完整版LED基础知识及外延工艺44页PPT

LED灯基础知识
一、什么是LED灯
• LED是英文light emitting diode的缩写,即：光线激发二极 管,属于一种半导体元器件.发光二极管的核心部分是由p型 半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体 之间有一个过渡层,称为p-n结.在某些半导体材料的PN结 中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能 量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能.PN结 加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光.这种利用注入 式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED.当 它处于正向工作状态时<即两端加上正向电压>,电流从 LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同 颜色的光线,光的强弱与电流有关.打个比方,LED就像一个 汉堡,可以发光的材料是夹层中的"肉饼",而上下的电极就是 夹肉的面包.
• 11.发光效率高：发热小,90%的电能转化为可见光〔普通 白炽灯80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为光能〕
二、LED光源的优点
• 12.安全系数高：所需电压、电流较小,发热较小,不产生安 全隐患,于矿场等危险场所.〔LED使用低压直流电即可驱 动,对使用环境要求较低〕
• 13.市场潜力大：低压、直流供电,电池、太阳能供电,于边 远山区及野外照明等缺电、少电场所.
• 2.按发光二极管的结构分：有全环氧包封、金属底座环氧 封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构.
四、LED的分类
• 3.按发光管出光面特征分：圆灯、方灯、矩形、面发光管、 侧向管、表面安装用微型管等.圆形灯按直径分为φ2mm、 φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等.国外通 常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1 〔3/4〕；把φ4.4mm的记作T-1〔1/4〕.

完整版LED基础知识及外延工艺
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 —Байду номын сангаас左

43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己基础知识及外延 工艺
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国

• 顏色：改變電流可以變色，發光二極體方便地通過化學 修飾方法， 調整材料的能帶結構和帶隙，實現紅黃綠蘭橙多色發光。如小電流時 為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變為橙色，黃色，最後 為綠色 • 回應時間：其白熾燈的回應時間為毫秒級，LED燈的回應時間為納 秒級
1秒=1000毫秒(ms) 1秒=1,000,000 微秒(μs) 1秒=1,000,000,000 纳秒(ns) 1秒=1,000,000,000,000 皮秒(ps) 以刹车灯和方向指示灯管为例，假设车辆时速为125公里/小时，即35米/ 秒时，白炽灯的热启动时间约为250毫秒，而反应迅速的LED可提早约8米 距离发出刹车警告，从而有效避免汽车相撞，指示灯也是如此。
白光LED技術概況
• 1993年GaN(氮化镓)系藍光LED被開發出來，白光LED才成為 實際可行的產品。 • 所謂白光是多種顏色混合而成的光，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) • 白光LED開發基礎在於藍光技術，目前在藍光LED技術方面以日 亞化學領先。 • 對于一般照明而言，人們更需要白光LED開發成功，1998年白 光LED開發成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG） 封裝在一起做成，GaN芯片發藍光（波長=465nm），高溫燒 結制成的YAG熒光粉受藍光激發后發黃光，峰值550nm,藍光基 片安裝在碗型的發射腔中，覆蓋由YAG的樹枝薄層，藍光部分被 YAG吸收，另一部分與YAG發出的黃光混合得到白光。現在對 于InGaN/YAG的白光LED,我們可以通過改變YAG熒光粉的化 學組成，和調節熒光粉層的厚度來得到色溫在3500K-10000K 的各色白光。
二. LED發光原理
在电压的作用下N-Type中的电子向P-Type移

支架
散热基板
LED的支撑部件，通常由金属制成，具有良 好的导热性和导电性，能够将芯片产生的 热量传递出去。
用于将LED芯片产生的热量传导至外部，提 高散热效率，保证LED的稳定运行。
LED封装流程
固晶
将LED芯片固定在支 架上，通过银胶等导 电胶进行连接。
焊线
将芯片的电极与支架 的电极进行连接，通 常采用金线焊接的方 式。
LED未来发展趋势与展望
高效节能
01
随着全球能源危机和环保意识的提高，高效节能的LED照明产品
将更加受到市场青睐。
个性化定制
02
随着消费者需求的多样化，LED照明产品将更加注重个性化定制
和差异化竞争。
智能化发展
03
结合物联网、人工智能等技术，实现LED产品的智能化和远程控
制，提高用户体验和价值。
THANKS
感谢观看
表面贴装封装
将LED芯片粘贴在PCB板或其他基板 上，具有体积小、易贴片等优点。
功率型封装
适用于高功率、大电流的应用场景， 具有散热性能好、可靠性高等特点。
集成式封装
将多个LED芯片集成在一个封装内， 可以实现多色发光或多路亮度调节等 功能。
05
LED性能参数与测试
LED的光电参数
发光波长
LED的发光波长是决定其颜色和光谱特性的重要参数，不 同应用场景需要不同波长的LED。
发光亮度
发光亮度决定了LED的视觉效果和照明强度，是评价LED 性能的重要指标。
发光效率
发光效率是指LED将电能转化为光能的效率，是评价LED 性能的重要参数。
LED的热学参数
01
02
03
结温

λ2
Pλ1Pλ2 = ∫ Pλdλ
λ1
(1 )
Pλ是一个相对的分布函数。光谱分布的两个主要参数是它的峰值波长和光谱带
宽。
（1） 峰值波长λp
峰值波长λp 是指光谱强度最大处的波长, 它可以由光谱图很容易地确定。图
<3>是 CaN 绿色 LED 的光谱曲线, 由曲线可见, 其峰值波长是 505 称为法向光强。
发光强度的单位是坎德拉（cd）, 一单位立体角内发出一流明的光称为一坎德拉。
坎德拉是一个光源在给定方向上的发光强度。
（3）半值角
在发光强度分布图形中，发光强度等于最大强度一半构成的角度称为半值角。如图
<5>所示。图中，沿 LED 法向为机械轴方向，最大发光强度方向为光轴方向，机械轴与
假定某辐射体发出的光线是波长为λ的单色光,该辐射体单位时间内所辐射的
能量就是辐射通量 Pλ, 由该量中能为人眼所感觉的那部分称为光通量 Fλ, 它表
示单位时间内流出光能的大小, 单位是流明（lm）。
Pλ与 Fλ之间的关系可用下式表示：
Fλ= KλPλ= V（λ）KmPλ
（10）
式中，Kλ表示波长为λ的辐射通量每瓦可以产生多少流明的光通量，即同一波长
半导体发光二极管基本知识和工艺
导言
自从 60 年代初期 GaAsP 红色发光器件小批量出现进而十年后大批量生产以来，发 光二极管新材料取得很大进展。最早发展包括用 GaAs1-xPx 制成的同质结器件，以及 GaP 掺锌氧对的红色器件，GaAs1-xPx 掺氮的红、橙、黄器件，GaP 掺氮的黄绿器件等等。到了 80 年代中期出现了 GaAlAs 发光二极管，由于 GaAlAs 材料为直接带材料，且具有高发光 效率的双异质结结构，使 LED 的发展达到一个新的阶段。这些 GaAlAs 发光材料使 LED 的发光效率可与白炽灯相媲美，到了 1990 年，Hewlett-Packard 公司和东芝公司分别提 出了一种以 AlGaIn 材料为基础的新型发光二极管。由于 AlGaIn 在光谱的红到黄绿部分 均可得到很高的发光效率，使 LED 的应用得到大大发展，这些应用包括汽车灯（如尾灯 和转弯灯等），户外可变信号，高速公路资料信号，户外大屏幕显示以及交通信号灯。近 几年来，由于 CaN 材料制造技术的迅速进步，使蓝、绿、白 LED 的产业化成为现实，而 且由于芯片亮度的不断提高和价格的不断下降，使得蓝、绿、白 LED 在显示、照明等领 域得到越来越广泛的应用。

1.封装胶是什么
封装胶是指可以将晶片进行密封、包封或灌封的胶水，灌封后可以起到防水、 防潮、防震、防尘、散热、密封等作用。 封装胶主要包括环氧类封装胶、有机硅类封装胶。常见的为硅胶、硅树脂和 环氧树脂。
硅胶
硅树脂
环氧树脂
三、物料介绍—封装胶
2.封装胶的常规特性
特性
类型
常规应用
外观
固化条件
硬度
折射率
三、物料介绍—荧光粉
3.荧光粉的作用及参数 蓝色芯片激发荧光粉可使LED光源发白光。
荧光粉的主要参数为色坐标、粒径分布、激发光谱、发射光谱。 荧光粉的性能直接影响白光LED的亮度、色坐标、色温及显色性等。
三、物料介绍—荧光粉
4.荧光粉的搭配物料
抗沉淀粉：用于防荧光粉沉淀，改善色度参数一致性，提升良率。 扩散粉：增加光的散射和透射，改善发光角度、强度及产品外观。 色剂：改变外观。
三、物料介绍—固晶胶
2.固晶胶种类
系列
外观
主要用途和特性
常规应用
环氧系列 白胶
1.主要用于固定芯片；2.良好的粘接力， 双电极芯片，对光衰要求
散热性能较差，不导电。
不高的机种
硅系列白 胶
环氧系列 银胶
1.主要用于固定芯片；2.散热性能较好， 双电极芯片尺寸为5*8mil
不导电。
以上光衰要求的机种
1.主要用于固定芯片和导通电流；2.有良 好的导电性能和散热性能。
发光强度：LED发光强度(I)指光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义 为光源在该方向的发光强度，单位坎德拉，即cd。
发光角度：又称功率角度，通常我们使用半功率角度，即50%发光强度的角度记 做发光角度。
一、专业术语—色度参数

LED灯具噪音过大或闪烁频率过快
检查LED灯具的驱动电源是否正常，如有问题可以更换合适的驱动电 源或联系厂家进行维修或更换。
LED灯具维护保养
05
策略
定期检查项目清单
01
02
03
04
外观检查
检查灯具是否有损坏、变形或 松动现象。
电源线检查
检查电源线是否老化、破损或 无积 尘或杂物影响散热效果。
02
03
早期阶段
20世纪60年代，LED诞生 ，但发光效率低，主要用 于指示灯等。
发展阶段
90年代后，随着技术进步 ，LED发光效率提高，开 始应用于照明领域。
成熟阶段
近年来，LED照明技术不 断成熟，产品种类丰富， 应用领域广泛。
LED灯具应用领域
室内照明
家庭、办公室、商场、 酒店等室内场所的照明
了解LED灯具的质量和品牌
避免选购误区
优质的LED灯具可以提供更好的照明效果和 更长的使用寿命，选择知名品牌和质量有 保障的产品。
不要只看价格忽视质量，不要盲目追求高功 率而忽视光效和舒适度，不要忽视灯具的散 热性能和安全性。
安装前准备工作和步骤详解
确认安装位置和用途
根据实际需求选择合适的安装位置和 用途，如室内照明、室外照明、装饰 照明等。
市场需求持续增长
随着全球照明市场的不断扩大和消费者 对节能环保照明的需求增加，LED灯具
市场前景广阔。
智能化、个性化成为趋势
未来LED灯具将更加注重智能化和个 性化的设计和应用，满足不同消费者
的需求。
技术创新推动产业升级
技术创新将不断推动LED灯具产业的 升级和发展，提高产品的竞争力和附 加值。
绿色环保理念深入人心

由于发光二极管具有最大正向电流IFm、最 大反向电压VRm的限制，使用时，应保证不超过 此值。为安全起见，实际电流IF应在0.6IFm以下。
LED被广泛用于种电子仪器和电子设备中，
可作为电源指示灯、电平指示或微光源之用。红
外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器中
。
精选课件ppt
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1．普通发光二极管的检测
显示屏市场是led的主要应用市场全彩显示屏增势强劲以手机应用为主的小尺寸背光源市场放缓中大尺寸特别是7寸背光源将成为新的关注点室内装饰灯市场逐步启动交通灯臵换高峰期即将过去市场进入平稳增长期奥运会世博会带动景观照明市场快速发展2007年市场增速达到高峰景观照明市场主要以街道广场等公共场所装饰照明为主推动力量主要来自于政府
• V-I特性：发光二极管的电压与电流的关系可用图 4表示。 在正向电压正小于某一值(叫阈值)时，电 流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电 流随电压迅速增加，发光。由V-I曲线可以得出发 光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。 正向的发光管反向漏电流IR
精选课件ppt
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五、LED的分类
精选课件ppt
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九、LED安装使用注意事项
1. 使用电流 a) 由于LED具有随着电压稍加而电流迅速增加之特性； b) 过高的电流会引起LED灯的烧毁或亮度的衰减； c) 在使用时应加一个电阻与LED灯串联，起到限流作用； d) LED应在相同的电流条件下工作，一般建议通LED的电
流为15~19mA。
为相对发光强度(即发光强度与最大发光强
度的之比)。显然，法线方向上的相对发光
强度为1，离开法线方向的角度越大，相对
发光强度越小。由此图可以得到半值角或
视角值。