LED知識(shí)培訓(xùn)資料.ppt

1、Led知識(shí)、目錄、一、Led介紹二、Led發(fā)展趨勢(shì)三、Led芯片介紹四、Led封裝介紹五、Led基礎(chǔ)知識(shí)、Led介紹、一、Led定義二、Led特征三、發(fā)光原理、Led光源特征、電壓： Led使用低壓電源，一個(gè)電壓為效果：光效高，目前實(shí)驗(yàn)室最高光效達(dá)161 lm/w(cree )，是目前光效最高的照明產(chǎn)品。 耐震性： LED是固體光源，由于其特殊性，具有其他光源產(chǎn)品無(wú)法比擬的耐震性。 穩(wěn)定性： 10萬(wàn)小時(shí)，光衰減初期的70%響應(yīng)時(shí)間： LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒等級(jí)，是目前所有光源中響應(yīng)時(shí)間最快的產(chǎn)品。 環(huán)境保護(hù)：沒(méi)有金屬汞等對(duì)身體有害的物質(zhì)。 顏色： LED的波段相當(dāng)窄，發(fā)光顏色純粹，沒(méi)有噪音光

2、，可以復(fù)蓋可見(jiàn)光的全部波段，從RGB任意組合可見(jiàn)光。 LED的顏色豐富，LED帶寬狹窄，顏色純度高，因此LED的顏色遠(yuǎn)比其他光源的顏色豐富。 相關(guān)專家的修訂表明，LED的顏色比其他光源多30%，能夠更準(zhǔn)確地反應(yīng)物體的真實(shí)性，當(dāng)然也受到消費(fèi)者的歡迎。 LED發(fā)光原理、發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體構(gòu)成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有被稱為p-n結(jié)的過(guò)渡層。 在一些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)，多馀的能量以光的形式釋放，將電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 對(duì)PN結(jié)施加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，因此不發(fā)光。LED發(fā)展趨勢(shì)、1、LED光源發(fā)展趨勢(shì)2、LED產(chǎn)業(yè)

3、政策和機(jī)會(huì)3、公司在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置、LED光源發(fā)展趨勢(shì)、LED光源技術(shù)市場(chǎng)前景： LED理論上，每瓦發(fā)光效率高達(dá)370 LM/W，在未來(lái)13年內(nèi)，芯片結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何改變，表現(xiàn)良好目前，美國(guó)實(shí)驗(yàn)室的LED達(dá)到每瓦161流明的光效率，總光束為175 LM。推進(jìn)LED應(yīng)用歷史、LED產(chǎn)業(yè)國(guó)家政策，刺激LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展國(guó)家政策，2008年財(cái)政部、國(guó)家發(fā)改委共同發(fā)布高效照明產(chǎn)品推進(jìn)財(cái)政輔助資金管理暫行辦法，主要取代重點(diǎn)支持高效照明產(chǎn)品使用的白熾燈和其他低效照明產(chǎn)品，主要用于普通照明用自鎮(zhèn)流熒光燈、 包括三基色兩端直管熒光燈(ttt )在內(nèi)的國(guó)家采用間接補(bǔ)貼方式推進(jìn)，即統(tǒng)一招標(biāo)與高效照明產(chǎn)品推進(jìn)企業(yè)確定協(xié)議供

4、應(yīng)價(jià)格，財(cái)政補(bǔ)貼資金補(bǔ)給中標(biāo)企業(yè)，中標(biāo)企業(yè)以中標(biāo)協(xié)議供應(yīng)價(jià)格減去財(cái)政補(bǔ)貼資金的價(jià)格出售給最終用戶。 暫行辦法是，大宗用戶的中央財(cái)政按中標(biāo)協(xié)議繳納價(jià)格的30%提供補(bǔ)貼，城鄉(xiāng)居民用戶的中央財(cái)政按中標(biāo)協(xié)議繳納價(jià)格的50%提供補(bǔ)貼。 2、國(guó)務(wù)院發(fā)布4萬(wàn)億元規(guī)模的經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃，受惠于很多行業(yè)領(lǐng)域。 4萬(wàn)億元投資的具體構(gòu)成主要是近一半的投資用于鐵路、道路、機(jī)場(chǎng)、城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)，總額為1.8萬(wàn)億元用于地震重災(zāi)區(qū)復(fù)興的投資1萬(wàn)元用于農(nóng)村民生工程和農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的3700億元生態(tài)環(huán)境3500億元，保障性安居工程2800億元，自主創(chuàng)新結(jié)構(gòu)調(diào)整1600億元預(yù)計(jì)4兆美元的經(jīng)濟(jì)刺激每年將拉動(dòng)約1個(gè)百分點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。LED產(chǎn)

5、業(yè)的前景，LED產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)在3年內(nèi)會(huì)翻番，在世界能源不足、環(huán)保要求高漲的情況下，結(jié)束的2008年北京奧運(yùn)會(huì)和將來(lái)的2010年上海世博會(huì)都不約而同地以綠色節(jié)能為主題，對(duì)中國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著很大的歷史據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)機(jī)構(gòu)介紹，在奧運(yùn)會(huì)世博會(huì)的強(qiáng)力牽引下，中國(guó)LED照明市場(chǎng)的規(guī)模從2007年的48.5億元迅速增加到2010年的98.1億元，在不久即將結(jié)束的北京奧運(yùn)會(huì)上，LED照明技術(shù)在奧運(yùn)會(huì)史上首次大規(guī)模使用并成功。 根據(jù)官方統(tǒng)訂，北京奧運(yùn)會(huì)共包括36個(gè)競(jìng)技場(chǎng)館，照明產(chǎn)品需求達(dá)到5億元左右，不包括奧運(yùn)村和奧運(yùn)花園等其他公共照明設(shè)施市場(chǎng)。 實(shí)例“水立方”，LED照明比普通照明節(jié)能至少60%，

6、并具有壽命長(zhǎng)、易集成、響應(yīng)快、環(huán)保、光分布易控、色彩豐富等優(yōu)點(diǎn)。 以“水立方”為例，僅使用LED燈的“水立方”景觀照明項(xiàng)目，全年比以往的熒光燈節(jié)電74.5萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)節(jié)能達(dá)到70%以上。 “夢(mèng)幻長(zhǎng)卷”和“夢(mèng)幻五環(huán)”的實(shí)例，讓相信奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式的“夢(mèng)幻長(zhǎng)卷”和“夢(mèng)幻五環(huán)”的人們記憶猶新，展示在4564平方米的巨大LED大畫(huà)面上。 這是迄今為止世界上最大的單體全彩大畫(huà)面，晉升為空中的“夢(mèng)幻五環(huán)”。 在夢(mèng)幻五環(huán)、夢(mèng)幻長(zhǎng)卷、LED照明產(chǎn)業(yè)商機(jī)、2009年LED照明產(chǎn)業(yè)商機(jī)1、國(guó)務(wù)院公布的4萬(wàn)億元規(guī)模的經(jīng)濟(jì)刺激訂劃中，1.8萬(wàn)億元用于鐵路、道路、機(jī)場(chǎng)和城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)，1萬(wàn)元用于地震災(zāi)區(qū)的恢復(fù)重建，這確實(shí)是中

7、國(guó)lls 2 .即將到來(lái)上海世博會(huì)為中國(guó)LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的歷史機(jī)遇。 北川重建規(guī)劃，上海世博會(huì)，LED產(chǎn)業(yè)鏈，史福特位置，史福特位置，LED芯片介紹，1，LED芯片分類介紹2，不同結(jié)構(gòu)的LED芯片性能介紹3，垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片制作，LED芯片結(jié)構(gòu)橫向結(jié)構(gòu)的LED芯片2個(gè)垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片的兩電極分別位于LED外延層的兩側(cè)，將圖案化電極和所有的p型限制層作為第2電極，因此電流幾乎全部垂直地流過(guò)LED外延層，橫向流過(guò)的電流極少，改善了平面結(jié)構(gòu)的電流分布問(wèn)題，提高了發(fā)光效率制造垂直結(jié)構(gòu)LED芯片的技術(shù)主要有三種方法：一、使用碳化硅襯底生長(zhǎng)GaN薄膜，在相同的操作電流條件下，光衰減少

8、，壽命長(zhǎng)，缺點(diǎn)是硅襯底吸光。 二、利用芯片粘接及剝離技術(shù)制造。 具有光衰減少、壽命長(zhǎng)、需要處理LED表面來(lái)提高發(fā)光效率的優(yōu)點(diǎn)。 三、通過(guò)使用硅基板等異種基板生長(zhǎng)氮化鎵LED外延層，具有散熱好、加工容易的優(yōu)點(diǎn)。 目前主流的Led結(jié)構(gòu)分析、兩種芯片發(fā)光形式、水平結(jié)構(gòu)Led發(fā)光路徑、垂直芯片性能介紹，目前芯片主要有垂直型和水平型兩種。 垂直型產(chǎn)品以CREE芯片為代表的特點(diǎn)是光效應(yīng)高：最高161 lmw，節(jié)能電壓低：藍(lán)光2.93.3V熱阻?。盒酒陨頍嶙璧陀? C/W亮度高：由于采用垂直結(jié)構(gòu)，電流垂直流動(dòng)，電流密度均勻，耐沖擊型強(qiáng)相同光型好： 85%以上的光從正面射出，容易密封，配光好的唯一缺點(diǎn)是不便

9、于整合包裝。 集成軟件包需要對(duì)芯片進(jìn)行特殊處理。 本公司全部采用垂直結(jié)構(gòu)的芯片。水平型芯片的性能介紹，水平型產(chǎn)品以預(yù)芯片為代表，芯片的主要特點(diǎn)是光效應(yīng)一般：最高100 lmw左右電壓高：藍(lán)光的3.44V熱阻高：使用藍(lán)寶石襯底的熱傳導(dǎo)性差。 芯片本身的熱阻一般為46 C/W亮度：由于采用水平結(jié)構(gòu)，為了補(bǔ)償電流橫向移動(dòng)、電流密度不均勻、局部易燒損的這一缺陷，在芯片的上表面制作ITO.ITO以減少光為代價(jià)。 相同尺寸的芯片，發(fā)光面窄，亮度低。 光利用率低： 65%左右的光從正面射出，35%的光從側(cè)面射出，反射發(fā)光，利用率低。 唯一的好處是包裝的整合很容易。 但是，這也是缺點(diǎn)，由于散熱沒(méi)有得到很好的解

10、決，整合封裝只會(huì)加速衰減，是不理想的。 分析垂直芯片、制作垂直芯片、制造垂直LED、制造垂直結(jié)構(gòu)LED芯片有兩種基本方法： 1、剝離生長(zhǎng)基板2、不剝離生長(zhǎng)基板。 其中在砷化鎵生長(zhǎng)襯底上生長(zhǎng)的垂直結(jié)構(gòu)的GaP系LED芯片有兩種結(jié)構(gòu)：一方面，不剝離導(dǎo)電性砷化鎵生長(zhǎng)襯底：在導(dǎo)電性砷化鎵生長(zhǎng)襯底的上層層疊導(dǎo)電性DBR反射層，在導(dǎo)電性DBR反射層上生長(zhǎng)GaP系LED外延層。 二、剝離砷化鎵襯底：在GaP系LED外延層上層疊反射層，接合導(dǎo)電支撐襯底，剝離砷化鎵襯底。 作為導(dǎo)電性支撐基板，可舉出砷化鎵基板、磷化鎵基板、硅基板、金屬及合金等。LED封裝體、1、LED封裝圖工藝2、白色LED制造方法3、白色LE

11、D顏色區(qū)域的劃分4、LED與現(xiàn)有燈具的對(duì)比、LED封裝體、白色LED的實(shí)現(xiàn)方法、白色LED的實(shí)現(xiàn)方法、一、配色、白平衡白色和紅綠藍(lán)三色以亮度比例混合但是，LED紅、綠、藍(lán)三色的色品坐標(biāo)由于工藝等原因無(wú)法達(dá)到全色譜的效果，需要控制包含原色存在偏差的原色在內(nèi)的亮度，得到白色光，稱為配色。 二、LED用熒光粉實(shí)現(xiàn)白光主要有三種方法，但由于它們并不完全成熟，對(duì)白光LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用影響很大。 白色LED的實(shí)現(xiàn)方法是在藍(lán)色LED芯片上涂布被藍(lán)色光激發(fā)的黃色熒光體，使來(lái)自芯片的藍(lán)色光和來(lái)自熒光體的黃色光互補(bǔ)形成白色光的方法。 該技術(shù)被日本尼西亞公司獨(dú)占，而且該方案的原理缺點(diǎn)之一是該熒光體中Ce3離子的

12、發(fā)射光譜不具有連續(xù)光譜特性，顯色性差，難以滿足低色溫照明的要求。 同時(shí)發(fā)光效率不夠，需要通過(guò)開(kāi)發(fā)新的高效熒光粉來(lái)改善。 第二種方法是在藍(lán)色LED芯片上涂布綠色和紅色的熒光體，將芯片發(fā)出的藍(lán)色光和熒光體發(fā)出的綠色光和紅色光進(jìn)行復(fù)合而得到白色光的方法。 這樣的產(chǎn)品顯色性好，但使用的熒光粉的轉(zhuǎn)換效率低，特別是紅色熒光粉的效率需要大幅度提高，所以普及也慢。 白色LED的實(shí)現(xiàn)方法，第三種方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂布3原色或多色熒光體，利用從該芯片發(fā)射的長(zhǎng)波紫外光(370nm380nm )或紫光(380nm410nm )激發(fā)熒光體，實(shí)現(xiàn)白色發(fā)光。 這種LED的顯色性更好，但存在與第二種方法類似的問(wèn)

13、題，目前轉(zhuǎn)換效率高的紅色和綠色熒光體多為硫化物系。 這種熒光粉發(fā)光穩(wěn)定性差，光衰減大，因此尚未批量生產(chǎn)。 其他方法：特殊情況下，白色LED還有其他幾種密封方法。 在此簡(jiǎn)單介紹一下。 第一，將紅、藍(lán)、綠三個(gè)芯片封裝起來(lái)，按照一定的比例控制其光色，混合白色光。 二是用紅、藍(lán)、綠、黃四片混合白光的方法。 白色LED的色域的區(qū)分、在藍(lán)色芯片中加入黃色熒光體制作而成的白色LED現(xiàn)在是白色LED制造的主流，因工藝的缺陷而無(wú)法避免白色LED中存在色差。怎樣區(qū)分LED的顏色最好，簡(jiǎn)單介紹一下。 市場(chǎng)上一般說(shuō)的3500K、4000K、6500k等色溫的表現(xiàn)不科學(xué)。 從CIE圖可以看出，相同的色溫不是圖中唯一的點(diǎn)

14、，而是與顏色坐標(biāo)有一對(duì)多的關(guān)系。 為了解決該問(wèn)題，業(yè)界通常將自己制作的LED總結(jié)其顏色坐標(biāo)，最終總結(jié)肉眼看不到的差異的LED，由此，所篩選出的LED對(duì)應(yīng)于CIE中的較小的區(qū)域，即，色區(qū)。 用顏色區(qū)劃LED產(chǎn)品是行業(yè)通用的方法。 請(qǐng)看下圖。 白色LED顏色區(qū)間的區(qū)分、白色binning information、 白色LED顏色區(qū)域的區(qū)分坐標(biāo)ya 8000.2829680.283772.307530.3107780.31192.289920.270316 VM 5300.328636.368952.348950.385629.3469040.34660 y 08000.2742380.300667

15、0.3030510.3327080.307530.3107780.2829680.283772 wq 6000.3186060.310201.3293930.320211.3295440.310495 為了滿足不同產(chǎn)品的需求，LED的封裝形式也多樣化，現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹如下： LED封裝形式，與LED的傳統(tǒng)效率對(duì)比，燈具總效率對(duì)照： (光源發(fā)展歷史：白熾燈直管型熒光燈高效率電子節(jié)能燈LED燈)，各種光源燈具的實(shí)效： (1) 0.90*0.9=65.6流明/瓦熒光燈校正運(yùn)算： 80*0.85*0.6*0.6=24.5流明/瓦普通燈泡校正運(yùn)算： 24.5流明即LED燈鈉燈之間的電力換算為75W LED燈=150W鈉燈225W LED燈=400W鈉燈，節(jié)約預(yù)算，節(jié)約預(yù)算： 1盞燈修訂節(jié)約費(fèi)用1，壽命修訂燈的壽命通常為1800小時(shí)，每天6小時(shí)照明修訂為300天。 按每盞節(jié)能燈平均15元計(jì)算，10年內(nèi)至少要更換10盞燈，1萬(wàn)盞節(jié)能燈10年內(nèi)要更換10萬(wàn)盞節(jié)能燈。 總費(fèi)用(150萬(wàn)元) LED燈泡的壽命按最保守的時(shí)間來(lái)計(jì)算，10年內(nèi)不需要更換燈泡，每個(gè)燈泡可以用5W的電力取代15W的節(jié)能燈泡，每個(gè)