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LED培训资料业务部
◆LED概述
LED是英文LightEmittingDiode的简称,是一种具有两个电极的半导体发光器件,让其流过小量电流就会发出可见光,第一个商用二极管产生于1960年。
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,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。
◆LED晶片的构成
◆
LED晶片因其发光颜色不同,而其化学成份不同:
如红色晶片:
铝-铟-镓-磷化物AlGaInP
绿色和蓝色晶片:
铟-镓-氮化物InGaN
◆LED工作原理和结构图
发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。
在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。
当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,发光的强弱与电流有关。
◆LED的优点:
10万小时超长寿命;
可组成各种颜色(如RGB等)
驱动相对简单(无需触发电压)
节能,效率比白炽灯高,并有进一步提高的潜力.
体积小,灯具设计灵活.
响应时间短;
环保:
无有害金属汞。
低压,安全性高
◆LED的缺点
每瓦的流明成本高.
光效还需要进一步的提升.
需要驱动器驱动(不如日光灯,白炽灯简单)
达到高功率负载时需要附属的散热措施
◆LED目前在照明行业中的主要应用范围
*建筑物外观照明
*娱乐场所及舞台照明
*室内空间展示照明
*道路、景观照明
*标识与指示性照明
*交通信号灯、视频屏幕
◆为何现在对LED重新感兴趣
近几年来对LED的亮度提高,使其可能成为照明光源,而不仅仅是指示灯.
LED技术现仍处在初始阶段,有望在今后的5—10年内,在提高光效,降低成本上有很大的进展.
LED光源在未来将成为传统照明光源的另一个竞争者
◆我公司的产品结构
一LED元器件:
分为四大类产品
1.SMDLED类:
贴片式LED,
包括两大类:
TOPview顶部发光式包括3528,5050,3020,3014等型号
Sideview侧面发光式包括335,008,020等型号
2.HighpowerLED:
大功率LED,目前可做0.5W,1W,3W等不同功率的产品。
功率在0.5W及以上的产品归类为大功率产品。
贴片式LED(SMDLED)
二,LED应用产品
1.广告标志标识灯源(各种模组)
2.商业家居装饰照明(各种软灯条,硬灯条)
3.照明产品,室内产品:
(各种日光灯,射灯,球泡灯)
4.系统控制:
LED显示屏,LED户外亮化工程
◆LED常用参数
电参数
1.电流:
物理解释为单位时间内通过导线某一截面的电荷量。
电流的单位为安培,符号为A,常用单位为毫安,单位为mA,换算关系为1A=1000mA,有电流通过LED,LED才会发光。
LED常用电流分为正向电流和反向电流。
正向电流指从LED正极流向负极的电流,符号为IF
反向电流指从LED负极流向正极的电流,符号为IR,IR的值要尽可能的低,最好是为0,目前
测试IR的条件是,加反向电压5V测试,反向电流在1uA范围内为良品。
通常单颗晶片的LED正常工作的电流为20mA。
2.电压:
LED通电的时候正负电极两端的电压差,电压的单位为伏特,符号为V
通常所说的LED的电压是电流在20mA的情况下测得的,电流不同,电压也不同,通常电流增大,相应的电压也随着增大。
不同的晶片电压也不同,如红黄色光的LED电压为2V左右,而蓝绿色电压为3V左右。
LED的电流和电压关系曲线图
3.功率:
功率的计算等于电流与电压的乘积。
功率的符号为P,P=U*I,单位为瓦特,符号为W,常见单位为毫瓦,符号为mW,换算关系1W=1000mW。
通常单晶片LED在使用电流为20mA的时候,红色,黄色的功率范围为0.036-0.044W,即36-44mW
蓝色和绿色LED的功率范围为0.056-0.066W,即56-66mW。
光参数
1.发光强度:
通常所说的亮度,指在给定方向上的单位立体角内发出的发光强度,单位为坎德拉(candela)符号为cd,由于LED的发光强度比较小,所以常用毫坎德拉(mcd)作单位,1cd=1000mcd。
2.发光亮度:
它表示每一单位面积上的发光强度,亮度单位为坎德拉每平方米(cd/㎡)。
3.波长:
分峰值波长和主波长.
峰值波长:
是测量设备针对每一波长量测光强度所得的最高强度的时对应的波长,符号为λp
主波长:
针对人眼感知到发光颜色对应于CIE色谱图上的某点,通过计算出来对应的波长值,符号为λd,波长的单位是纳米,符号为nm,1nm=10-9m
通常根据主波长的长短把LED的发光颜色分类
高红:
630nm以上,红色:
620-630nm,橙色:
600-615nm
黄色:
580-596nm,黄绿色:
560-580nm,纯绿色:
515-535nm
蓝绿色:
490-515nm,蓝色:
440-475nm,紫色(峰值波长):
380-420nm
4.半功率角(2θ1/2):
指通常所说的LED的发光角度,θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴线(法线)的夹角,2θ1/2指左右两个方向的夹角之和。
如下图所示
5.光通量(φv):
光源在单位时间内发出的光量总和称为光源的光通量,单位流明(lumen),符号lm。
6.色温:
单位(K)术语定义=以绝对温度(K=℃+273.15)K来表示,即为一黑体加热温度升高到一定程度时颜色逐渐由深红-浅红-橙红-黄色-白色-兰白色-兰色变化,当某光源与黑体的颜色相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温;当黑体加热呈现深红进温度约550℃,即该色温为
550℃+273.15=823.15K。
我司色温规定
色温8000K以上的白光,称为冷白色,
色温5000-7000K范围的白光,称为正白色
色温3600-5000K范围的白光称为自然白色
色温2300-3600K范围的白光称为暖白色
7.发光效率:
单位为:
流明每瓦符号为:
(lm/w)光源所消耗的单位功率发射出的光通量数值;它是衡量光源节能的重要指标。
目前我司最高可以做到120lm/W,还在进一步发展中。
8.照度:
单位面积上接收的光通量的大小,单位为勒克斯,符号为lux
1lux=1lm/㎡
9.显色指数:
单位(ra)术语定义=ra光源对物体本身呈现的程度为显色性,也就是光源显示物体真实颜色的程度,国标照明委员会CIE把太阳的显色指数(ra)定义为100。
10.色坐标:
发光颜色对应于CIE色谱图上的颜色对应的横坐标x和纵坐标y值。
如下图所示
因为白光是混色光,通常不用波长表示白光的颜色,而用x,y坐标表示.
◆LED晶片
LED晶片的组成:
由Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ族化学元素形成的化合物。
如常见的高亮红色晶片是由铝,镓,铟,磷四种元素组成。
蓝色和绿色晶片有氮,镓,铟三种元素组成.
Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ族元素
LED晶片的大小用mil表示,1mil=0.0254mm,
常用的小功率晶片有9mil,10mil,12mil,14mil,15mil,10*16mil,10*23mil等,如10mil代表晶片的长度和宽度均为10mil,即0.254mm。
大功率晶片一般有24mil,35mil,40mil,45mil等
几种常见的晶片如下图所示
晶元ES-SMYLPN1414mil晶片晶元ES-AEHRAH12红色12mil晶片
泰谷蓝色10*24mil晶片新世纪蓝色B4545ECD045mil晶片
光电效率:
LED消耗的电能中转换为光能的比例,目前台湾厂商最高可以达到30-40%,而CREE厂商可以做到50%以上。
光电效率越高说明转换为热能的比例越低,因此LED工作就越稳定。
提高光电效率是LED行业的发展方向。
◆
SMDLED生产流程
SMDLED产品命名原则
J□-□□□□□□□-□-□□□
ABCDEFGH
A:
公司名称:
J表示聚星
B:
发光颜色数量:
1:
发单色光2:
发双色光3:
发三色光
C:
产品种类:
T:
标示TOPView顶部发光LED系列S:
表示Sideview侧面发光LED系列
D:
产品型号
3528505030203014等
E:
发光颜色
R:
红色O:
橙色Y:
黄色B:
蓝色G:
绿色W:
白色M:
暖白C:
冷白V:
紫色P:
粉红色
F:
晶片数量
1:
单晶片2:
双晶片3:
三晶片…
G:
附加代码
B:
黑面支架S:
硅胶封装E:
环氧树脂封装
H:
高显色白光(正白Ra80以上,暖白Ra75以上)
H:
产品研发代码
第一码:
晶片尺寸代码
A:
表示小尺寸晶片,B:
表示大尺寸晶片
第二码:
晶片厂商代码
代码
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
厂商
晶元
广镓
泰谷
奇力
新世纪
士兰
全新
光磊
华上
鼎元
三安
代码
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
厂商
中为
钜新
日达
普瑞
上海
蓝光
乾照
代码
W
X
Y
Z
厂商
第三码:
研发代码,以字母表示
备注:
研发代码只对公司内部使用,不对外公布
例如:
5050白光J1-T5050W3-S-BD
表示使用大尺寸晶片作业,使用3颗晶片,硅胶封装
常见LED生产设备供应商
固晶机:
ASM,大族,新美化,佑光等
焊线机:
ASM,日本Kaijo,KS,
点胶机:
日本武藏,Asymtek,钛升,宜极邦
分光机:
维明,敏捷,长裕,卡大,中为,健鼎
编带机:
长裕,中为
常见LED原物料供应商
晶片:
台湾,内地,欧美
支架:
一诠,大铎,金利,宏磊达,博罗冲压,朝恩精密,志基,亿润,
银胶:
日本住友T-3007-20,钛克,依美
绝缘胶:
爱玛森康明DX-20C,钛克,依美
金线:
贺利氏
硅胶:
道康宁,信越,迈图(通用东芝),天宝,长兴
荧光粉:
因特美,谓道,远大,弘大,奇美,优彩,中村宇极,路明
常见晶片尺寸
红光,黄光:
8mil,9mil,10mil,11mil,12mil,13mil,14mil,20mil,24mil,40mil等
绿光:
10mil,10*12mil,12mil,13mil,14mil,15mil等
蓝光:
8*10mil,9*11mil,10*12mil,12mil,12*13mil,13mil,8*15mil,10*16mil,9*15mil,10*18mil,9*21mil,10*20mil,10*23mil,10*24mil,14mil,15mil,24mil,38mil,40mil,45mil等
常见晶片厂商
国外:
CREE,Lumileds,日亚Nichia,Osram欧司朗,普瑞,Semileds旭明
台湾:
晶元,泰谷,新世纪,奇美,广镓,华上,光磊,鼎元,钜新,光宏,晶发,洲磊,华镓,全新
国内:
厦门三安,杭州士兰,武汉华灿,武汉迪源,厦门乾照,南昌欣磊,南昌晶能,大连路美,西安中为,上海蓝光,上海蓝宝等
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(GenesisPhotonics),华上(ArimaOptoelectronics)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,燦圆(FormosaEpitaxy),国通,联鼎,全新光电(VPEC)等。
华兴(LedtechElectronics)、东贝(UnityOptoTechnology)、光鼎(ParaLightElectronics)、亿光(EverlightElectronics)、佰鸿(BrightLEDElectronics)、今台(Kingbright)、菱生精密(LingsenPrecisionIndustries)、立基(LigitekElectronics)、光宝(Lite-OnTechnology)、宏齐(HARVATEK)等。
大陆LED芯片厂商:
三安光电简称(S)、上海蓝光(Epilight)简称(E)、士兰明芯(SL)、大连路美简称(LM)、迪源光电、华灿光电、南昌欣磊、上海金桥大晨、河北立德、河北汇能、深圳奥伦德、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成、甘肃新天电公司、东莞福地电子材料、清芯光电、晶能光电、中微光电子、乾照光电、晶达光电、深圳方大,山东华光、上海蓝宝等。
国外LED芯片厂商:
CREE,惠普(HP),日亚化学(Nichia),丰田合成,大洋日酸,东芝、昭和电工(SDK),Lumileds,旭明(Smileds),Genelite,欧司朗(Osram),GeLcore,首尔半导体等,普瑞,韩国安萤(Epivalley)等。
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