LED照明技术教学课件PPT.ppt

单元二LED技术 模块一LED的发展及产业分布模块二LED与OLED的基本知识模块三LED驱动技术模块四LED照明技术的应用 模块一LED的发展及产业分布一 LED发展史 1907年HenryJosephRound第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象 二十世纪20年代晚期BernhardGudden和RobertWichard在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的黄磷发光 1936年 GeorgeDestiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告 到70年代中期 磷化镓被使用作为发光光源 80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED的诞生 模块一LED的发展及产业分布一 LED发展史 90年代中期 出现了超亮度的氮化镓LED 随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓LED 我国也在2003年底紧急启动了 十五 国家科技攻关计划 半导体照明产业化技术开发 重大项目 简称国家半导体照明工程 使我国半导体照明工程进入实质性推进阶段 模块一LED的发展及产业分布二 LED的产业链分布及市场情况简介 一 LED产业链LED产业链大致可分为四部分 LED上游产业 LED中游产业 LED下游产业和配套产业 图2 1为LED产业链及代表公司 图2 1LED产业链及代表公司 模块一LED的发展及产业分布二 LED的产业链分布及市场情况简介 图2 2为LED产业链中上游 中游和下游产品制作过程和成品 图2 2LED产业链上游 中游和下游产品制作过程和成品 模块一LED的发展及产业分布二 LED的产业链分布及市场情况简介 二 LED市场情况简介LED行业具有比较长的产业链 每一领域的技术特征和资本特征差异很大 从上游到中游再到下游 行业进入门槛逐步降低 上游外延片具有典型的 双高 高技术 高资本 特点 中游芯片技术含量高 资本相对密集 下游封装在技术含量和资本投入上要低一些 而应用产品的技术含量和资本投入最低 从目前现状看 LED外延片 芯片已经形成以美国 亚洲 欧洲三大区域为主导的三足鼎立的全球市场布局 以美 德 日为产业代表 中国台湾地区 韩国紧随其后 中国大陆 马来西亚等积极跟进的梯队分布状况 图2 3为2008 2013年全球LED照明市场渗透率 模块一LED的发展及产业分布二 LED的产业链分布及市场情况简介 图2 32008 2013年全球LED照明市场渗透率 模块一LED的发展及产业分布三 LED应用场合 鉴于LED的自身优势 目前主要应用于通用照明 景观照明 背光源 显示屏和汽车照明等多个领域 下面简要介绍几种典型的应用 1 显示屏 交通讯号 2 汽车用灯 3 LED背光源 4 LED照明光源 5 其它应用2011年我国LED应用领域 如图2 4所示 模块一LED的发展及产业分布三 LED应用场合 图2 42011年我国LED产业应用领域分布 模块二LED与OLED的基本知识一 LED的基本知识 一 LED的发光原理LED是一种PN结器件 和一般的整流二极管一样 也具有二极管单向导电的特性 即具有整流特性 但它在外加正偏压的情况下 还会发出某种波长的光 把电能转换为光能 因而它是一种 电致发光 器件 在LED中我们利用的是PN结的发光特性 而不是它的整流特性 模块二LED与OLED的基本知识一 LED的基本知识 图2 7LED发光原理示意图 模块二LED与OLED的基本知识一 LED的基本知识 二 LED的结构LED是一块电致发光的半导体材料 它主要的部分是一个PN结管芯 主要由支架 银胶 晶片 金线 环氧树脂五种物料所组成 如图2 8所示 图2 8LED的基本结构示意图 模块二LED与OLED的基本知识一 LED的基本知识 三 LED的基本特征与分类1 LED的基本特征 1 工作寿命长 2 耗电低 3 响应时间快 4 LED体积小 重量轻 耐抗击 5 易于调光 调色 可控性大 6 绿色 光源 7 技术先进表2 2为LED与几种常见光源的性能比较 模块二LED与OLED的基本知识一 LED的基本知识 模块二LED与OLED的基本知识一 LED的基本知识 2 LED的分类 1 按发光管发光颜色分 2 按发光管出光面特征分 3 按发光强度角分布图来分 4 按发光二极管的结构分 5 按发光强度和工作电流分 6 按封装式样分 7 数码管 Display 8 点阵 LEDDotMatrix 模块二LED与OLED的基本知识一 LED的基本知识 四 白光LED对于一般照明而言 人们更需要白色的光源 白光由连续光谱组成 因此 不可能制出直接发出连续光谱的单只白光LED 白光LED的结构如图2 10所示 图2 11是一种白色LED和普通白炽灯发光光谱 模块二LED与OLED的基本知识一 LED的基本知识 图2 10白色的LED的结构示意图 图2 11一种白色LED和普通白炽灯发光光谱 模块二LED与OLED的基本知识一 LED的基本知识 五 LED的参数1 LED的极限参数2 LED电参数3 LED光学参数 1 光通量 2 光照度 3 发光强度 4 发光效率 5 LED的发光角度 模块二LED与OLED的基本知识二 OLED技术及其应用 OLED的原文是OrganicLightEmittingDisplay 中文为有机发光二极管 OLED同时又是有机发光二极管OrganicLightEmittingDiode的缩写 它与传统的LED是不同的 其原理是在两电极之间夹上有机发光层 当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发光 其组件结构比目前流行的TFTLCD简单 生产成本只有TFTLCD的三到四成左右 除了生产成本便宜之外 OLED还有许多优势 比如自身发光的特性 目前LCD都需要背光模块 在液晶后面加灯管 但OLED通电之后就会自己发光 可以省掉灯管的重量体积及耗电量 灯管耗电量几乎占整个液晶屏幕的一半 不仅让产品厚度只剩两厘米左右 操作电压更低到2至10伏特 加上OLED的反应时间 小于10ms 及色彩都比TFTLCD出色 更有可弯曲的特性 让它的应用范围极广 模块二LED与OLED的基本知识二 OLED技术及其应用 一 OLED的基本结构和发光原理无论是小分子OLED还是高分子PLED 都是利用一个薄而透明具有导电性质的铟锡氧化物 ITO 为阳极 如同三明治结构 有机发光材料层被阳极和金属阴极夹在中间 小分子OLED的有机薄层 发光层 为多层结构 分别是空穴传输层 发光层 电子传输层 在一定的电压驱动下 OLED的阴极产生的电子和阳极产生的空穴分别注入到发光层 对小分子OLED来说 电子和空穴先分别注入到电子和空穴传输层 再经过电子和空穴传输层迁移到发光层 在发光层中电子和空穴相遇而复合 由于发生能带跃变而发出可见光 辐射光可透过玻璃或塑料基板从ITO透明阳极一侧观察到 光亮的金属板阴极同时起反射镜的作用 发光层的材料成份的不同 所发出的光的颜色也就不同 因此通过选择不同的发光材料 可获得红 蓝 绿光 实现全彩色显示 模块二LED与OLED的基本知识二 OLED技术及其应用 二 OLED优点 1 结构和工艺简单 成本低 2 OLED具有视角宽 重量轻 携带方便 3 OLED的亮度高 发光效率高 色彩丰富 响应速度快 4 可实现柔软显示 5 使用温度范围广 低压驱动 功耗低 模块二LED与OLED的基本知识二 OLED技术及其应用 三 OLED产业现状及发展趋势按照所采用的有机发光材料的不同 OLED可区分为两种不同的技术类型 一是以有机染料和颜料等为发光材料的小分子基OLED 厂商以日 韩和中国台湾地区为主 这些亚洲厂商的一个优势和特点是大都具有LCD产业背景 如三星 三洋 索尼等 在产品开发和市场渠道方面具有相当的优势 二是以共轭高分子为发光材料的高分子基PLED 主要以欧美企业为主 包括飞利浦 杜邦 DuPont DowChemicals和西门子等大公司 模块三LED驱动技术一 LED驱动器 一 LED驱动器的要求 对输出功率与效率的要求涉及到LED正向电压范围 电流及LED的排列方式等 在多个LED并联使用时 要求各LED的电流相匹配 使亮度均匀 功耗低 静态电流小 并有关闭控制功能 有完善的保护电路 如低压锁存 过压保护 过热保护 输出开路或短路保护等功能 外围元件少 体积小 简便易用 对其他电路的干扰影响小等特点 模块三LED驱动技术一 LED驱动器 如图2 15为各类LED驱动芯片 图2 15各类LED驱动芯片 模块三LED驱动技术一 LED驱动器 二 LED驱动器的分类 1 按驱动方式分类 恒流式 恒压式 2 LED恒流驱动器按电路结构分类 常规变压器降压 电子变压器降压 电容降压 电阻降压 RCC降压式开关电源 PWM控制式开关电源 模块三LED驱动技术一 LED驱动器 三 LED驱动器的方案选择 阻限流电路 线性调节器 开关调节器 调光方式 模块三LED驱动技术一 LED驱动器 四 LED电源的驱动方法 低压驱动 过渡电压驱动 高压驱动 市电驱动 模块三LED驱动技术二 LED与驱动器的匹配 一 LED联接方式1 LED全部串联2 LED采用全部并联方式3 LED采用混联方式 模块三LED驱动技术二 LED与驱动器的匹配 二 LED显示驱动方式1 静态显示驱动静态显示驱动是指每一个LED灯分别对应一个独立的I O驱动口 LED工作与否由该I O驱动口来进行控制 相互之间没有干扰 如图2 23所示 模块三LED驱动技术二 LED与驱动器的匹配 a共阴连接静态显示b共阳连接静态显示图2 23静态显示 模块三LED驱动技术二 LED与驱动器的匹配 2 动态显示驱动与静态显示方法不同 动态LED显示的设计方法是将不同的LED模块的所有LED驱动端一对一地连接起来 其公共极 阴极或阳极 分别由不同的I O口来驱动 主要针对七段码和LED点阵模块 称其公共极为扫描线或地址线 不同的LED模块用不同的扫描线或地址来进行决定 模块三LED驱动技术三 LED驱动设计参考案例 1 LED手电筒驱动电路2 具有电流控制功能的开关模式升压变换器3 多功能手机屏幕的白光LED驱动器 模块四LED照明技术的应用一 LED照明技术及产品简介 1 LED照明技术简介LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具 LED技术始于上世纪五 六十年代 已经广泛应用于工业生产和家庭生活 例如电子表 数字式万用表 LED液显电视机 微机液晶显示器 交通信号灯等 应用实例举不胜举 现在科技人员研制出的大功率 照明光源系列产品通过鉴定 填补了国内此类产品的空白 并以此打开了局面 开始向产业化发展 模块四LED照明技术的应用一 LED照明技术及产品简介 LED照明技术具有以下特点 1 高效节能 2 超长寿命 3 光线健康 4 绿色环保 5 保护视力 6 光效率高 7 安全系数高 8 市场潜力大 模块四LED的发展及产业分布一 LED照明技术及产品简介 2 LED照明产品LED