LED照明显示基础知识.doc

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1、LED照明/顯示基礎知識第一章LED照明基礎知識1、半導體照明的概念2、LED基本發光原理3、LED光源的特點4、LED的優點5、LED發展歷史6、LED顯示幕常用術語解釋7、LED極限參數的意義8、LED的分類9、LED的適用範圍和各類應用10、LED產業鏈分佈11、LED發展現狀12、LED發展趨勢總結：LED照明設計第二章LED襯底材料的基本知識1、LED襯底的概念和作用2、LED襯底材料的種類3、LED襯底選擇的原則4、LED襯底的工藝流程第三章LED外延片基礎知識1、LED外延生長的概念

2、和原理2、LED外延片襯底材料選擇特點3、LED外延片襯底材料種類4、LED外延片生長工藝第四章LED晶片基礎知識1、LED晶片的概念2、LED晶片的組成元素3、LED晶片的分類4、LED晶片特性表5、LED晶片的工藝流程第五章LED封裝基本知識1、LED封裝的概念2、LED封裝的分類3、LED封裝工藝流程4、LED封裝器件的性能5、提高LED發光效率的技術第六章白光LED的基礎知識1、白光LED的概念2、白光LED發光原理3、白光LED技術指標4、白光LED技術難點5、大功率白光LED的封裝技術

3、研究第七章LED應用的基礎知識1、資訊顯示2、交通信號燈3、汽車用燈4、LED背光源5、半導體照明第一章LED照明基礎知識1、半導體照明的概念又名LED照明。LED（LightingEmittingDiode）即發光二極體，是一種半導體固體發光器件。它是利用固體半導體晶片作為發光材料，在半導體中通過載流子發生複合放出過剩的能量而引起光子發射，直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產品就是利用LED作為光源製造出來的照明器具。2、LED基本發光原理LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaA

4、s（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導體製成的，這些半導體材料會預先透過注入或攙雜等工藝以產生P、N架構。因此它具有一般P-N結的I-N特性，即正嚮導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發光特性。兩種不同的載流子：空穴和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向p、n架構。當空穴和電子相遇而產生複合，電子會跌落到較低的能階，同時以光子的模式釋放出能量。假設發光是在P區中發生的，那麼注入的電子與價帶空穴直接複合而發光，或者先被發光中心捕獲後，再與空穴複合發光。除了這種

5、發光複合外，還有些電子被非發光中心（這個中心介於導帶、介帶中間附近）捕獲，而後再與空穴複合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發光的複合量相對於非發光複合量的比例越大，光量子效率越高。由於複合是在少子擴散區內發光的，所以光僅在靠近PN結面數µm以內產生。理論和實踐證明，光的峰值波長λ與發光區域的半導體材料禁帶寬度Eg有關，即　　λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光），半導體材料的Eg應在3.26～1.63eV之間

6、。比紅光波長長的光為紅外光。現在已有紅外、紅、黃、綠及藍光發光二極體，但其中藍光二極體成本、價格很高，使用不普遍。它所發出的光的波長（決定顏色），是由組成p、n架構的半導體物料的禁帶能量決定。由於矽和鍺是間接帶隙材料，在這些材料在常溫下電子與空穴的複合是非輻射躍遷，此類躍遷沒有釋出光子，所以矽和鍺二極體不能發光。但在極低溫的特定溫度下則會發光，必須在特殊角度下才可發現，而該發光的亮度不明顯。發光二極體所用的材料都是直接帶隙型的，這些禁帶能量對應著近紅外線、可見光、或近紫外線波段的光能量。發展初期，

7、採用砷化鎵（GaAs）的發光二極體只能發出紅外線或紅光。隨著材料科學的進步，各種顏色的發光二極體，現今皆可製造。電流從LED陽極流向陰極時，調節電流，便可調節光的強度。如右圖所示。圖1：LED發光原理圖不同顏色的LED,所使用的不同的元素圖2：LED顏色和元素對應圖3、LED光源的特點1）電壓：led使用低壓電源，供電電壓在6-24v之間，根據產品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用於公共場所。2）效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%3）適用性：很小，每個單元led小片是

8、3-5mm的正方形，所以可以製備成各種形狀的器件，並且適合於易變的環境4）穩定性：10萬小時，光衰為初始的50%5）回應時間：其白熾燈的回應時間為毫秒級，led燈的回應時間為納秒級6）對環境污染：無有害金屬汞7）顏色：改變電流可以變色，發光二極體方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和帶隙，實現紅黃綠蘭橙多色發光。如小電流時為紅色的led，隨著電流的增加，可以依次變為橙色，黃色，最後為綠色8）價格：led的價格比較昂貴，較之於白熾燈，幾隻led的價格就可以與一隻白熾燈的價格相當