台表科光電部UnityOptoTechnologyCo.,Ltd.LED教材課程大綱

LED晶片發光原理—單色光LED發光原理—白色光LED封裝製程及發展趨勢LED封裝材料介紹LED產品規格解說照明上一些術語解釋Q&ALED的分類藍/綠/白短波長紅外光

紅/橙/黃長波長紅外光可見光不可見光LED波長450~780nm光波長850~1550nm850~950nm950~1550nmLED發光原理—單色光LED(LightingEmittingDiode)利用p型材質(電洞)及n型材質(電子)，通入順向電壓，電子與電洞於pn接面結合而產生光。III-VCompoundsBinary–2Elements(GaP,SiC)Ternary–3Elements(GaAsP,AlGaAs,InGaN)Quartenary–4Elements(AlInGaP)CompoundSemiconductorsGroupIIIGroupVBandGapTheoryEmissionofLightandWavelengthGeneratedLED各材料比較材料禁制帶寬度(eV)發光波長發光顏色GaAs1.35940接近紅外線GaP2.26700紅565綠555純綠GaAs1-xPx/GaAs590660紅GaAs1-xPx/GaP630紅610橙590黃Ga1-xAlxAs1.42~2.26660紅GaN3.39400藍、紫WavelengthSource:SIL2003PerformanceevolutionofLED白光的組成

色光的混合---加法混色AdditivecolormixingAdditiveprimaries：

R、G、B

Additivesecondaries：

M、

Y、C

W=R+G+B=M+Y+CComplimentaryhuesW=R+C=G+M=B+Y白光LED產品種類白光LED-SMD型-Leaded型二波長型三波長型單晶粒藍ZnSe+基板藍InGaN+YAG雙晶粒藍InGaN+黃綠琥GaP單晶粒多晶粒紫外光Chip+紅藍綠螢光體紅藍綠光1ChipLED紅藍綠光LED3Chip組成白光LED產品種類方式激發源發光元素與螢光材料發光原理單晶型藍色LEDInGaN/YAG黃色螢光粉以藍色光激發螢光粉(黃色發光)紫外光LEDInGaN/RGB三波長螢光粉以紫外光激發RGB螢光粉多晶型藍色LED黃綠色LED藍綠色LED橙色LEDInGaNGaPAlInGaP將互補的2色裝成一組藍色LED綠色LED紅色LEDInGaNAlInGaPAlGaAs將3原色裝成一組WhiteformBlueLED+PhosphorsWhiteformUVLED+RGBPhosphorsWhiteformRGBLEDsCdZnSe薄膜ZnSe基板White

lightSumitomoelectric1999年1月提出驅動電壓2.7V發光效率8lm/W壽命8000hrWhiteformZnSeMaterials

白光LED各種製造方式之優缺點比較

白光產生方式優點缺點單晶粒藍光LED+YAG單一晶粒產生白光，成本低，電子迴路設計簡單螢光粉使其發光效率低白色光不夠均勻演色性不佳螢光粉材料不易尋找紫外光LED

+螢光材料螢光粉材質容易尋找可使用轉換效率高於YAG的螢光材料，發光效率有提高空間演色性佳發光效率低封裝材料被紫外光照射易產生老化限於螢光粉塗佈，使白色光不夠均勻多晶粒紅、綠、藍三色光組合發光效率較高可動態調整色溫

演色性佳ColorGamut範圍大顏色自然三晶粒各別的電子迴路設計提高成本高近距離混色性不佳三原色LED發光效率不均ZnSe藍光LED+ZnSe基板單一晶粒產生成本低低驅動電壓(2.7V)不需使用螢光粉發光效率較GaN系50%壽命短，僅8,000小時DieAttachCuringWireBondEncapsulationCuringSingulationTestingTapingPackagingShippingLED封裝製程流程圖MountingBondingEncapsulationProcessFlowTrimming&FormingSingulation

A/BMachineEncapsulationMachineTrim&FormMachineTestMachineTapeMachineLED發展趨勢亮度&發光效率提昇針對手機/消費性電子產品更小,更亮針對車用/照明市場驅動電流更大,更亮LED亮度照明趨勢白光LED應用發展趨勢

資料來源：工研院IEK-ITIS計畫白光LED市場白光LED市場以彩色手機之螢幕背光源及手機附數位相機之閃光燈最為看好。白光LED目前以小尺寸LCD背光源為主，未來將朝大尺寸LCD挑戰CCFL照明替換市場為其後續看好的潛力市場市場主要競爭者與專利權之議題資料來源：白光LED發光題材下的LED產業；吳宛芳

HowtoreadLEDgeneralspecPackagetypeanddimensionOpticalandElectricalcharacteristicsAssemblymethodandmaximumratingLet’stakeMSL-508ZW-NasexamplePackagetypeanddimensionMSL-510SWV.S.Ncompany215TMSL-508SWV.S.Ncompany008LEDZener0.8mmOpticalandelectricalcharacteristicsBrightnessWavelengthColorcoordinateForwardVoltageOpticalcharacteristicsBrightnessSource:SIL2003WavelengthSource:SIL2003ColorCoordinateSource:SIL2003ForwardVoltageVILED’sVFZener’sVFVFCompare(UnityVSNcompany)RelationshipofForwardVoltageandDrivingCurrentWhiteLEDSpectrumRelativeIntensityChartViewAngle

AssemblymethodandmaximumratingIt’ssuitableforallSMTassemblymethods8-mmCarrierTapeDimensionTapingSpec:8-mmtapewith3500/reel,f180mm8-mmReelDimensionTapeSpecLeadProfileLeadFreeProfileMaximumRatingThermalresistance~50K/WInputpowerlimited~0.3W4~8lumensIf=70mAThedefinitionofimportantunitsLEDunitdefinition照明物理量1:光度（LuminousIntensity）:I光度，又稱為光強度，即光源明亮的的亮度，是測量其他光學物理量的基本國際單位，簡寫為I，單位為燭光（candela，簡寫為cd）

照明物理量2:光通量（LuminousFlux）F光通量又稱為光束，為光源單位時間內所發出的光之總能量，而以光束來模擬光能量之大小，簡寫為F，單位為流明（lumen）。一燭光的光源在距光源一呎的地方，一平方呎的球面內，所受到的光通量定義為一流明。或者一燭光的光源在單位立體角內所產生之總光通量定義為一流明。

照明物理量3:色溫度（colortemperature）

照明學上以光源所發出的光線顏色與黑體在某一絕對溫度下輻射出來的光線顏色相同時，便以黑體當時之溫度稱為光源之色溫度，而以絕對溫度K(Kelvin)來表示。白熾電燈泡的色溫為2700K，給人的感覺是溫暖；中午時刻北邊晴朗的天光接近6500K，明亮而開朗；不同色溫度之光源，在房間表現出來之感受均不同。居家照明夏天宜裝上6500K的光源；冬天換上2800-4000K的光源，創造舒適的生活空間最舒適的自然光5000-5500K照明物理量4:演色性（ColorRendering）

光源對於被照物顏色所呈現之效果稱為演色性，也就是物體在燈光下的顏色與在太陽光線下作比較，物體顏色的逼真程度。演色性越高，色彩越逼真。另一種定義法為物體其色彩與陰天晝光下所看見之色彩相同程度，稱為該光源之演色性但太陽光一天之中時時刻刻顏色效果均在改變，於