LED基礎知識發光二極管(LightEmittingDiode)

目錄第一部分：LED簡介第二部分：LED與傳統燈泡的比較第三部分：LED的優點第四部分：LED分類及結構第五部分：LED的產業分工第六部分：LED的發展第七部分：LED的四大流程第九部分：白光LED技術第九部分：LED的參數第十部分：LED的特性第十一部分：LED的應用第十二部分LED使用注意事項第一部分LED簡介

1.什么是發光二極管

發光二極管英文全稱為LightEmittingDiode（簡稱LED），是一種新型的固態

光源，誕生于20世紀60年代。1923年，羅塞夫（Lossen.o.w）在研究半導體SiC時有雜質的P-N結中有光發射，研究出了發光二極管（LED：LightEmittingDiode），一直不受重視.隨著電子工業的快速發展，在60年代，顯示技術得到迅速發展LED才逐步受到人們的重視。傳統燈食人魚LED普通LED未來LED大功率LED第二部分：LED與傳統燈泡的比較

白熱的技術機理熱量放電放電固態LED電子/空穴復合光譜分布光效固有失效機理熱量15%40%＞50%●輻射●對流●傳導●輻射●對流●傳導內部反射第三部分：LED的優點◆壽命長（＞100，000Hrs）◆驅動電壓低（1.8～4.5V）◆耗電量少（40～100mW）◆相對冷光源(熱輻射小)◆點亮速度快（時間常數為10-7～10-9S）◆避免疑似點燈效應◆體積小◆多種色彩◆耐震性特佳（全固體封裝，不易破損）◆單色性佳（發光波長穩定）◆綠色無污染第四部分LED分類及結構

A.直插式LED：（Ｌightemittingdiode）

按外形尺寸分：3mm、5mm、8mm、10mm等等按發光顏色分：紅色、綠、藍、黃、橙、黃綠、白色、紫色、紅外線、紫外線等按膠體顏色分：無色透明、有色透明、有色散射、無色散射（深淺根據配比調節）色彩分類：單色、雙色、全彩（三色）第四部分LED分類及結構Ｃ、食人魚（Fluxled）１．食人魚產品主要是頂部LENS的不同種類而改變：２．頂部珠子分為：Φ3mm、Φ5mm、平頭與微凸產品。３．為改變角度的大小，頂部珠子的高低也不同：比如3mm的珠子高度有1.35、1.5、1.9mm的.４．顏色種類如插件LED齊全。

第四部分LED分類及結構D、大功率LED（Powerled）

1.大功率有1w、3w、5w、10w等等不同種類2.目前流程大大功率有鋁基板樣式的、仿luminous、SMD樣式的。3.透鏡有酒杯狀的、平頭的、透鏡的4.直流與交流驅動第四部分LED分類及結構E、數碼管LED（Display）數碼管的種類比較繁多:單位、雙位、三位、四位、多位、以及客戶要求定做的各種產品。

F、點陣（Dotmatrixdisplay）

外形和數碼管不同，但性能等相關規格差別不大。圖5.1：LED產業分工圖LampDotMatrix基座基座基座晶粒固焊封裝Display基座(Diffusion)(上游

)(中游

)(下游

)Epistar(晶元)、Cree、Formosa(璨圓)Nichia(日亞)、Toyoda(豐田)、Etc……

Epistar(晶元)、Cree、Formosa(璨圓)、Nichia(日亞)Toyoda(豐田)、Agilent

Nichia(日亞)、Toyoda(豐田)、Cree、Rohm(羅姆）、

OsramEverlight(億光)、Seoul(首爾)Edison(愛迪森)等第六部分LED的發展低壓

節能燈（18W）白熾燈(白光燈)（40W）鹵素燈（30w）YellowFiltered1965197019751980198519901995200020051001010.1GaAsPRedCaPRedGaPGreenGaAsPRed/YellowAlGaAsSHRed

AlGaAsDHRed

AlGaAsDDHRed

AlGaInP-ASRed/Orange/Yellow

AlGaInP-TSRed/Orange/Yellow

ShapeAlGaInP-TSRed/Orange/Yellow

Performance（Lumens/Watt）

●Best

DeviceInGaNGreenYellowBlueNitrideSiCBlueRedFilteredEdison’sFirstLightBulb第七部分LED的四大流程固晶焊線封膠測試流程晶片,支架,銀膠物料固晶機設備金線焊線機膠水灌膠機,烤箱/分光機(裝帶機)第八部分白光LED技術8.2白光LED制程方法第八部分白光LED技術8.3白光LED制程方法第八部分白光LED技術8.3白光LED制程方法9.1波長(Wavelength)?光是一種電磁波?波長決定光的顏色

?可見光的波段從紫光(約380nm)到紅光(780nm)?不可見光的波長*紅外線長于780nm*紫外線短于380nm?(λd)用來表示光的顏色可見光380-780nm紫外線100-380nm紅外線780-1,000,000nm23456789234567891001,000波長

λ1,0000(納米nm)x-射線微波第九部分LED的參數9.1波長(Wavelength)第九部分LED的參數9.2正向電壓VF(Forwardvoltage)通過發光二極管的正向電流為確定值時，在兩極間產生的電壓降。V9.3反向電流IR(Reversecurrent)加在發光二極管兩端的反向電壓為確定值時，流過發光二極管的電流。V第九部分LED的參數9.6CIEX－Y色度圖

因白光非單一色光,所以在測試時,白光分色按右圖分X,Y值,而其它顏色光按波長來分.

正白光其X/Y在0.30-0.31左右第九部分LED的參數9.7發光（或輻射）強度空間分布圖（發光角度）Luminousdiagram

反映器件的發光（或輻射）強度空間分布（單位：度），此參數受LED封裝外形影響較大。測試原理測試結果第九部分LED的參數

9.8色溫(Co1orTemperature)

單位：絕對溫度(Kelvin,K)一個光源之色溫被定義為與其具有相同光色之“標準黑體”本身之絕對溫度值，此溫度可以在色度圖上之普朗克軌跡上找到其對應點。標準黑體之溫度越高,其輻射出之光線光譜中藍色成份越多,紅色成份也就相對的越少。以發出光色為暖白色之普通白熱燈泡為例，其色溫為2700K，而晝光色日光燈之色溫為6000K。CIEDiagram注：一般白光色溫2700-3500K為暖白

4000-5500K為白偏黃

6000-10000K為冷白第九部分LED的參數

9.9色溫與顯示指數第十部分LED的特性10.1LED理想的I-V曲線圖施加正向電壓時施加反向電壓時第十部分LED的特性10.2LED電性參數圖正向電流反向電壓反向電流正向電壓第十部分LED的特性10.3

電性不良對LED的影響Vf1偏低：激發層有缺陷，通常Iv也低，壽命勘憂；Vf1偏高：外加電阻越高，通常歐姆接觸不良造成，Vf2也高；Vf2偏低：若Vf1正常，則無大礙；

Vf2偏高：歐姆接觸不良造成，會造成耗電，若定電流驅動，

會引起電流過低，導致亮度不亮；

Vr偏低：同Vf1偏低。

正常的L-I曲線第十部分LED的特性10.4

Vf2與溫度的關系第十部分LED的特性10.5

亮度與溫度的關系第十部分LED的特性10.6

波長與溫度的關系11.1車載用燈

汽車的內部照明顯示雖不像外部信號燈那樣受到政府有關部門的控制，但汽車的制造者對LED的顏色及照度有要求。GaPLED早已用于車內，超高亮度AlGaInP和InGaNLED由于在顏色和照度上可滿足制造者的要求，因而將更多的取代車內白熾燈。下圖表示了LED在汽車上的應用：第十一部分LED的應用11.2交通信號指示：

用超高亮度LED取代白熾燈，用于交通信號燈、警示燈、標志燈現已遍及世界各地，市場廣闊，需求量增長很快。采用超高亮度LED取代白熾燈后，其耗電量僅為原來的12%。第十一部分LED的應用11.3屏幕顯示大屏幕顯示是超高亮度LED應用的另一巨大市場，包括：圖形、文字、數字的單色、雙色和全色顯示。第十一部分LED的應用11.4液晶顯示(LCD)的背照明

采用LED作為背照明的液晶顯示器可用于移動電話、筆記本電腦，隨著小型液晶顯示器在節電型通信產品中的廣泛使用，將會對超高亮度LED有更大的需求。第十一部分LED的應用11.5固體照燈、室內照明

LED固體照明燈的功耗只占白熾燈的10%－20%，白熾燈的壽命一般不超過2000小時，而LED燈的壽命長達數萬小時。這種體積小、重量輕、方向性好、節能、壽命長、耐各種惡劣條件的固體光源必將對傳統的光源市場造成沖擊。第十一部分LED的應用11.6建筑裝飾業由于LED具有省電、環保、多種色彩等優點，近年來在燈飾行業的應用越來越普遍。第十一部分LED的應用1.LED焊接條件

（1）烙鐵焊接：烙鐵（最高30W）尖端溫度不超過300℃；焊接時間不超過3秒；焊接位置至少離膠體2毫米。

（2）浸焊：浸焊最高溫度260℃；浸焊時間不超過5秒；浸焊位置至少離膠體2毫米。2.引腳成形方法（1）必需離膠體2毫米才能折彎支架。（2）支架成形必須用夾具或由專業人員來完成。（3）支架成形必須在焊接前完成。（4）支架成形需保證引腳和間距與線路板上一致。第十二部分LED使用注意事項3.LED安裝方法（1）注意各類器件外線的排列，以防極性裝錯。器件不可與發熱組件靠得太近，工作條件不要超過其規定的極限。（2）務必不要在引腳變形的情況下安裝LED。（3）當決定在孔中安裝時，計算好面孔及線路板上孔距的尺寸和公差以免支架受過度的壓力。（4）安裝LED時，建意用導套定位。（5）在焊接溫度回到正常以前，必須避免使LED受到任何的震動或外