LED灯基本知识.ppt

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1、LED灯基本知识,LED灯基本知识讲义目录,什么是LED？ LED的主要特点 LED灯的主要形式及构成 LED灯的主要技术参数 LED灯的封装工艺 LED的主要应用 主要相关厂商介绍,LED灯基本知识讲义目录,什么是LED？ LED的主要特点 LED灯的主要形式及构成 LED灯的主要技术参数 LED灯的封装工艺 LED的主要应用 主要相关厂商介绍,什么是LED？,LED 是英文 light emitting diode(发光二极管)的缩写 LED是一种固态的半导体冷光源；它是利用半导体化合物材料制成PN结的光电器件。其基本的结构如下图所示,什么是LED？,发光原理：当PN结内的电子与空穴复合时

2、，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量以发射光子(电磁波)的形式释放出来，产生电致发光现象。发光颜色与构成其基底的材质元素有关。,什么是LED？,电光源是将电能转化为光能，用于各种场合的照明。按工作原理，电光源可以分为三大类：,与传统照明技术相比，LED的最大区别是结构和材料的不同。它是一种能够将电能转化为可见光的半导体，上下两层装有电极、中间有导电材料。它就像一块汉堡包，可以发光的材料是夹层中的肉饼，光的颜色根据材料性质的不同而有所变化。这种新型的固态照明必将带来人类照明领域的第三次革命。,热辐射光源：普通白炽灯、卤钨灯炮 气体放电光源：荧光灯、铀灯、汞灯、各类霓虹灯 固体光源：LED

3、,什么是LED？,LED技术的发展历程,半导体照明问世已有40多年，根据其发光强度及运其用途大致可以将LED 的发展分为三个阶段：,第一阶段：从1964 年LED 晶片的诞生，到1990 年左右。LED 只有红色，亮度还很低，仅为mcd级，因为其亮度不高，主要用做指示灯等对亮度要求不高的场合。因为需要，这些产品目前还有使用，就是我们现在见到的GaP，GaAlAs 材质的晶片。,什么是LED？,LED技术的发展历程,半导体照明问世已有40多年，根据其发光强度及运其用途大致可以将LED 的发展分为三个阶段：,第二阶段：从上世纪90年代到21世纪初，以AlGaInP四元红黄晶片及GaN蓝绿色晶片的出

4、现为标志，这样，可见光从380nm 到700nm全部可以生产，半导体发光二极管可以发出彩色光辉，虽然五色斑斓，却不能用于日常照明，只能在一些装饰等领域充当辅助光源的角色。随着亮度的不断提高，开始广泛运用户内外场合。,什么是LED？,LED技术的发展历程,半导体照明问世已有40多年，根据其发光强度及运其用途大致可以将LED 的发展分为三个阶段：,第三阶段：从本世纪初，以前以美国Lumileds 公司研制的1W的LUXEON为代表，他是LED发展的又一里程碑，大功率白光发光二极管正在逐步开始代替爱迪生发明的白炽灯泡，得以进入日常照明这一照明领域的主阵地。,LED灯基本知识讲义目录,什么是LED？

5、LED的主要特点 LED灯的主要形式及构成 LED灯的主要技术参数 LED灯的封装工艺 LED的主要应用 主要相关厂商介绍,LED的主要特点,光效率高：LED经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦，荧光灯50-70流明/瓦，钠灯90-140流明/瓦，大部分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到50-200流明/瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过虑可直接发出有色可见光。目前，世界各国均加紧提高LED光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高。,LED的主要特点,耗电量少：LED单管功率0.03-0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动

6、电压1.5-3.5伏，电流15-18毫安，反应速度快，可在高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯的十分之一。 寿命超长：采用电子光场辐射发光，灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED体积小、重量轻、环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和振动，不宜破碎。平均寿命达10万小时。,LED的主要特点,安全可靠：发热量低，无热辐射，冷光源，低电压，可以安全触摸；能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。 绿色环保：不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。废弃物可回收，没有污染。 适用性强：LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破

7、碎，光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护。,LED灯基本知识讲义目录,什么是LED？ LED的主要特点 LED灯的主要形式 LED灯的主要技术参数 LED灯的封装工艺 LED的主要应用 主要相关厂商介绍,LED灯的主要形式,按发光管发光颜色分,按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。 根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。,按发光管出光面特征分,按发光管出光面特征分正圆灯、椭圆灯、方灯、矩

8、形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。,LED灯的主要形式,按发光管结构分,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。,按发光强度和功率分,按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度100mcd）；把发光强度在100mcd间的叫高亮度发光二极管。 当功率超过1w时，称作高功率LED（High power LED)。,LED灯的主要形式,按封装形式分,插件LED（ LAMP LED）： 按胶体形状分：3mm、4mm、5mm、8mm、10mm、12mm、方形、椭圆形、墓碑形、还有一些特殊形状等等； 按胶体颜色分：无色透明、有色透明、有色散射、

9、无色散射等； 按颜色分：红色、橙色、黄色、黄绿色、绿色 、蓝绿色、蓝色、白色等等；,LED灯的主要形式,按封装形式分,插件LED,LED灯的主要形式,按封装形式分,插件LED,LED灯的主要形式,按封装形式分,插件LED,LED灯的主要形式,按封装形式分,表面贴装LED（ SMD LED）： 按形状大小分：0603、0805、1210、5060、1010等等，一般SMD都是菱形的，所以其叫法都是根据长*宽的尺寸来叫。,LED灯的主要形式,表面贴装LED（ SMD LED）：,按封装形式分,LED灯的主要形式,按封装形式分,食人鱼（Flux led） 是小功率产品，其驱动电流一般在50MA、一般

10、LED用的20MA，最高电流可以达到70mA，就是因为其散热比较好，一般用在汽车后尾灯。,LED灯的主要形式,点阵LED （Dot Matrix）,按封装形式分,按颜色分：单红，单绿，双基色，三基色等； 按孔的直径分：2.0、3.0、3.75、5.0等； 按点数分：5*7，8*8，16*16等,LED灯的主要形式,功率型封装LED（ HP LED）：,按封装形式分,LED灯基本知识讲义目录,什么是LED？ LED的主要特点 LED灯的主要形式 LED灯的主要技术参数 LED灯的封装工艺 LED的主要应用 主要相关厂商介绍,LED灯的主要技术参数,光通量： 光源在单位时间内发出的光量称为光源光通

11、量。其单位为流明 lm 。,发光强度 光源在给定方向上单位立体角内辐射的光通量。单位：坎德拉 cd,亮度,LED灯的主要技术参数,亮度 单位光源面积在法线方向上的发光强度，单位尼特 nit cd/m2,显示屏常用LED灯亮度,单位：mcd,亮度,LED灯的主要技术参数,视角：在不同的角度，LED灯的亮度是不同的。,LED灯的主要技术参数,视角：亮度为垂直方向的一半时的角度叫视角。,100%,50%,0,右视角,左视角,50,LED灯的主要技术参数,视角：常见规格书形式,LED灯的主要技术参数,视角：关于视角概念的常见问题,视角与可视角：不同的概念 视角与亮度：同等条件下，视角与亮度成反比关系。

12、 对显示屏来说，左右视角更为重要。 一般而言，显示屏的视角要大于灯的视角。 常见LED灯的视角,LED灯的主要技术参数,波长：,光是电磁波的一种。光的波长是以纳米为单位的也说是十亿分之一米。,波长在0.1mm-10nm之电磁波称为光。可见光的波长范围为380nm-760nm。波长在760nm-0.1mm的为红外线光，波长超过0.1mm的是电波，而波长在380nm-10nm的为紫外线光。波长小于10nm的是X线光。,LED灯的主要技术参数,波长,光的颜色是由它的波长决定的,LED显示屏常用芯片的发光颜色及对应波长范围： 红（RED）：R（610nm-640nm）、绿（GREEN）：G（正波长52

13、0-525）、蓝（BLUE）：B（正波长465-470）。,LED灯基本知识讲义目录,什么是LED？ LED的主要特点 LED灯的主要形式及构成 LED灯的主要技术参数 LED灯的封装工艺 LED的主要应用 主要相关厂商介绍,LED灯的封装工艺,环氧树脂透镜,绑定金线,反光杯,支架（阳极）,芯片,板,支架（阴极）,LED灯的结构,LED灯的封装工艺,工艺流程,LED灯的封装工艺,固晶作业,先在LED支架上点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。,LED灯的封装工艺,焊线作业,压焊的目的将电极引到LED芯片上，完成产品内外引线的连接工作。 压焊是LE

14、D封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝）拱丝形状，焊点形状，拉力。,LED灯的封装工艺,封装作业,模压封装 将压焊好的LED支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空，将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中，环氧顺着胶道进入各个LED成型槽中并固化。,LED灯的封装工艺,分光分色,通过分光机的红外线探测头测试，把led发光二极管、电压、亮度、漏电值、波长区别开来，在放入不同的料箱里从而使每个led的综合性能得到平均，以减少led性能不一至的机率。,LED灯的封装工艺,可靠性测试,LED灯基本知识讲义目录,什么是LED？ LED的主要特点 LED灯的

15、主要形式及构成 LED灯的主要技术参数 LED灯的封装工艺 LED的主要应用 主要相关厂商介绍,LED的主要应用,LED显示屏,LED显示屏是目前为止在LED应用中技术含量较高的一种应用。集光学、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体。在平板显示设备中，LED显示屏以其高亮度、任意拼接、环境适应性强等特性，独占一块相对稳定的市场空间。,LED的主要应用,LED灯饰,不以照明为主要目的的灯饰应用，包括建筑装饰、室内装饰、旅游景点装饰等，主要用于建筑、街道、商业中心、名胜古迹、桥梁、社区、庭院、草坪、家居、休闲娱乐场所的装饰照明，以及集装饰与广告为一体的商业照明、舞台照明等。,LED的主要应用

16、,LED白光照明,随着大功率白光LED产品技术瓶颈的解决，LED被逐渐引入到日常照明领域，并以其高效、节能、环保等特性，成为新型的照明光源。,LED的主要应用,汽车,主要用于车内的仪表盘、空调、音响等指示灯及内部阅读灯，车外的第三刹车灯、尾灯、转向灯、侧灯等，甚至运用于车前大灯。,LED的主要应用,背光源,LED作为背光源已普遍运用于手机、电脑、手持掌上电子产品及汽车、飞机仪表盘等众多领域。,LED的主要应用,交通灯,由于红、黄、绿光LED有亮度高、寿命长、省电等优点，在交通信号灯市场的需求大幅增加。,LED的主要应用,特殊工作照明和军事运用,由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好，以及热

17、辐射低、体积小、便于携带等特点，可广泛应用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特殊工作场所或恶劣工作环境之中。,LED的主要应用,LED产品应用进程,1996 1998 2000 2002 2004 2006,60 40 20 10,LED灯基本知识讲义目录,什么是LED？ LED的主要特点 LED灯的主要形式及构成 LED灯的主要技术参数 LED灯的封装工艺 LED的主要应用 主要相关厂商介绍,封 装,芯 片,主要相关厂商介绍,LED产业链,下游,中游,外 延,原料,单晶片,磊晶片,制作电极,晶粒切割,晶粒测试,固晶,打线,封胶,LED灯,应 用,显示屏,背光源,景观,照明,车灯,上游,主要相

18、关厂商介绍,LED芯片主要厂商,美国：科瑞 CREE、安华高 Avago、 Lumileds、 GeLcore,欧洲：欧司朗 Osram,日本：日亚化学 Nichia，丰田合成Toyoda，昭和电工SDK,韩国：首尔半导体、三星,国外LED芯片厂商,主要相关厂商介绍,LED芯片主要厂商,台湾LED芯片厂商,晶元光电（Epistar） 光磊（Opto tech） 鼎元(Tyntek) 广镓光电（Huga） 燦圆（ForEpi） 华上(Arima) 泰谷光电（Tekcore） 新世纪（Genesis Photonics）,厦门三安 上海蓝光（Epilight） 杭州士兰明芯（SL） 大连路美（LM

19、） 南昌欣磊 河北立德 深圳世纪晶源 深圳方大,大陆LED芯片厂商,主要相关厂商介绍,LED灯主要厂商,美国：科瑞 CREE、安华高 Avago、 Lumileds、 GeLcore,欧洲：欧司朗 Osram,日本：日亚化学 Nichia，丰田合成Toyoda，昭和电工SDK,韩国：首尔半导体、三星,国外厂商,主要相关厂商介绍,LED灯主要厂商,台湾厂商,主要相关厂商介绍,LED灯主要厂商,在中国大陆LED封装已经发展约了若干年，技术上跟国外的差距不是很大的，大陆的LED封装产品产量已经达到世界第一。LED目前的发展情况是小功率LED总量所占比重很大，但利润较前几年有了很大的降低，竞争加剧。大功率这两年发展势头强劲，发展速度相当快，技术水平提高明显。07年中国大陆LED封装产品大概达到820亿只，每年增长率大概为30%40%,产值达到168亿元。,大陆厂商,