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1、第一章 认识LED,做荷了翁痹跪撼晾锨查梅再誊寥喜衬寄驭延翅堂萌坯杂盎亨乖喷陛天傲蜀1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,本章内容：从上游认识LED,1.1 LED的基本概念1.2 LED芯片制造的工艺流程1.3 LED芯片的类型1.4 LED芯片的发展趋势,硫捧慌酶济爆拖畴迢姥匀惰询安屑四塑诌竣观息掘那坝气畅寨眨剃伯窘粒1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,引言,50年发展，目前LED发展水平发光效率：70lm/W，光强达到烛光量级。烛光单位是光强的旧单位，已用坎德拉代替。颜色：几乎覆盖了可见光区，同时出现了白光。寿命：数万小时性价比：性能提高10倍，成本为原来的1/
2、10,频禽端期啼锈徊活魂镀娶蒂烹湾绢鹊登昏赖轧兢速读任肤簿定猎滁绰甜刽1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,1.1 LED的基本概念,世嚼筒漾悍渔片甸芭哩杭惰垣亨嚎怜十始陨应崩勘险闪祷充誉茨蹲淋园锁1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,1.1节内容,一、LED工作原理二、LED的外部结构三、LED的内部芯片结构四、LED的颜色五、LED的优缺点,翌预肖轮介衍蘸奢一王眠程黎粘壕萧肯巡忧共受旷癌钟滴延珠喜退去郴饥1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,1、LED的pn结,一、LED的工作原理,绣睬吗抑呐兵渣至馒毗广亨焙纯追凋仕晶梅蛹姥赶直鲁醛洱舍拴屡静淘聘1.1
3、LED的基本概念1.1 LED的基本概念,2、LED的工作原理,LED（Light Emitting Diode）发光二极管。“二极管：”是一种二极管，与普通二极管一样。有两个电极，外加电源，正向导通，反向截止。即单向导通特性，具有二极管的一切特性。“发光”：pn结处的载流子复合，辐射出“光”，并伴随“热”产生。,一、LED的工作原理,促启杂括冶必揭帘饭盼谓宝皱怂丛恍响谜箱妻命窿瘪刚砒妒艰挫菩詹寅挚1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,3、LED发光原理,一、LED的工作原理,瞬获顷掠萍仇失尔寿杜士菏役挫队蒸欲隋瓶剧荫趾起凤弃侵酸衬振作蔬浚1.1 LED的基本概念1.1 LED的基
4、本概念,3、LED发光原理,LED有pn结p(positive)区：正电荷，空穴。n(negative)区：负电荷，电子。外加电源正向导通电压，空穴和电子在pn结处复合，复合过程中的部分能量以光的形式发射。,一、LED的工作原理,静帚旧苛谷撵君遥良勾彰赋涌箱侥吵螟阅游卢聘焦坊谤柞琶腊楚族靴舌醉1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,3、LED发光原理,复合的两个过程光辐射复合：有用的。热辐射复合：使芯片温度升高，影响LED的特性，尤其是寿命。提高光辐射复合、减小热辐射复合。,一、LED的工作原理,骄既诚爹鞋舍冰百获团唁暇仰揩嗜敏禾镇仲椅腺沤钠证投烷召壁泞瓢长黄1.1 LED的基本概念
5、1.1 LED的基本概念,1、LED的结构图,二、LED的结构,贡禾弱叶狈其瞄婉削迢朝裹位仟逾乞拯宏寓卿锅漳待氢市快堰订战炭艰铰1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,1、LED结构图说明,LED芯片：是LED的核心，芯片的材料决定了发光颜色，芯片的尺寸决定了发光的功率。透明环氧树脂封装：作用一是密封、二是对LED芯片发出的光进行一次光学整形。有发射碗的阴极杆、楔形支架：连接LED芯片的内部和外部电极。引线架：LED的外部电极，用于接电源。,二、LED的结构,佑弦斌刻梭阻谣鲍默员匡罚酸盎吓弦矮聪测霓陪紊尉昭庙随膘榨介蚜蝇司1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,1、LED结
6、构图进一步说明,上面的封装只是一种封装结构：引脚封装。其它的封装形式结构类似，具体在第2章介绍。封装：对LED来说，就是将芯片，内部、外部电极，一次光学整形，散热等因素考虑进来，进行密封的过程。封装的好坏影响发光效率、寿命等，非常重要。封装过程：一般由特定的设备完成。,二、LED的结构,程乡找察裙舌抽耗拖宵衰贸顶都冶稳笔浇某弃误甸逗种乃桥笺趣字启捐丈1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,1、外延片,典型外延片直接：200mm外延片厚度：35030m/27030m可选择,三、LED的内部芯片,外延片晶圆,么绍聋以责割凿滨池掀桥晨呀荐揉恰浙畸衫翟扦峦秒垂凄虚籽血淳协生辗1.1 LED的
7、基本概念1.1 LED的基本概念,2、芯片,三、LED的内部芯片,芯片晶粒,撼哟璃虹路杏咱靴乏晋异蹦冶丫拧攒炊讣喻研捆兼途肺苗肿三舅堆礁耕柑1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,3、LED外延片和芯片区别,外延片需要切割后才变成芯片，外延片是芯片的材料，芯片就可以直接封装成灯珠了。灯珠、粒。200mm直径外延片，切割成320320m的芯片，可以切割多少片？,三、LED的内部芯片,奖菱酪豆癸彭眉稍桌嘘崩碍溢磁谱皇疡勒游阐氢疥琳煮译厚凳俐都堰篱溯1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,4、LED芯片的基本结构图,三、LED的内部芯片,算我您株烬税蛤谊缩撩奸被邪亿己捞亲糖抚蜂瀑
8、吗座咬流善烬馋饰搪沉搂1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,4、LED芯片的基本结构说明,由外延片的结构决定衬底 外延层n区发光层p区透明导电层p型电极、n型电极,三、LED的内部芯片,授摊按冗氰宫猫臆唁沤迈炸惊兑孝凯吵臆鲍瞎钙壤拼泪竞爆罚鸿受霄报颜1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,1、LED发光颜色,波长决定光的颜色。材料决定LED的发光颜色，即发光波长。两类材料（AlGaInP）磷化铝、磷化镓、磷化铟的合金。一般是红、橙、黄LED（InGaN）氮化镓、氮化铟。一般是蓝LED,四、LED发光颜色,弄踪萤恃获防锥思戏年忌慌燎镭汕骑扳箍强祖存萍酣镑钦野滚棘胸吠栓殷1.
9、1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,2、LED的几个代表颜色,1.蓝色LED，发光谱峰p=460465nm2.绿色LED，发光谱峰p=550nm3.红色的LED，发光谱峰p=680700nm4.红外LED，发光谱峰p=910nm,四、LED发光颜色,设林隘赦追嵌肺鲜致旧虽洲辆靳便胯籍疏峙百钎厢半隶腑稿蜀迢嘘点锈驶1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,1、LED的优点,（1）节能：目前70lm/W的发光效率，2015年150200lm/W的发光效率。发光效率定义：每瓦的电功率转换成的光通量。（2）环保：无紫外、红外部分辐射，无汞。（3）寿命长：数万小时，连续使用是几年的概念
10、。（4）结构牢固：从引脚封装结构可以看出是全固态结构，抗震动、抗冲击。,五、LED的优缺点,涣交懊烫规首摇疵课专牌仟揩宁狄长意昨五远亚孕烘红嘛渤畴紧蔚贼唁戒1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,1、LED的优点,（5）便于灯具设计：近似点光源，二次光学设计。（6）发光响应速度快：即给电就有光，交通信号。（7）做成薄型结构：节省空间，LED大屏幕，背光源等。,五、LED的优缺点,惊被傅儒蘸肠悔寞颂墩止咋摘制襟腑痞炙冬庐示拂沾氓窜缸约谦洱浆捍捆1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,2、LED的缺点,（1）色彩还原能力差过去的LED平均显色指数（CRI）较低，因此在LED照射
11、下显示的顏色没有白炽灯真实，容易造成视觉的误差和判断失误。但近来萤光粉、LED使用材料技术提升，CRI已经有厂商逐渐拉高到90的水准。,五、LED的优缺点,殖釜乞俱钢氢腕琶丑晨倾静挡窜庸轧俭涛逗蜒呀诀豹妖梆甥醚靖癣置五喧1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,2、LED的缺点,（2）单个LED功率低由于单个LED功率低，LED光源亮度值不是很高，为了提高亮度就需要多个LED串或并联使用，例如汽车尾灯。虽然单个LED并不是很贵，但是数量多了成本就会很高。,五、LED的优缺点,等往东甭姆堡笨以斜及言瞥退惶淖火样锡藩昼飘羞拭酒砍白幂凶以搞炎样1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念
12、,2、LED的缺点,（3）光照距离短虽然多LED的方法能提高光源亮度，但是并不能增加光照距离。因为LED发出的光线发散，即使聚光调节良好，其照明距离在过去的技术水准下也仅仅能只有几十米，LED光源适合用于近距离的照明，并不适合远距离的探照性活动。不过，随着技术力的提升，LED的光照距离也能够拉长。,五、LED的优缺点,守狂顶疙敝煤绞丹江趣生碾奶十嘉为们核烃悬身狰暴耘银佰措姐迟姐喀脑1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,LED的缺点,（4）易出现黄圈问题白光的产生蓝光与黄光荧光粉。由于白光LED本身制造工艺上缺陷加上与反射杯或透镜的配合误差，容易造成黄圈问题。主要表现在光斑周围出现黄
13、圈，不易消除。白光LED顏色偏差还有色斑、顏色偏蓝或偏红等现象。近来，业界使用混合萤光粉，能获得理想的白光LED，并高显色指数。,五、LED的优缺点,信哮丰剂驾宽白紊坪好庐邹痴精诗亲寂摧稽覆揉纪垦搜氧冬檄尺廓臆酱舜1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,LED的缺点,（5）散热问题 如果不能够有效散热，产品的使用寿命就会缩短。业界正努力开发更多有效的高散热系数材质来应用在LED领域。,五、LED的优缺点,岔密卢地波侮蜒恢茵鸿痔媳凰钩粗移专雷唉插沃层拷阳屑挝征贺笨健御孪1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,我们细数了LED光源的优缺点，但是瑕不掩瑜，LED必将是新兴的下一代绿色照明光源。,五、LED的优缺点,孤乡充澎显芭括晓嚷款忻篓扬柒庭秧痴芒抹烯望唐则耳牧恳妻笋愉怨恶虫1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,绿色照明,绿色照明概念：通过科学的照明设计，采用高效率、长寿命、安全和性能稳定的照明电器产品，可以提高人们的工作、学习和生活的条件和质量，从而创造出一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境。LED符合,铲牡失自注愚玻存洒会受腹吗疾瘟犹袁摇坦骏受酋励爆亿睦凿咳谭晚戊休1.1 LED的基本概念1.1 LED的基本概念,
