LED教育訓(xùn)練教材課件

臺(tái)表科光電部UnityOptoTechnologyCo.,Ltd.LED教材課程大綱

LED晶片發(fā)光原理—單色光LED發(fā)光原理—白色光LED封裝製程及發(fā)展趨勢(shì)LED封裝材料介紹LED產(chǎn)品規(guī)格解說照明上一些術(shù)語解釋Q&ALED的分類藍(lán)/綠/白短波長(zhǎng)紅外光

紅/橙/黃長(zhǎng)波長(zhǎng)紅外光可見光不可見光LED波長(zhǎng)450~780nm光波長(zhǎng)850~1550nm850~950nm950~1550nmLED發(fā)光原理—單色光LED(LightingEmittingDiode)利用p型材質(zhì)(電洞)及n型材質(zhì)(電子)，通入順向電壓，電子與電洞於pn接面結(jié)合而產(chǎn)生光。III-VCompoundsBinary–2Elements(GaP,SiC)Ternary–3Elements(GaAsP,AlGaAs,InGaN)Quartenary–4Elements(AlInGaP)CompoundSemiconductorsGroupIIIGroupVBandGapTheoryEmissionofLightandWavelengthGeneratedLED各材料比較材料禁制帶寬度(eV)發(fā)光波長(zhǎng)發(fā)光顏色GaAs1.35940接近紅外線GaP2.26700紅565綠555純綠GaAs1-xPx/GaAs590660紅GaAs1-xPx/GaP630紅610橙590黃Ga1-xAlxAs1.42~2.26660紅GaN3.39400藍(lán)、紫WavelengthSource:SIL2003PerformanceevolutionofLED白光的組成

色光的混合---加法混色AdditivecolormixingAdditiveprimaries：

R、G、B

Additivesecondaries：

M、

Y、C

W=R+G+B=M+Y+CComplimentaryhuesW=R+C=G+M=B+Y白光LED產(chǎn)品種類白光LED-SMD型-Leaded型二波長(zhǎng)型三波長(zhǎng)型單晶粒藍(lán)ZnSe+基板藍(lán)InGaN+YAG雙晶粒藍(lán)InGaN+黃綠琥GaP單晶粒多晶粒紫外光Chip+紅藍(lán)綠螢光體紅藍(lán)綠光1ChipLED紅藍(lán)綠光LED3Chip組成白光LED產(chǎn)品種類方式激發(fā)源發(fā)光元素與螢光材料發(fā)光原理單晶型藍(lán)色LEDInGaN/YAG黃色螢光粉以藍(lán)色光激發(fā)螢光粉(黃色發(fā)光)紫外光LEDInGaN/RGB三波長(zhǎng)螢光粉以紫外光激發(fā)RGB螢光粉多晶型藍(lán)色LED黃綠色LED藍(lán)綠色LED橙色LEDInGaNGaPAlInGaP將互補(bǔ)的2色裝成一組藍(lán)色LED綠色LED紅色LEDInGaNAlInGaPAlGaAs將3原色裝成一組WhiteformBlueLED+PhosphorsWhiteformUVLED+RGBPhosphorsWhiteformRGBLEDsCdZnSe薄膜ZnSe基板White

lightSumitomoelectric1999年1月提出驅(qū)動(dòng)電壓2.7V發(fā)光效率8lm/W壽命8000hrWhiteformZnSeMaterials

白光LED各種製造方式之優(yōu)缺點(diǎn)比較

白光產(chǎn)生方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)單晶粒藍(lán)光LED+YAG單一晶粒產(chǎn)生白光，成本低，電子迴路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單螢光粉使其發(fā)光效率低白色光不夠均勻演色性不佳螢光粉材料不易尋找紫外光LED

+螢光材料螢光粉材質(zhì)容易尋找可使用轉(zhuǎn)換效率高於YAG的螢光材料，發(fā)光效率有提高空間演色性佳發(fā)光效率低封裝材料被紫外光照射易產(chǎn)生老化限於螢光粉塗佈，使白色光不夠均勻多晶粒紅、綠、藍(lán)三色光組合發(fā)光效率較高可動(dòng)態(tài)調(diào)整色溫

演色性佳ColorGamut範(fàn)圍大顏色自然三晶粒各別的電子迴路設(shè)計(jì)提高成本高近距離混色性不佳三原色LED發(fā)光效率不均ZnSe藍(lán)光LED+ZnSe基板單一晶粒產(chǎn)生成本低低驅(qū)動(dòng)電壓(2.7V)不需使用螢光粉發(fā)光效率較GaN系50%壽命短，僅8,000小時(shí)DieAttachCuringWireBondEncapsulationCuringSingulationTestingTapingPackagingShippingLED封裝製程流程圖MountingBondingEncapsulationProcessFlowTrimming&FormingSingulation

A/BMachineEncapsulationMachineTrim&FormMachineTestMachineTapeMachineLED發(fā)展趨勢(shì)亮度&發(fā)光效率提昇針對(duì)手機(jī)/消費(fèi)性電子產(chǎn)品更小,更亮針對(duì)車用/照明市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電流更大,更亮LED亮度照明趨勢(shì)白光LED應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

資料來源：工研院IEK-ITIS計(jì)畫白光LED市場(chǎng)白光LED市場(chǎng)以彩色手機(jī)之螢?zāi)槐彻庠醇笆謾C(jī)附數(shù)位相機(jī)之閃光燈最為看好。白光LED目前以小尺寸LCD背光源為主，未來將朝大尺寸LCD挑戰(zhàn)CCFL照明替換市場(chǎng)為其後續(xù)看好的潛力市場(chǎng)市場(chǎng)主要競(jìng)爭(zhēng)者與專利權(quán)之議題資料來源：白光LED發(fā)光題材下的LED產(chǎn)業(yè)；吳宛芳

HowtoreadLEDgeneralspecPackagetypeanddimensionOpticalandElectricalcharacteristicsAssemblymethodandmaximumratingLet’stakeMSL-508ZW-NasexamplePackagetypeanddimensionMSL-510SWV.S.Ncompany215TMSL-508SWV.S.Ncompany008LEDZener0.8mmOpticalandelectricalcharacteristicsBrightnessWavelengthColorcoordinateForwardVoltageOpticalcharacteristicsBrightnessSource:SIL2003WavelengthSource:SIL2003ColorCoordinateSource:SIL2003ForwardVoltageVILED’sVFZener’sVFVFCompare(UnityVSNcompany)RelationshipofForwardVoltageandDrivingCurrentWhiteLEDSpectrumRelativeIntensityChartViewAngle

AssemblymethodandmaximumratingIt’ssuitableforallSMTassemblymethods8-mmCarrierTapeDimensionTapingSpec:8-mmtapewith3500/reel,f180mm8-mmReelDimensionTapeSpecLeadProfileLeadFreeProfileMaximumRatingThermalresistance~50K/WInputpowerlimited~0.3W4~8lumensIf=70mAThedefinitionofimportantunitsLEDunitdefinition照明物理量1:光度（LuminousIntensity）:I光度，又稱為光強(qiáng)度，即光源明亮的的亮度，是測(cè)量其他光學(xué)物理量的基本國際單位，簡(jiǎn)寫為I，單位為燭光（candela，簡(jiǎn)寫為cd）

照明物理量2:光通量（LuminousFlux）F光通量又稱為光束，為光源單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的光之總能量，而以光束來模擬光能量之大小，簡(jiǎn)寫為F，單位為流明（lumen）。一燭光的光源在距光源一呎的地方，一平方呎的球面內(nèi)，所受到的光通量定義為一流明。或者一燭光的光源在單位立體角內(nèi)所產(chǎn)生之總光通量定義為一流明。

照明物理量3:色溫度（colortemperature）

照明學(xué)上以光源所發(fā)出的光線顏色與黑體在某一絕對(duì)溫度下輻射出來的光線顏色相同時(shí)，便以黑體當(dāng)時(shí)之溫度稱為光源之色溫度，而以絕對(duì)溫度K(Kelvin)來表示。白熾電燈泡的色溫為2700K，給人的感覺是溫暖；中午時(shí)刻北邊晴朗的天光接近6500K，明亮而開朗；不同色溫度之光源，在房間表現(xiàn)出來之感受均不同。居家照明夏天宜裝上6500K的光源；冬天換上2800-4000K的光源，創(chuàng)造舒適的生活空間最舒適的自然光5000-5500K照明物理量4:演色性（ColorRendering）

光源對(duì)於被照物顏色所呈現(xiàn)之效果稱為演色性，也就是物體在燈光下的顏色與在太陽光線下作比較，物體顏色的逼真程度。演色性越高，色彩越逼真。另一種定義法為物體其色彩與陰天晝光下所看見之色彩相同程度，稱為該光源之演色性但太陽光一天之中時(shí)時(shí)刻刻顏色效果均在改變，於