LED基础知识课件

1、LED 基础知识 1Innovative Technology 2012-12-252LED主要发展示意图2012-12-25-族元素32012-12-25LED工作原理52012-12-25LED基本结构及图像符号62012-12-25射線X射線遠紫外線近紫外線可見光線中紫外線近紅外線中紅外線遠紅外線10-3nm1nm10nm100nm280nm315nm380nm780nm1000nm1.5m5m100m1mm極超短波紫外線區紅外線區短波長長波長白色光分成七色光譜稜鏡化學線(由日照產生化學線作用引起)光(人眼所見電磁波範圍)接近光性質有大熱能電波熱線(熱能也稱為熱波)光的种类2012-12

2、-25常用各个颜色LED的峰值波长82012-12-25LED响应时间102012-12-25LED光谱特性12在LED谱线峰值两侧，存在发光强度等于峰值一半的两点，这两点之间的宽度叫光谱半宽度（谱线宽度或半高宽度），用表示，单位为nm；是LED的单色性参数表示光谱纯度2012-12-25LED光输出与温度特性曲线14PN结温增高10使发光主波长发生偏移约1nm ,这是测量LED结温的原理方法之一,但目前不实用.2012-12-25LED 封裝形式依外型分類插件式,Lamp type ( DIP)表面黏著式 SMDTOP LEDSide LED152012-12-25封装的目的將半導體晶片封裝

3、程可以供商業使用之電子元件保護晶片防禦輻射, 水氣, 氧氣, 以及外力破壞提高元件之可靠度改善/提升晶片性能提供晶片散熱機構設計各式封裝形式, 提供不同之產品應用 162012-12-25LED 封裝製程固晶 (die attached)烘烤 (epoxy curing)打線 (wire bonding)成型 (molding)分割 (singluration)測試 (testing)分類 (sorting)172012-12-25白光 LED简介18所谓白光是多种颜色混合而成的光，以人类眼睛所能见的白光形式至少须两种光混合，如二波长光(蓝色光+黄色光)或三波长光(蓝色光+绿色光+红色光)，目

4、前已商品化的产品仅有二波长蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉，在未来较被看好的是三波长光，以无机紫外光晶片加R.G.B三基色荧光粉，此外有机单层三波长型白光LED也有成本低、制作容易的优点。预计三波长白光LED今年有商品化的机机会，未来应用在取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LCD背光源等市场，对白光LED的市场成长有很大的帮助自从出现发光二极管LED以来，人们一直在努力追求实现固体光源，随着发光二极管LED制造工艺的不断进步和新型材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发及应用，使发白色光的LED半导体固体光源性能不断完善并进入实用阶段。白光LED的出现，使高亮度LED应用领域跨足至高效率照明光源市场。曾经

5、有人指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后，最伟大的发明之一。2012-12-25白光 LEDRGB LED 混光Red LEDGreen LEDBlue LED基板202012-12-25白光 LED基板Blue LEDBlue LED 激發RG螢光粉212012-12-25白光 LED基板UV LEDUV LED 激發RGB螢光粉232012-12-25蓝光LED+YAG荧光粉（BY法）242012-12-25LED光电参数定义262012-12-25LED光电参数定义272012-12-25LED光电参数定义发光颜色，波长 （Color Hue Wavelength Spec

6、trum） 单位（nm) a. p:發光體或物體(經由反射或穿透)在分光儀上量得的能量 分佈,其峰值位置對應的波長,稱為p(peak). b. d :而d (dominant)是以人眼所見的可見光區(400-700), 決定發光體或物體的光線主要落在什麼波長. c. :(半波寬)2012-12-25光通量的单位:流明(lm)眼睛视网膜上的视觉细胞明视觉:锥体细胞 3cd/m2.暗视觉:杆体细胞0.003cd/m2.2012-12-25明视觉,中间视觉和暗视觉说明2012-12-251W功率555nm的黄绿光发出的光通量是:683lm.说明:对人的眼睛555nm的黄绿光最敏感.其它颜色的光线的敏

7、感度低于555nm的值.有V()曲线.2012-12-25相同的功率(W),不同的光源得到的光通量()是不同的: 400W高压钠灯54000lm-138lm/w 400W高压汞灯21600lm-54lm/w 400W金卤灯38000lm-95lm/w发光效率就能说明这个问题. 发光效率(luminous efficiency): 光源发出的光通量/光源的输入功率. 发光效能(luminous efficacy): 系统(光源+电器)发出的光通量/系统的输入功率.2012-12-25常见光源的光效: 白炽灯 10-12lm/w 卤钨灯 15-20lm/w 荧光灯-卤磷酸钙粉 50-70lm/w

8、-三基色粉 80104lm/w 高压汞灯 54lm/w 高压钠灯 70-120lm/w 金卤灯 60-90lm/w 陶瓷金卤灯 85-100lm/w LED(白) 60-90lm/w2012-12-25LED光电参数定义发光强度I：单位立体角中的光通量.单位(cd)1cd = 1lm/1sr立体角:包围空间一点的空间角度:2012-12-25LED光电参数定义照度E：被照面上单位面积S上接受的光通量.单位:勒克司(lx). E= /S.即 1lx=1lm/1m2eg:夏天的太阳下:80000-100000lx满月下:2lx办公室:500lx车间一般照明:150-300lx体育场(国际):垂直1

9、200lx居住小区最佳半柱面照度Esc:310lx362012-12-25LED光电参数定义发光角度（21/2 Viewing Angle）LED為指向性元件 表示發光強度50%時的角度LED亮度与角度成反比，亮度相同的兩顆LED, 21/2愈大則Iv愈小2012-12-25LED光电参数定义色温（Color Temperature)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（Black boby radiator)”本身之绝对温度值，以量化光源的光色表现。根据MaxPlanck(普朗克)的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度

10、亦随之改变；CIE色座标上的黑体曲线（Blackbodylocus）显示黑体由红橙红黄黄白白蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，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就越多，红色成份也就相对越少，反之，标准黑体之温度越低，其辐射出之光线光谱中的蓝色成份就越少，红色成份就越多。一个灯的光色可以简单的以色温来表示，以发出光色为暖白色之普通白炽灯泡为例，其色温为2700K，而一般日光灯之色温为6000K，光之色温主要可分成三大类：暖白色：3300K中间色：3300至6000K冷白色：6000K20

11、12-12-25标准黑体曲线（Blackbodylocus）2012-12-25显色指数Ra402012-12-25Ra的得来412012-12-25LED光电参数定义品管部422012-12-25色坐标43将颜色用数字表达出来，目的： 计算测量配色比较等。将颜色用数字表示的基础是： 1)颜色中有三个颜色：RGB是不能从其它颜色中混合出来的,称三种基色； 2)任何其它颜色C都可以用红(R)绿(G)蓝(B)三原色相加混合出来。 C=R+G+B2012-12-25白光LED色坐标的划分品管部442012-12-25LED应用简介45 由于超高亮度LED具有非常广泛的用途，特别是白光LED的出现，给

12、应用面带来更丰富的内容。目前国内有几百个单位在开发、生产超高亮度LED的各种应用，热点应用主要包括以下几个主要方面：亮化工程景观、装饰灯作为一种冷光源，LED照明灯具有绿色环保、节能、色彩绚丽等传统光源不可比拟的优点。目前， LED轮廓灯、LED护栏灯、LED灯带、LED灯泡等被广泛应用于桥梁、大厦广场、标志物、仿古建筑、招牌广告等轮廓勾勒以及立交桥护栏、危险路段、警戒标志及其高楼轮廓、庭院护栏等场所，对美化城市、塑造景观有重要作用白光照明：已开始从小功率白光LED灯用起，如安全照明灯、显微镜灯、白光背光源、手电筒、太阳能灯，特种白光照明等，并逐步向白光照明迈进，将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯

13、的最大潜力商品大、中、小屏幕显示器：各种广告牌、体育记分牌、金融和交通指示牌等，分为全色、三色、单色显示屏，全国共有100多个单位在开发生产，现已成立LED显示屏分会，2002年全国市场超过20亿元，几乎全部采用国产显示屏。交通信号灯：主要用超高亮度红、绿、黄色LED，因为采用LED信号灯既节能，可靠性又高，所以在全国范围内，交通信号灯正在逐步更新换代，而且推广的速度很快，市场需求量很大.汽车用灯：包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯、头灯等均在逐步采用LED显示。据报道，2001年全世界超高亮度LED在汽车上的用量占26%的份额，一部汽车可用LED

14、200只到300只背光源：主要是液晶LCD显示器上用的背光源，有白色和其他各种颜色，现阶段手机背光源用量非常大，一年要用35亿只LED。据报道，全世界2001年超高亮度LED在背光源上的用量占30%的份额。LED指示灯：广泛用于各种家电，仪器，设备之电源指示2012-12-25防水性能的定义IP（INGRESS PROTECTION）防护等级是由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。462012-12-25第一个数字表示防尘等级0 ：没有保护 1 ：防止大的固体侵入 2 ：防止中等大小的固体侵入 3 ：防止小固体进入侵入 4 ：防止物体大于 1mm 的固体进入 5 ：防止有害的粉尘堆积 6 ：完全防止粉尘进入 472012-12-25第二个数字表示防水等级0 ：没有保护 1 ：水滴滴入到外壳无影响 2 ：当外壳倾斜到 15 度时，水滴滴入到外壳无影响 3 ：水或雨水