关于LED相关知识学习

关于LED相关知识学习近年来,世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛.近年日本“21世纪光计划”、美国“下一代照明计划”、欧盟“彩虹计划”、韩国“GaN半导体发光计划”等政府计划纷纷出台.我国是世界照明光源和灯具生产第一大国,但主要是中低端产品,市场份额仅占世界份额的18%,大而不强.发展半导体照明,提升产业国际竞争力意义重大.目前,中国LED产业已初步形成了包括外延片的生产、芯片的制备和封装,以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。LED发展史1907年HenryJosephRound第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。由于其发出的黄光太暗，不适合实际应用；更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应，研究被摒弃了。二十年代晚期BernhardGudden和RobertWichard在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。再一次因发光暗淡而停止。1936年,GeorgeDestiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了“电致发光”这个术语。二十世纪50年代，英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于60年代面世。据说在早期的试验中，LED需要放置在液化氮里，更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。第一个商用LED仅仅只能发出不可视的红外光，但迅速应用于感应与光电领域。60年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED。磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更亮，甚至产生出橙色的光。到70年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出灰白绿光。LED采用双层磷化镓蕊片（一个红色另一个是绿色）能够发出黄色光。就在此时，俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的LED。尽管它不如欧洲的LED高效。但在70年代末，它能发出纯绿色的光。80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED的诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。第一个有历史意义的蓝光LED也出现在90年代早期，再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标准去衡量，它与俄国以前的黄光LED一样光源暗淡。90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。超亮度蓝光蕊片是白光LED的核心，在这个发光蕊片上抹上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自蕊片上的蓝色光源再转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。今天在LED市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如浅绿色和粉红色。随着人类在LED超亮度的领域的技术进步，LED在消费电子的运用也越来越广泛。LED的实际应用LED一般被称为第四代照明光源或绿色光源,具有高节能、利环保、寿命长、体积小、多变幻等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域众所周知，目前我国能源日益紧缺，LED照明可大大达到节电目的，据有关资料显示，全国只要有1/3的白炽灯被LED灯取代，每年就能为国家节省用电近1000亿度，相当于一个三峡工程的年发电量。LED即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，发光二极管的主要组成部分是由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PN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。LED耗电非常低，是目前我国全面推广的新型节能光源。鉴于LED的自身优势，目前主要应用于以下几大方面：一、显示屏、交通讯号显示光源的应用LED灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点，广泛应用于各种室内、户外显示屏，分为全色、双色和单色显示屏，全国共有100多个单位在开发生产。交通信号灯主要用超高亮度红、绿、黄色LED,因为采用LED信号灯既节能，可靠性又高，所以在全国范围内，交通信号灯正在逐步更新换代，而且推广速度快，市场需求量很大，是个很好的市场机会。二、汽车工业上的应用汽车用灯包含汽车内部的仪表板、音响指示灯、开关的背光源、阅读灯和外部的刹车灯、尾灯、侧灯以及头灯等。汽车用白炽灯不耐震动撞击、易损坏、寿命短，需要经常更换。1987年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯。由于LED响应速度快,可以及早提醒司机刹车，减少汽车追尾事故，在发达国家，使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件，美国HP公司在1996年推出的LED汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯。此外，在汽车仪表板及其他各种照明部分的光源，都可用超高亮度发光灯来担当，所以均在逐步采用LED显示。我国汽车工业正处于大发展时期，是推广超高亮度LED的极好时机。近几年内会形成年产10亿元的产值，5年内会形成每年30亿元的产值。三、LED背光源以高效侧发光的背光源最为引人注目，LED作为LCD背光源应用，具有寿命长、发光效率高、无干扰和性价比高等特点，已广泛应用于电子手表、手机、BP机、电子计算器和刷卡机上，随着便携电子产品日趋小型化，LED背光源更具优势，因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗和均匀一致方面发展。LED是手机关键器件，一部普通手机或小灵通约需使用10只LED器件，而一部彩屏和带有照相功能的手机则需要使用约20只LED器件。现阶段手机背光源用量非常大，一年要用35亿只LED芯片。目前我国手机生产量很大，而且大部分LED背光源还是进口的，对于国产LED产品来说，这是个极好的市场机会。四、LED照明光源早期的产品发光效率低，光强一般只能达到几个到几十个mcd，适用在室内场合，在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用。目前直接目标是LED光源替代白炽灯和荧光灯，这种替代趋势已从局部应用领域开始发展。日本为节约能源，正在计划替代白炽灯的发光二极管项目(称为照亮日本)，头五年的预算为50亿日元，如果LED替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60亿升原油的能源,相当于五个1.35×106kW核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境。我国也于2004年投资50亿大力发展节能环保的半导体照明计划。五、其它应用例如一种受到儿童欢迎的闪光鞋，走路时内置的LED会闪烁发光，仅温州地区一年要用5亿只发光二极管；利用发光二极管作为电动牙刷的电量指示灯，据国内正在投产的制造商介绍,该LED灯具公司已有少量保健牙刷上市，预计批量生产时每年需要3亿只发光灯；正在流行的LED圣诞灯，由于造型新颖、色彩丰富、不易碎破以及低压使用的安全性，近期在香港等东南亚地区销势强劲，受到人们普遍的欢迎，正在威胁和替代现有电泡的圣诞市场。六、家用室内照明的LED产品越来受人欢迎，LED筒灯，LED天花灯，LED日光灯，LED光纤灯已悄悄地进入家庭！LED应用于市场上的百分比：LED的优点一、体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小，非常轻。二、耗电量低LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦），电光功率转换接近30%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能近80%。三、使用寿命长有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源，环氧树脂封装，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，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。四、高亮度、低热量LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。五、环保LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源六、坚固耐用LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，使得LED不易损坏。七、多变幻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256×256×256=16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。八、技术先进与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品。它成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。LED显示屏的基础知识一、LEDLED是发光二极管（Lightemittingdiode）的英文缩写，以LED为基本发光元素（像素点），通过控制电路及驱动电路来控制每个像素点的亮与灭或其明暗程度，实现具有相当像素点的显示屏显示出人们要求的各种信息。四大部件：发光材料（LED）、驱动电路、控制电路、框架结构。二、工作原理LED内部主要为一个PN结。当PN结内的电子与空穴复合时，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量以光子的形式释放出来，产生电致发光现象。发光颜色与构成其基底的材质元素有关。三、材料：GaAs(砷化镓)红光,GaP(磷化镓)绿光,GaN(氮化镓)蓝色。四、LED类型(1).直插型①346(φ3椭圆)②546(φ5椭圆)(2).表贴三合一①5050②3528(3).表贴三拼一(0805)(4).亚表贴(5).点阵模块五、具体情况介绍1、直插型a.346(φ3椭圆)：3mm椭圆灯346封装，发光颜色:RGBb.546(φ5椭圆)：5mm椭圆灯546封装，发光颜色:RGB2、表贴三合一a.表贴三合一5050：5.0*5.0mm表面贴装发光二极管，发光颜色:全彩色，防护等级:IPX5,防紫外线常用于户外屏,网格屏等产品。b.表贴三合一3528：3.5*2.8mm表面贴装发光二极管，发光颜色:全彩色，常用于户内全彩屏P5及以上规格。3、表贴三拼一0805：0.8*05mm表面贴装发光二极管,发光颜色:RGB,常用于户内全彩屏P6及以上规格。4、亚表贴:介于DIP与SMT之间的一种产品，其LED灯的封装表面和SMT一样，但是它的正负级引脚和DIP的一样，生产时也是穿过PCB来焊接的，其优点是：亮度高，显示效果好；缺点是：工艺复杂，维修困难。5、点阵模块点间距有:P4,P5,P6,P7.62,P8,P10,P12,P12.5,P16。P4,P5,P6,P7.62,P8适用于户内显示屏P10,P12,P12.5,P16适用于户外显示屏LED显示屏的分类分类方式品种说明使用环境室内LED显示屏室内LED显示屏在室内环境下使用，此类显示屏亮度适中、视角大、混色距离近、重量轻、密度高，适合较近距离观看。室外LED显示屏室外LED显示屏在室外环境下使用，此类显示屏亮度高、混色距离远、防护等级高、防水和抗紫外线能力强，适合远距离观看。显示单基色LED显单基色LED显示屏由一种颜色的LED灯组成，仅可颜色示屏显示单一颜色，如红色、绿色、橙色等。双基色LED显示屏双基色LED显示屏由红色和绿色LED灯组成，256级灰度的双基色显示屏可显示65,536种颜色（双色屏可显示红、绿、黄3种颜色）。全彩色LED显示屏全彩色LED显示屏由红色、绿色和蓝色LED灯组成，可显示白平衡和16,777,216种颜色。显示功能图文LED显示屏(异步屏，脱机)图文LED显示屏可显示文字文本、图形图片等信息内容。可联网脱机显示。视频LED显示屏(同步屏)视频LED显示屏可实时、同步地显示各种信息，如二维或三维动画、录像、电视、影碟以及现场实况等多种视频信息内容。LED显示屏基本组成一、显示屏主体二、固定安装结构三、控制系四、数据传输系统五、音视频多媒体处理系统六、配电系统七、状态监控系统八、散热系统LED显示屏的基本构成一、异步屏：一般由显示