LED照明简介（课堂PPT）

1、 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED发展LED封装形式LED发光原理LED的色彩LED与传统光源比较Bridgelux North China Senior FAE Mark 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED LED 发发 展展 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED材料发展史发光二极管于1968GaAsP红光LED首先被商业化,其光电转换效率仅约0.1 AlGaAs是最早被开发完成,并大量生产的高亮度LED,其能隙宽度恰好适合于

2、制作高亮度红光AlInGaP适合制作高亮度红,橘,黄及黄绿光LED,商业上以MOVPE磊晶法进行 InGaN材枓适合于高亮度深绿,蓝,紫及紫外光LED之使用日亚自1993年开始量产蓝光LED后,陆续推出蓝光,深绿光LED及紫外,白光等InGaN为基础之各式LED 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential早期LED外观形式 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential通讯业 : 手机被光源及按键光源,指示灯汽车业 : 第三煞车灯

3、,方向灯,尾灯,侧灯,车内 室内灯,阅读灯,仪表板背光源交通号志 : 红绿灯,行人号志灯,施工警示灯,车道分隔标示,跑道灯,讯息指示显示广告牌 : 全彩广告牌,车站,航空站,室内外显示广告牌照明业 : 庭园灯,造景灯,室内外商业，装饰照明红外线LED : 遥控器,无线传输,光纤通讯装饰品 : 圣诞灯,光棒,广告业 : Channel letter,灯箱等LED目前应用的范围 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridg

4、elux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLEDLED封装形式封装形式 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED的不同型态Cro

5、ss section view of 5mm LED 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED封装发展5mm Lamp Circa 1970 If = 30 mASuperFlux Circa 1992 If = 70 mALuxeon Circa 1997 If = 350 mA-+Cathode LeadLED ChipPC Board五大构成基本物料芯片：颜色、亮度支架：导热、热电、决定发光角度银胶（绝缘胶）：接着剂、导电金线：导电树脂：保护、聚光 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED

6、发光原理 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential利用p型材质(电洞)及n型材质(电子)，通入顺向电压，电子与电洞于pn接面结合而产生光 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED材料产生之波长范围0.80.60.40.2000.20.40.60.8WbGBGgBBPrPRPpPKPKOPKpRRrOyO520540560570580590600770 nmgYYGyGG450380470480CDEB10,0006,5004,8003,5002,856AO8610620 x - Color Coord

7、inatey - Color Coordinate650500490510530InGaN Color RangeAlGaAs Color RangeGaP Color RangeAlInGaP Color RangeYY 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLED的散热方式5 mm LampHeatLED ChipHeat負極Pin-+PCB 銅箔SuperFlux負極導片SlugLED Chip正極導片塑膠主體光學透鏡散熱源散熱源金屬負極負極LED ChipPC Board 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Conf

8、identialLED的色彩 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential色彩的座标CIE19310.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0400450500550600650700Wavelength (nm)Relative IntensityREDAMBERROYAL BLUEBLUECYANGREENDominant Wavelength: RED=629nmGREEN=530nmAMBER=590nmCYAN=505nmBLUE=470nmROYAL BLUE=455nm 2010 Bridgelux, Inc.Brid

9、gelux ConfidentialMixing of three colors (RGB)0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.90.00.10.20.30.40.50.60.70.8x coordinatey coordinate467 nm blue520 nm green627 nm red 1 lm red + 1 lm green + 1 lm blue4.6 lm red + 10 lm green + 1 lm blue 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential白光LED发光原理发出白光的方式主要可分成两种(见表二

10、)，一种是单晶型，这种方式与日光灯的发光方式一样，就是把蓝光加上黄色荧光粉或紫外光LED加上RGB三波长荧光粉来产生白光。另一种是多晶型，即利用互补的2色或把3原色做混光而形成白光。若采用多晶型的方式，基于不同LED的驱动电压、发光输出、温度特性及寿命各不相同，因此造成用此方法会有很多要控制的因素，也使得所产生的成本亦较高；若采用单晶型，则只要用一种元素即可，而且在驱动回路上的设计会较为容易，因此，可以发现目前多数厂商较倾向往单晶型的方式来做研发的方向 方式激发源发光元素与萤光材料发光原理单晶型*蓝色LEDInGaN/YAG黃色螢光粉以蓝色光激发萤光粉(黃色发光)*紫外光LEDInGaN/RG

11、B三波长萤光粉以紫外光激发RGB萤光粉(原理同萤光灯)多晶型蓝色LED黃绿色LED蓝绿色LED橙色LEDInGaNGaPAlInGaP將互补的2色装成一組*蓝色LED 绿色LED 红色LEDInGaNAlInGaPAlGaAs將3原色裝成一組 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential如何制造出白光如何制造出白光以R,G,B混出白光470 525 590 630 (nm)Blue PeakGreen PeakRed Peak蓝光晶片外部覆盖萤光粉470 525 590 630 (nm)Blue LED SpectrumPhosphor Emission

12、Combined SpectrumPhosphorBlue Chip 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential色温x coordinates00.10.20.30.40.50.60.70.80.900.10.20.30.40.50.60.70.8y coordinates480460500520540560600620640Blue DwarfStar20K-50KCIE Illuminant ENTSC White6500K冷白螢光燈冷白螢光燈5400K12V 鹵素燈鹵素燈 3000K家庭用的白幟燈家庭用的白幟燈 2800K12V 儀器用燈儀器用燈

13、 2500K暖白螢光燈 3000KM.P. Iron1810KM.P. 鎢鎢3700KM.P. Copper 1360KRed-hot Poker (1000K = 1340F)580Tc = 5500K Tc = 2200K 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux ConfidentialLEDLED与传统灯具光源比较

14、与传统灯具光源比较 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential照明史上革命性的突破进展白光LED的发明是自从愛迪生发明灯泡以來，照明史上最具革命性的突破进展 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential光源的相对尺寸TL8TL5SOXMHDFluorescentFluorescentLow Pressure SodiumMetal HalideHigh Pressure SodiumHigh Pressure SodiumHigh Pressure MercuryInduction FluorecentFluor

15、escentIncandescenceHalogenCeramicDischarge 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential系統效率系統效率: 傳統光源傳統光源 vs LED 2010 Bridgelux, Inc.Bridgelux Confidential半导体 (LED)照明的优势 vs. 传统光源超长寿命 (50-100K Hour