白光LED专业知识和LED荧光粉基础知识培训教程

led芯片知识

LED芯片知识大了解 目录 一 LED芯片基本知识 (2) 1、LED芯片的概念 (2) 2、LED芯片的组成元素 (2) 3、LED芯片的分类 (2) 二 LED衬底材料 (4) 1、LED衬底材料的概念及作用 (4) 2、LED衬底材料的种类 (4) 三 LED外延片 (6) 1、LED外延片生长的概念 (6) 2、LED外延片衬底材料的种类 (6) 3、LED外延片的检测 (6)

一、LED芯片基本知识 1、LED芯片的概念 LED芯片是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的芯片,芯片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个芯片被环氧树脂封装起来。半导体芯片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N 结。当电流通过导线作用于这个芯片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。LED芯片为LED的主要原材料 ,LED主要依靠芯片来发光。 LED芯片是在外延片上的基础上经过下面一系列流 程,最终完成如右图的成品-芯片。 外延片→清洗→镀透明电极层透 (Indium Tin Oxide,ITO)→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→ 平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→ SiO2沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→ N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→ P极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→ 芯片→成品测试。图1 外延片成品示意图 2、LED芯片的组成元素 LED芯片的元素主要为III-V族元素,主要有砷(AS)、铝(AL)、镓(Ga、)铟(IN)、磷(P)、氮(N)、锶(Si)这几种元素中的若干种组成。 3、LED芯片的分类 1)按发光亮度分 A、一般亮度:R(红色GaAsP 655nm)、H ( 高红GaP 697nm )、G ( 绿色GaP 565nm )、 Y ( 黄色GaAsP/GaP 585nm )、E(桔色GaAsP/ GaP 635nm )等 B、高亮度:VG(较亮绿色GaP 565nm)、VY(较亮黄色 GaAsP/ GaP 585nm)、 SR(较亮红色GaA/AS 660nm); C、超高亮度:UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等 D、不可见光(红外线):R﹑SIR﹑VIR﹑HIR

LED荧光粉种类

LED荧光粉产业以及市场调研报告 1 LED荧光粉概述 LED荧光粉近几年的发展非常迅速,美国GE公司持有多项专利,国内也有一些专利报道。蓝光LED激发的黄色荧光粉基本上能满足目前白光LED产品的要求。但还需要进一步提高效率,降低粒度。最好能制备出直径3~4nm之间的球形的荧光粉。 20世纪90年代中期,日本日亚化学公司的Nakamura等人经过不懈努力,突破了制造蓝光发光二极管(LED)的关键技术,并由此开发出以荧光材料覆盖蓝光LED 产生白光光源的技术。半导体照明具有绿色环保、寿命超长、高效节能、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、工作电压低及安全性好的特点,因此被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电光源,或称为21世纪绿色光源。美国、日本及欧洲均注入大量人力和财力,设立专门的机构推动半导体照明技术的发展。 2 LED荧光粉的种类 2.1 YAG铝酸盐荧光粉(Y3Al5O12:Ce) 描述:淡黄色粉末,点涂于蓝光芯片,受蓝光芯片激发产生黄光。黄光与剩于蓝光合成白光。 优点:亮度高,发射峰宽,成本低,应用广泛,黄粉效果较好。 缺点:激发波段窄,光谱中缺乏红光的成分,显色指数不高,很难超过85,特别是低色温白光LED中,必须使用优质的红色荧光体 2.1.1 文摘1:YAG粉合成工艺

2.2 硅酸盐荧光粉 优点:激发波段宽,绿粉和橙粉较好。 缺点:发射峰窄,对湿度较敏感,缺乏好的红粉,不太耐高温,不适合做大功率LED,适合用在小功率LED。 2.2.1硅酸盐绿色荧光粉 传统的硫化物基质荧光粉在空气中化学稳定性差,容易被气化,亮度也低,在应用中受到很大的限制,现已逐步被替代;而铝酸盐体系具有 2.3 氮化物荧光粉 优点:激发波段宽,温度稳定性好,非常稳定.红粉、绿粉较好。 缺点:制造成本较高,发射峰较窄。 2.3.1 氮化物荧光粉的主要类型及制造 摘文1:LED氮化物荧光粉主要类型及制造

Led显示屏基础知识试题精编版

L e d显示屏基础知识试 题 公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

L e d显示屏基础知识试题(考试时间60分钟) 姓名: 一.选择题(共25分,每题5分) 1. LED显示屏单元板一般为()驱动。 A 40V直流 B 220V交流 C 5V直流 D 5V交流 2. LED显示屏的基本组成单元是()。 A LED像素 B 箱体 C led模组 D 电源 3. LED显示屏按照使用环境可以分为( )。 A 室内和室外,半室外屏 B 全彩和单双色 C 半户外单色 D 全彩户外显示屏 4. 常见的室外显示屏有哪些() A、P6,P10,P25,P31.25 B、P10,P12,P16,P20 C、P8,P10,P25,P31.25 D、P5,P6,P7.62,P10 5.常见的室内显示屏有哪些() A、P4,P5,P6,P8 B、P5,P7.62,P10,P25 C、P3,P10,P6,P20 D、P5,P8,P7.62,P12 二.填空题(共25分,每题5分) 1. P16的显示屏像素间距是,单元板分辨率是,单元板尺寸是 2. 显示屏的刷新频率是指: 3. LED显示屏白平衡一般按照的方式配比. 4. 室外P20全彩显示屏的像素密度是点/㎡。 5. 显示屏用led灯常见的封装有,,, 三.问答题 1.列举常见led芯片厂家.(10分)

2. led显示屏常见的一些应用场合有哪些( 10分) 3. led显示屏的报价都有哪几方面每一方面又包含哪些内容(10分) 4. 假如现在有一个客户要做一块儿户外显示屏,需要明确了解客户哪些需求(20 分)

LED荧光粉

在制作白光LED的方法中,有两种方法都与荧光粉有关,因此在制作白光LED时,必须对荧光粉进行仔细研究。 荧光粉是一个非常关键的材料,它的性能直接影响白光LED的亮度、色坐标、色温及显色性等。 因而开发具有良好发光特性的荧光粉是得到高亮度、高发光效率、高显色性白光LED的关键所在。 所谓荧光粉是指那些可以吸收能量(这些所吸收的能量包括电磁波(含可见光、X射线、紫外线)、电子束或离子束、热、化学反应等),再经由能量转换后放出可见光的物质,也称之为荧光体或夜光粉。 目前发光材料的发光机理基本是用能带理论进行解释的。不论采用那一种形式的发光,都包含了: ?激发; ?能量传递; ?发光; 三个过程 一、激发与发光过程 ?激发过程: 发光体中可激系统(发光中心、基质和激子等)吸收能量以后,从基态跃迁到较高能量状态的过程称为激发过程。 ?发光过程: 受激系统从激发态跃回基态,而把激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程,称为发光过程。 一般有三种激发和发光过程 1. 发光中心直接激发与发光 (1). 自发发光 过程1:发光中心吸收能量后,电子从发光中心的基态A跃迁到激发态G 过程2:当电子从激发态G回到基态A,激发时吸收的一部分能量以光辐射的形式发射出来的过程。 发光只在发光中心内部进行。 (2). 受迫发光 若发光中心激发后,电子不能 从激发态G直接回到基态A(禁戒的跃迁),而是先经过亚稳态M(过程2),然后通过热激发从亚稳态M跃迁回激发态G(过程3),最后回到基态A(过程4)发射出光子

的过程,成为受迫发光。 受迫发光的余辉时间比自发发光长,发光衰减和温度有关。 2. 基质激发发光 基质吸收了能量以后, 电子从价带激发到导带 (过程1); 在价带中留下空穴,通 过热平衡过程,导带中的电子很快降到导带底(过程2); 价带中的空穴很快上升到价带顶(过程2’), 然后被发光中俘获(过程3’), 导带底部的电子又可 以经过三个过程产生发光。 (1). 直接落入发光中心激发 态的发光 导带底的电子直接落入发光中心的激发态G(过程3),然后又跃迁回基态A,与发光中上的空穴复合发光(过程4)

LED基础知识培训教材

大功率产品知识培训 一、我司灯具型号常规命名规则: 公司品牌(WM)—灯具系列代码+灯具尺寸+灯具光源颜色—灯具全部LED颗数 +PC罩颜色(备注:灯具尺寸表示灯具总长度或直径,单位为毫米。PC罩为透明用“T”表示, PC罩为乳白用“L”表示) 例如:大功率线形洗墙灯型号为 WM—T1200RGB—36 型号分解为:‘WM’代表公司品牌,‘T’代表此款灯具为T型洗灯,‘1200’代表此款灯具的总长度为1200毫米,“RGB”代表灯具的颜色为红绿蓝变色,‘36’代表灯具LED的总颗数为36颗。 二、我司灯具的分类 我司生产的灯具按单颗LED的额定功率分为:小功率灯具(单颗<1W)和大功率灯具(单颗≥1W) 按LED的封装分为:贴片LED灯具、直插LED灯具(食人鱼灯具) 按灯具使用效果分为:轮郭灯、数字管灯、线条灯/灯串灯、点光灯(点光源)、投光灯、泛光灯、射灯、显示屏等 按灯具的使用场所分为:洗墙灯、水底灯、喷泉灯、地面灯、墙角灯、插地灯、商照灯(天花灯、导轨灯)、路灯等 按灯具的结构形状分为:线形灯、点状灯、方形灯、带状灯 三、我司大功率灯具常用材料基本差数 1常用材料名词解释 (1)铝合金 以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰,次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。

铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。 铝合金分两大类:铸造铝合金,在铸态下使用(我司灯具使用的类型);变形铝合金,能承受压力加工,力学性能高于铸态。可加工成各种形态、规格的铝合金材。 (2)钢化玻璃 钢化玻璃(Tempered glass/Reinforced glass) 属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃,为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法,在玻璃表面形成压应力,玻璃承受外力时首先抵消表层应力,从而提高了承载能力,增强玻璃自身抗风压性,寒暑性,冲击性等。 优点 钢化玻璃的主要优点有两条: 第一是强度较之普通玻璃提高数倍,抗弯强度是普通玻璃的3~5倍,抗冲击强度是普通玻璃5~10倍,提高强度的同时亦提高了安全性。 第二是使用安全,其承载能力增大改善了易碎性质,即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片,对人体的伤害极大地降低了. 钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有2~3倍的提高,一般可承受150LC以上的温差变化,对防止热炸裂有明显的效果 缺点 钢化玻璃的缺点: 1 钢化后的玻璃不能再进行切割,和加工,只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状,再进行钢化处理。

led荧光粉

LED荧光粉是制造白色LED的必须材料。 首先,我们要了解白色LED的发光原理。白色LED芯片是不存在的。我们见到的白色LED 一般是蓝光芯片激发黄色荧光粉发出白色光的。好比:蓝色涂料和黄色涂料混在一起就变成了白色。 其次,不同波长的LED蓝光芯片需要配合不同波长的黄色荧光粉能够最大化的发出白光。 所以说,LED荧光粉是制造白色LED必须的东西(白色LED也有另外几种发光方式,但是市面上白色LED95%都是蓝光芯片激发黄色荧光粉的原理)。 黑体(热力学) 任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体。 所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)。显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上)。黑体辐射情况只与其温度有关,与组成材料无关. 基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff),在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。按照基尔霍夫辐射定律,在一定温度下,黑体必然是辐射本领最大的物体,可叫作完全辐射体。用公式表达如下: Er =α*Eo Er——物体在单位面积和单位时间内发射出来的辐射能; α——该物体对辐射能的吸收系数; Eo——等价于黑体在相同温度下发射的能量,它是常数。 普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布,在一定温度下,单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为 B(λ,T)=2hc2 /λ5 ·1/exp(hc/λRT)-1 B(λ,T)—黑体的光谱辐射亮度(W,m-2 ,Sr-1 ,μm-1 ) λ—辐射波长(μm) T—黑体绝对温度(K、T=t+273k) C—光速(2.998×108 m·s-1 ) h—普朗克常数,6.626×10-34 J·S K—波尔兹曼常数(Bolfzmann),1.380×10-23 J·K-1 基本物理常数 由图2.2可以看出: ①在一定温度下,黑体的谱辐射亮度存在一个极值,这个极值的位置与温度有关,这就是维恩位移定律(Wien) λm T=2.898×103 (μm·K) λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm) T—黑体的绝对温度(K) 根据维恩定律,我们可以估算,当T~6000K时,λm ~0.48μm(绿色)。这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处。 当T~300K,λm~9.6μm,这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处。 ②在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度,不论这个波长是

LED灯珠的基础知识

LED灯珠常识 什么是LED: LED是英文light emittingdiode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,加上合适的电 压就能正常发光。 LED光源的特点: 1.电压:LED使用低压电源,供电电压在1.8-3.6V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。 2.效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 3.稳定性:理论上可以点亮10万小时。 4.光衰:随着科技的进步,光衰越来越小。现在普通LED灯在一千小时以内的光衰已经可以真正控制在5%以内,即使超过一千小时以后,光衰也很小。 5.环保:无辐射,无污染,真真正正的环保材料。出口时LED产品一般免检 LED芯片的尺寸常识: 按外形分类,芯片一般分为圆片和方片。其中圆片相对较低档,性能不够稳定,我司一般不采用圆片生产的LED;方片一般以尺寸大小来衡量,比如12mil (1 mil=0.0254平方毫米)。一般来说,同一品牌的芯片,芯片尺寸越大,亮度越高。我司最常采用的LED灯珠,红光和黄光一般在9~12mil,白,蓝,绿光一般都在12~14mil,这也是市面上最常用的芯片,如果用更大的芯片,亮度虽然可以提高不少,但是芯片价格大幅度提高,这就是为什么大尺寸芯片很少有人采用的原因。 LED灯珠常识 LED的颜色常识:LED灯珠常识 LED的不同颜色是由其不同波长的芯片决定的,比如,红光芯片一般波长是620~630nm (纳米),绿光芯片一般波长是527nm,蓝光芯片的一般波长是470nm, 黄光芯片的一般波长是585nm,白光LED用的也是蓝光芯片,只是在蓝光芯片上加上适量的的荧光粉就发出白光了。 LED灯珠常识 LED的分类:LED灯珠常识 按功率大小分:可分为小功率,大功率(行业上一般把0.5W以上的灯叫做大功率灯)按外形分:可分为直插式DIP和贴片式SMD 草帽LED又可以按灯头的尺寸细分为F3(灯头的直径是3mm),F5(灯头的直径是5mm);或按灯头的形状细分为无边,薄边,厚边,圆头;按灯头透明与否可分为透明,雾状。。。。。。。更多细分方法不尽列举,以上所列仅以我司经常采用为依据。 食人鱼LED同样可以按灯头的尺寸分为F3,F5,按灯头的形状分为圆头(即最常见的食人鱼灯),平头(这种形头很特殊,其发光角度接近180度,一般用在需要散光的场合)。 LED灯珠常识 LED灯珠常识 小功率贴片式LED按外形尺寸可以分为0805,1206,3020,3528,5050或5060(5050与5060

LED基础知识培训-外延、芯片_图文(精)

LED基础知识培训-外延、芯片王立 2009-3-16 Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation 内容提要 1 2 3 4 LED器件基础知识 LED器件基础知识 LED材料生长 LED材料生长 LED芯片制造芯片制造高效率LED芯片设计芯片设计高效率 Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation LED器件基础知识 1、半导体发光的概念发光是物体内部以某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程。发光是一种非平衡辐射。区分各种非平衡辐射的宏观光学参量是辐射期间—去掉激发后辐射还可延续的时间。发光的辐射期间在10-11秒以上。 Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation LED器件基础知识半导体发光的不同形态粉末发光。薄膜发光。结型发光。通常所说的半导体发光是指结型发光——器件的核心在于p-n结。半导体照明技术是结型电致发光和粉末光致发光的结合。 Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation LED器件基础知识 2、半导体发光的研究历史 1907 ! Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation LED器件基础知识 1923, O.W. Lossev of Russia reported electroluminescent light emission in silicon carbide crystals. 1937, F. Destriau of France reported (field-excited electroluminescence of zinc sulfide powders. 1939 – 1944 World War II 1951 – Solid State Lighting potential resurfaced when a team of researchers led by Kurt Lehovec started to investigate the electroluminescent potential of silicon carbide. 1962 – Nick Holonyak Jr, working at General Electric, gave the first practical demonstration of LEDs. 1968 – HP Labs develops the first commercially available light-emitting diode. GE, Bell Labs make the same claim. LEDs were first invented in England, Korea and China as well, depending upon who you talk to. …… 1994 –高亮度蓝光LED实现产业化,半

LED基础知识教学内容

一.16s,8s和4s主要区别: 1、扫描方式不一样; 2、亮度不一样(16s小于8s小于4s); 3、价格不一样,或者理解为使用的驱动IC数量不一样(同一型号16s低于8s 低于4s) 目前市场上的显示屏大致可分为静态扫描和动态扫描两种方式!静态扫描又分为静态实像素和静态虚拟!动态扫描也分为动态实像和动态虚拟``分别有2 扫,4扫,8扫,16扫`` 举列说明:一个常用的全彩模组:像素为16*8 (2R1G1B)MBI5026 驱动,模组总共使用的灯是:16*8*(2+1+1)=512 ,MBI5026 为16位芯片!(1)512/16=32,如果是32 个MBI5026芯片,这块板子是静态虚拟(2)如果板子上两个红灯串连,用24个MBI5026芯片,是静态实像素。(3)12个MBI5026芯片,动态2扫实像素 (4)16个MBI5026芯片,动态2扫虚拟 (5)8个MBI5026芯片,动态4扫虚拟 (6)6个MBI5026芯片,动态4扫实像素 二.LED 的基本术语VF、IV、WL、IR 解释及光通量换算关系 V代表电压。 F代表正向。 I代表电流。 R代表反向。

WL代表波长。 故:VF代表正向电压,一般小功率led红、黄、橙、黄绿的vf是1.8-2.4v,纯绿、蓝、白的vf是3.0-3.6v。IF是正向电流,一般小功率led的IF都是20mA。IR是反向电流, 一般是在5v的反向电压下面测量,分小于10uA(微安),小于5uA和0uA 几个档次。WL是光的波长,可见光分别有各自的波长,不同的波长对应不同的颜色,如红光一般是615-650nm(纳米),蓝光一般是450-475nm。白光由于是蓝色芯片+荧光粉调制而成,所以无波长,以色温来衡量(3000k以下偏黄。3000k-7000k正白,7000k以上偏蓝)。 LED的Vf值是什么意思?它的大小对LED有什么影响? vf是正向电压的意思,但是不一定正向电压越大,正向电流越大。你看只要是小功率led的承认书上面都会有一个vf值,有一个If值,不管vf值是多大,(红、黄、黄绿、橙一般为1.8v-2.4v,白、蓝、翠绿一般为3.0v-3.6v)。If 都是20mA。这两者是相辅相成的。比如2颗白光,一颗是3.0v,20mA,一颗是3.4v,20mA,意思就是说第一颗灯,你给它3.0v的电压,流过它的电流就是正常额定电流20mA,但是第二颗灯,你要给它3.4v的电压,流过它的电流才是20mA。在这里Vf和If没有成正比;但是一颗黄灯和一颗白灯比,比如黄灯的电压是2.0v,白灯的电压是3.3v,这颗黄灯在2.0v的电压下和这颗白灯在3.3v的电压下流过它们的电流是一样的,都是20mA,在这里Vf和If并不成正比。所以只有是专指同一颗灯的情况下Vf和If才是绝对成正比的。你在使用的时候不管Vf是多大,只要控制流过所有灯的电流为20mA就ok了

LED荧光粉种类详述

作者:陈登铭 LED照明商用化的快速发展,预计将会加大白光LED荧光粉的市场需求,在各界持续投入荧光粉的研发能量之下,目前已发展出的三大主流白光LED荧光粉,将可望因应不同应用,满足对于性能的多样性与严苛度的要求。 为控制全球温室气体排放,节约地球有限的能源资源,近年来各国制定能源政策同时,无不竞相提出“节能减碳”计划,其中白炽灯已为澳洲、欧盟以及美国加州等陆续宣布淘汰的照明设施。发光二极管(LED)具有发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、以及体积小等优点,目前全球白光LED照明产业持续蓬勃发展,尤其在手机面板背光源、照明以及汽车产业的应用更有无穷潜力。近年来,国内外多家面板厂商已将白光LED导入作为笔记本电脑液晶显示器背光源,取代使用汞的传统冷阴极荧光灯管。从解决环保及能源问题观点而言,白炽灯泡向来存在低能源效率与发热问题;至于含汞荧光灯,则存在汞污染的缺点,为此LED照明无疑将成为全球照明大厂全力以赴的目标。虽然白光LED使用于民生照明还存在诸多问题亟待解决,然可预见的将来,在制造成本逐渐降低、照明应用领域陆续开发之下,未来10年内,白光LED预期将成为极具潜力的照明商品。自1993年日本日亚化学成功开发出全球第一个商业化以氮化铟镓(InGaN)为材质的蓝、紫光LED之后,更加速以白光LED作为照明新世代的来临。日亚化学更在1996年发表InGaN/Y3Al5O12:Ce3+(简称YAG:Ce)荧光粉的单芯片白光LED,自此全球热烈展开白光LED相关技术研发的竞逐。日亚化学已在2007年内量产发光效率达每瓦150流明的白光LED,该公司同时表示第一阶段将先量产顺向电流20毫安的产品,此项LED发光效率堪称目前全球业界最高纪录。目前市场上白光LED 生产技术主要分为两大主流,第一为利用荧光粉将蓝光LED或紫外UV-LED所产生的蓝光或紫外光分别转换为双波长(Dichromatic)或三波长(Trichromatic)白光,此项技术称之为荧光粉转换白光LED(Phosphor Converted-LED);第二类则为多芯片型白光LED,经由组合两种(或以上)不同色光的LED组合以形成白光,目前市场上白光LED商品以蓝光LED芯片搭配黄光荧光粉最为普遍,主要应用于汽车照明与手机面板等领域,以目前白光LED产品市场分析,荧光粉转换白光LED可谓主流。图1简要归纳并比较多种白光LED构装原理和优劣点,其中(a)型构装方式、演色性最佳,但成本最高,尚未能普及;构装方式(b)则具有技术最成熟且成本低廉之优势,但色偏、演色性不佳,须以适当红、黄光荧光粉加以改善,此外,最严重者为日亚化学专利限制难以规避;而构装方式(c)与(d)两者所制作的白光LED演色性俱佳、色偏小、成本低且专利局限较不严重,因此未来深具发展潜力。图1 利用发光二极管产生白光的原理与优劣点

LED芯片基础知识的一些要点.doc

LED芯片基础知识的一些要点 一、l ed历史 50年前人们己经了解半导体材料可产生光线的基本知识,1962年,通用电气公司的尼克?何伦亚克(NickHolonyakJr. ) JF发出第一种实际应用的可见光发光二极管。LED是英文lightemittingdiode (发光二极管)的缩写,它的基木结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架了上,然后四周用环氧树脂密封, 即固体封装,所以能起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。 最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏屮得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国木来是采用长寿命、低光效的140 瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯屮,Lumileds公司采用了 18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14 k,即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。 二、L ED芯片的原理 LED (LightEmittingDiode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占?主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电了。但这两种半导体连接起来的时候,它们Z间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。 三、主要芯片厂商 德国的欧司朗,美国的流明、CREE、AXT,台湾的广稼、国联(FPD)、鼎元(TK)、华汕(A0C)、汉光(HL)、艾迪森、光磊(ED),韩国的有首尔,LI本的有口亚、东芝,大陆的有大连路美、福地、三安、杭州士兰明芯、仿U亚等它们都是大家耳熟能详的芯片供应商,下面根据产地细分下o

材料——荧光粉资料整理

荧光粉资料整理 一、同种芯片+不同荧光粉规律 (2) 二、不同芯片+同荧光粉规律 (2) 三、小规律 (3) 3.1荧光粉点胶浓度 (3) 3.2 荧光粉粒度 (3) 3.3 荧光粉越接近球形亮度越高。 (3) 3.4 色座标一样的灯眼睛看有可能光色是不一样的 (3) 3.5 发光效率和色温的平衡 (3) 3.6 荧光粉位置与发光效率 (3) 四、LED荧光粉的种类 (4)

一、同种芯片+不同荧光粉规律 用同种芯片封装不同种荧光粉会有这样的规律:粉的波长越短回归直线斜率越大,且相交于色度图下线上,反之亦然。如下图,四款我们的硅酸盐荧光粉数据。 二、不同芯片+同荧光粉规律 用同荧光粉封装不同种芯片波长时会有这样的规律:芯片波长增加,(x,y)这条回归直线斜率基本不变,可近似看作向上平移,反之亦然。如下图,我们的一款YAG荧光粉数据。

根据以上两大规律,可以进行两种荧光粉的混合使用,这样的话基本色座标图中的每一点我们都可以调配出来了。 三、小规律 3.1荧光粉点胶浓度 荧光粉点胶浓度加大,上面两个图中的对应的直线点会上移,与此同时光效会先增大再减小,我们叫每个最大值时的荧光粉浓度为该种荧光粉的极限浓度,这个浓度与荧光粉本身及芯片波长亮度有关。 3.2 荧光粉粒度 荧光粉粒度越大光效越高,但根据我们的经验,每种不同粒度的荧光粉光效存在抛物线规律,即太大和太小都不是最亮的。比如我们的YAG荧光粉只有在6-7微米时是最亮的。 3.3 荧光粉越接近球形亮度越高。 3.4 色座标一样的灯眼睛看有可能光色是不一样的 色座标一样的灯眼睛看有可能光色是不一样的,这是因为荧光粉的发射光谱不一样,这需要根据各种荧光粉的发射光谱进行选择。 3.5 发光效率和色温的平衡 浓度会影响到发光效率。色温偏移到3000-4000K 已经不是效率最佳的点。 光通量和波长之间有关系,555nm处是光功率转化为流明的最佳点,做白光的时,需要考察光谱的分布。估计5000K 左右为发光效率最佳点。 3.6 荧光粉位置与发光效率 所以我认为荧光粉的浓度直接关系到发光效率!至于和芯片的距离当然是适当远一些较好,这样荧光粉的衰减会好很多!芯片自身的散热也会好!

LED基础知识word版

LED培训课程计划: 一、LED的认识 二、LED的封装 三、白光LED的制作 四、LED的技术指标和测量方法 五、与LED应用有关的技术问题 六、LED的应用 七、大功率LED的驱动 八、大功率LED的应用

一、LED的认识 1 LED的基本概念 LED(Light Emitting Diode)是发光二极管的简称。是一种将电能转化为光能并具有二极管特性的半导体电子器件,根据加在二极管两端电压的大小,利用通过LED的电流使PN结发光,电流大小是由加在发光二极管两端的电压决定。 LED将电能转化为光能的同时也因其内阻而以热的形式辐射,光效越高的LED,其同等功率下产生的热辐射就小。 LED光的波长范围为200~1550nm(包含紫外光和红外光),人眼所感觉到的LED辐射光波长为380~760nm。根据结构和材料的不同,LED的发光颜色也不相同,照明领域使用的LED有两大类:一类是磷化铝、磷化镓和磷化铟的合金做成的红、橙、黄色的LED;另一类是氮化铟、氮化镓的合金做成的绿、蓝、白色的LED。 1.1 LED的特点 A、节能。普通的白炽灯光效率为10lm/W,节能灯的光效为50lm/W,而LED灯依据LED 工艺的改进,现在可做的光效已达到150lm/W。可见,LED灯发光的光效已远远超过了传统的所有照明光源,随着LED生产工艺的改进,LED的光效还在不断的提高。 B、结构牢固。LED灯是用环氧树脂封装的全固体结构,没有玻璃、灯丝等易受振动、冲击损坏的易损部件。 C、寿命长。普通白炽灯的寿命约为1000小时,荧光灯、金属卤化物灯的寿命不会超过1万小时,而LED的使用寿命可达数万小时到十万小时。 D、环保。荧光灯、汞灯等光源中都含有危害人体健康的汞,这些灯的生产和废弃都会对环境造成污染,并且在使用过程中也因光效不高会产生很大的热量,而LED则没有这些问题,其发光颜色纯正,不含紫外和红外辐射,是一种“清洁”的光源。 E、发光颜色几乎覆盖整个光谱范围,可根据不同的使用场所选择,增大了其使用领域。 F、发光体接近点光源,便于灯具设计。 G、发光响应时间快,是各种信号灯的最好光源。 H、体积小,便于做成薄型灯具,节省安装空间。 1.2、LED芯片的类型

白光LED荧光粉概述

白光LED荧光粉概述 1 引言 在全球气候变化和能源紧张的背景下,节约能源、保护环境成为当今时代的主流,其中寻求高节能的照明光源已受到高度重视. 白光发光二极管(Light EmittingDiode, LED)具有发光效率高、能耗低(仅为白炽灯的1/8)、寿命长(可达10 万h)、无污染等诸多优点,已广泛应用于城市景观照明、液晶显示背光源、室内外普通照明等多种照明领域[1–20],被认为是替代白炽灯、荧光灯的新一代绿色照明光源. 目前,获取白光LED 的主要有效途径有以下几种:(1)蓝色LED 芯片与可被蓝光有效激发的发黄光荧光粉结合组成白光LED[23.27]. 荧光粉吸收一部分蓝光,受激发发射黄光,发射的黄光与剩余的蓝光混合,通过调控二者强度比,从而获得各种色温的白光; (2)采用发紫外光的LED 芯片和可被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色的荧光粉,产生多色混合组成白光LED. 制备白光发光二极管大多离不开稀土荧光粉,主要有黄色荧光粉、红色荧光粉及三基色荧光粉等,因此获得化学性质稳定和性能优异的荧光粉成为实现白光LED 的关键. 本文综述了白光LED 用荧光粉的发光机理、制备方法、各种体系荧光粉及荧光粉的性能表征做了较为详细的阐述. 2 荧光粉的发光机理 发光是物质吸收的外部能量转换成光辐射的过程,是热辐射之外的一种辐射,持续时间超过光的振动周期(10?11 s). 发光材料大多数都是晶体材料,其发光性能与合成过程中化合物(发光材料基质)晶格中产生的结构缺陷和杂质有关,这种局部不完整破坏了晶体晶格的规则排列,从而形成了缺陷能级. 在外部光源激发作用下,电子就会在各种能级间跃迁,从而产生发光现象.目前,获取白光LED 的主要途径为光转换型,即利用波长为430~470 nm的InGaN 基蓝光LED 和可被蓝光有效激发的掺杂稀土的钇铝石榴石Y3Al5O12(YAG)荧光材料结合组成白光发光材料. 研究[28]发现,当YAG 的晶体结构中均匀掺入稀土元素时,其发光性能会有很大的提高. 以Ce 为例,由于其发光是由电子的5d?4f 跃迁引起的,跃迁能量受晶体环境影响较大,掺入Ce 不但可显著提高YAG 荧光材料的光转化效率和光通量,降低材料色温,还可通过调节发射光谱位置,适应不同白光色度要求. 刘如熹等[29]证实了这一理论,当YAG 中掺入稀土元素Ce 时,激发的黄光强度随Ce 含量增大而增加;Gd 取代Y 后,发射主峰有红移趋势;Ga 取代Al 时,发射主峰有蓝移趋势. 因而通过调节掺杂元素的种类及含量就可使发射主峰在一定波长内发生变化,见图1(a). 然而,此类荧光粉还存在着显色性较差、发光效率不够高、难以满足低色温照明要

最新LED灯具基础知识

LED灯具基础知识 一、LED灯具的特性: LED灯珠是属于发光二极管的一种,能够将电能转化为光能的半导体,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理,而采用电场发光。LED灯具可采用直流DC220V电压,不需要启辉器和镇流器。启动时间短,无闪频。 LED灯具的主要特点为: ①新型绿色环保光源:LED运用冷光源,眩光小,无辐射,使用中不产生有害物质。LED的工作电压低,采用直流驱动方式,超低功耗(单管0.03~0.06W),电光功率转换接近100%,在相同照明效果下比传统光源节能80%以上。LED 的环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,而且废弃物可回收,没有污染,不含汞元素,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。 ②寿命长:LED为固体冷光源,环氧树脂封装,抗震动,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万~10万小时,是传统光源使用寿命的10倍以上。LED性能稳定,可在-30~+50oC环境下正常工作。 ③多变换:LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256X256X256(即16777216)种颜色,形成不同光色的组合。LED组合的光色变化多端,可实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。 ④高新技术:与传统光源的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,成功地融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术和嵌入式控制技术等。传统LED灯中使用的芯片尺寸为0.25mmX0.25nm,而照明用LED的尺寸一般都要在1.0mmX1.0mm以上。LED裸片成型的工作台式结构、倒金字塔结构和倒装芯片设计能够改善其发光效率,从而发出更多的光。LED封装设计方面的革新包括高传导率金属块基底、倒装芯片设计和裸盘浇铸式引线框等,采用这些方法都能设计出高功率、低热阻的器件,而且这些器件的照度比传统LED产品的照度更大。 二LED灯具产品主要参数: 光通量(单位:LM)、显色指数(单位:Ra) 、色温(单位:K)、功率因素(单位:PF)、散热能力 ①光通量:主要指产品的亮度,灯具通过消耗电能而发出光能,光通量越大、发出的光能越多。因此它是表征光源发光能力的指标,当两盏灯功耗相同时,光通量越大,灯具越好。一般的LED灯具及时能达到90-110LM/W 好的灯具甚至能达到120-150LM/W。(传统白炽灯10-15LM/W 节能灯30-65LM/W) ②显色指数:显色指数指对一个颜色的再现能力。显色指数越高,颜色越正。通过与同色温的参考或基准光源(白炽灯或画光)下物体外观颜色的比较。还原物体本真色彩的百分比,能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数高的光源,其数值接近100,显色性最好。白炽灯97-100 LED灯85-12 ③色温:指光发出的颜色,色温越高发的光偏蓝,色温越低。发的光偏红。是以太阳光为参照标准。常规的色温有3种。暖光(黄光)2700-3500K 代表符号:RN。中性白4300-5000K 代表符合:RZ 白光(冷白)5800-6500K 代表符号:RR。具体色温图表如下:

LED封装基本知识

LED封装基本知识 LED(发光二极管)封装是指发光芯片的封装,相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不仅要求能够保护灯芯,而且还要能够透光,所以LED的封装对封装材料有特殊的要求。 封装简介 LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号,保护管芯正常工作,输出:可见光的功,既有电参数,又有光参数的设计及技术要求,无法简单地将分立器件的封装用于LED。 自上世纪九十年代以来,LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破,透明衬底梯形结构、纹理表面结构、芯片倒装结构,商品化的超高亮度(1cd以上)红、橙、黄、绿、蓝的LED产品相继问市,2000年开始在低、中光通量的特殊照明中获得应用。LED的上、中游产业受到前所未有的重视,进一步推动下游的封装技术及产业发展,采用不同封装结构形式与尺寸,不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式,可生产出多种系列,品种、规格的产品。 技术原理 大功率LED封装由于结构和工艺复杂,并直接影响到LED的使用性能和寿命,特别是大功率白光LED封装更是研究热点中的热点。

LED封装的功能主要包括:1.机械保护,以提高可靠性;2.加强散热,以降低芯片结温,提高LED性能;3.光学控制,提高出光效率,优化光束分布;4.供电管理,包括交流/直流转变,以及电源控制等。 LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。经过40多年的发展,LED 封装先后经历了支架式(Lamp LED)、贴片式(SMD LED)、功率型LED(Power LED)等发展阶段。随着芯片功率的增大,特别是固态照明技术发展的需求,对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。为了有效地降低封装热阻,提高出光效率,必须采用全新的技术思路来进行封装设计。 关于LED封装结构说明 LED的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯,当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时,就会发出可见光,紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的,即向各个方向发射有相同的几率,因此,并不是管芯产生的所有光都可以释放出来,这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料,应用要求提高LED的内、外部量子效率。常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上,管芯的正极通过球形接触点与金丝,键合为内引线与一条管脚相连,负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连,然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光,向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状,有这样几种作

led芯片基础知识

led芯片基础知识 一、led历史 50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,1962年,通用电气公司的尼克?何伦亚克(Nick HolonyakJr.)开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,即固体封装,所以能起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。 最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。 二、LED芯片的原理 LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。 三、主要芯片厂商 德国的欧司朗,美国的流明、CREE、AXT,台湾的广稼、国联(FPD)、鼎元(TK)、华汕(AOC)、汉光(HL)、艾迪森、光磊(ED),韩国的有首尔,日本的有日亚、东芝,大陆的有大连路美、福地、三安、杭州士兰明芯、仿日亚等它们都是大家耳熟能详的芯片供应商,下面根据产地细分下。 台湾LED芯片厂商:晶元光电(Epistar)简称:ES、(联诠、元坤,连勇,国联),广镓光电(Huga),新世纪(Genesis Photonics),华上(Arima OptoELectronics)简称:AOC,泰谷光电(Tekcore),奇力,钜新,光宏,晶发,视创,洲磊,联胜(HPO),汉光(HL),光磊(ED),鼎元(Tyntek)简称:TK,曜富洲技TC,灿圆(FormosaEpitaxy),国通,联鼎,全新光电(VPEC)等。华兴(Ledtech Electronics)、东贝(UnityOptoTechnology)、光鼎(ParaLight Electronics)、亿光(Everlight Electronics)、佰鸿(Bright LED

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