【半导体照明产业基础知识】LED基础知识详解.pdf

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1、半导体照明产业基础知识第 一 章 LED照明基础知识.31、半导体照明的概念.32、LED基本发光原理.33、LED光源的特点.44、LED的优点.55、LED发展历史.56、LED显示屏常用术语解释.67、LED极限参数的意义.158、LED的分类.159、LED的适用范围和各类应用.1810、LED产业链分布.2011、LED发展现状.2012、LED发展趋势.20总结：LED照明设计.21第 二 章 LED衬底材料的基本知识.221、LED衬底的概念和作用.222、LED衬底材料的种类.223、LED衬底选择的原则.254、LED衬底的工艺流程.26第 三 章 LED外延片基础知识.27

2、1、LED外延生长的概念和原理.272、LED外延片衬底材料选择特点.273、LED外延片衬底材料种类.284、LED外延片生长工艺.30第 四 章 LED芯片基础知识.341、LED芯片的概念.342、LED芯片的组成元素.353、LED芯片的分类.354、LED芯片特性表（详见下表介绍）.375、LED芯片的工艺流程.38第 五 章 LED封装基本知识.471、LED封装的概念.472、LED封装的分类.483、LED封装工艺流程.514、LED封装器件的性能.555、提高LED发光效率的技术.57第六章 白光LED的基础知识.591、白光LED的概念.592、白光LED发光原理.593、

3、白光LED技术指标.614、白光LED技术难点.625、大功率白光LED的封装技术研究.62第 七 章 LED应用的基础知识.691、信息显示.692、交通信号灯.743、汽车用灯.754、LED背光源.775、半导体照明.80第一章LED照明基础知识1、半导体照明的概念又名L E D 照明。L E D （L i g h t i n g E m i t t i n g D i od e）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，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。L E D 照明产品就是利用L

4、 E D 作为光源制造出来的照明器具。2、LED基本发光原理L E D 是由I H T V 族化合物，如G a A s （碑化铁）、G a P （磷化铉）、G a A s P （磷碑化线）等半导体制成的，这些半导体材料会预先透过注入或搀杂等工艺以产生P、N 架构。因此它具有一般P-N 结的I-N 特性，即正向导通,反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。两种不同的我流子：空穴和电子在不同的电极电压作用下从电极流向P、n 架构。当空穴和电子相遇而产生复合，电子会跌落到较低的能阶，同时以光子的模式释放出能量。假设发光是在P 区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者

5、先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近P N 结面数即1 以内产生。理论和实践证明，光的峰值波长入与发光区域的半导体材料禁带宽度E g 有关，即X 1 2 4 0/E g （m m）式中E g 的单位为电子伏特（e V）。若能产生可见光（波长在3 8 0 n m 紫 光 7 8 0 n m 红光），半导体材料的E g应在3.2 6 L 6 3 e V 之间。

6、比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。它所发出的光的波长（决定颜色），是由组成p、n 架构的半导体物料的禁带能量决定。由于硅和错是间接带隙材料，在这些材料在常温下电子与空穴的复合是非辐射跃迁，此类跃迁没有释出光子，所以硅和错二极管不能发光。但在极低温的特定温度下则会发光，必须在特殊角度下才可发现，而该发P-type Active region N-type光的亮度不明显。发光二极管所用的材料都是直接带隙型的，这些禁带能量对应着近红外线、可见光、或近紫外线波段的光能量。发展初期，采用神化钱（G a A s）的发光二极管只能

7、发出红外线或红光。随着材料科学的进步，各种颜色的发光二极管，现今皆可制造。电流从L E D 阳极流向阴极时，调节电流，便可调节光的强度。如右图所示o 图1：L E D 发光原理图不同颜色的L E D,所使用的不同的元素紫外图 2：L E D 颜色和元素对应图3、LED光源的特点1）电压：l e d 使用低压电源，供电电压在6-2 4 v之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。2）效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少8 0%3）适用性：很小，每 个 单 元 l ed 小片是3-5 m m 的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境4）稳

8、定性：10万小时，光衰为初始的5 0%5）响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，l ed 灯的响应时间为纳秒级6）对环境污染：无有害金属汞7）颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的l ed,随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿8）价格：l ed 的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只l ed 的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300 500只二极管构成4、L E D 的优点1）高节能节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦）电光功率转换接近100乐

9、相同照明效果比传统光源节能80%以上。2）寿命长LED光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。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，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。3）多变幻LED光源可利用红、绿、篮三基色原理，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256X256X256=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。4）利环保环保效益更佳，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，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以

10、安全触摸，属于典型的绿色照明光源。红光LED含有大量的As（碑），剧毒。5）高新尖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，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。6）体积小LED基本上是一块很小的芯片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。7）高亮度、低热量比HID或白炽灯更少的热辐射。5、L E D 发展历史1）1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，效率0.llm/W,比白炽灯低100倍，售价45$/只。2)1 9 6 8 年，L E D

11、 的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使G a A s P 器件的效率达到了 1 流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。3)1 9 7 1 年，G a P 绿色芯片L E D。用途：指示用，长寿命1 0 万小时，可靠4)8 0 年代A l G a A s 技术使得L E D 效率达到1 0 流明/瓦，90 年代的A l G a l nP 技术使得L E D 效率达到1 0 0 流明/瓦O用途：显示，信号用。用于室外的运动信息发布以及汽车的高位刹车灯。5)1 994 年，中村修二研制出了第一只G a N 基高亮度蓝色发光二极管。用途：由于蓝光L E D 的出现，人们首次实现红黄蓝L E D

12、 的全色显示，从90 年代中期开始，许多广告、体育和娱乐场所开始应用L E D 大屏幕显示。6.1 997 年，中村修二和美国人修博特先后研制出了G a N 蓝色发光二极管激发黄光荧光粉得到白光L E D,效率不足1 0 l m/Wo6)2 0 0 0 年，日亚报道了1 5 l m/W 白光L E D。7)2 0 0 3 年，日亚报道的光效达到6 0 1 m/肌2 0 0 6 年3 月，其光效达到1 0 0 l m/W08)2 0 0 6 年7 月,C r e e 公司报道了 1 3 0 l m/W 白光L E D。9)2 0 0 6 年1 1 月，I I 亚报道的光效达到1 5 0 l m/

13、W,其效率已经超过节能灯，实现了真正意义上的照明。1 0)2 0 0 7 年3 月，美国C R E E 公司光效达到1 5 7 l m/W,目前L E D 的效率向2 0 0 L m/W 前进。6、LED显示屏常用术语解释1)L E D 的颜色L E D 的颜色是一个很重要的一项指标，是每一个L E D 相关灯具产品必须标明，目前L E D 的颜色主要有红色，绿色,蓝色,青色,黄色，白色,暖白,琥珀色等其它的颜色。全球第一颗L E D 采用的材料是碑(A s)化保(G a),工作电压为1.4 2 4 V,其发出的光线为红外光谱。之后，业界发展出以磷(P)化线(G a)作为L E D 的材料，工

14、作电压为2.2 6 1 V,发出的光为绿光。业界早期就透过这2 种型态L E D 所需的材料，调配出从红外线到绿色光范围内所有波长的L E D 产品，发展出常见的红光L E D、黄光L E D、橙光L E D 等等，这3 大类L E D 因为使用了钱、碎、磷3 种元素，故被称为3 元素L E D,而蓝光L E D、绿光L E D 与红外光L E D 则被称为2 元素L E D。业界后来发展出采用混合铝(A l)、钙(C a)、钢(I n)和氮(N)共4 种元素的4 元素L E D,就能够发出所有可见光范围与部份紫外线光谱的光线。2)L E D 的电流L E D 的正向极限(I F)电流多在2

15、0m A,而且L ED的光衰电流不能大于I F/3,大约1 5 m A 和1 8 m A.L ED的发光强度仅在一定范围内与I F成正比，当I F 2 0m A 时，亮度的增强已经无法用内眼分出来.因此L ED的工作电流一般选在1 7-1 9 M A 左右比较合理.前面所针对是普通小功率L ED（0.04-0.08 W）之间的L EI）而言，但大功率的L ED就必须查其规格。3）L ED的电压我们通常所说的是L ED的正向电压,就是说L ED的正极接电源正极,负极接电源负极.电压与颜色有关系，红、黄、黄绿的电压是1.8-2.4 v 之间。白、蓝、翠绿的电压是3.0-3.6 v 之间,可能同样一

16、批L ED的电压会有一些差异,，要根据厂家提供的为准.在外界温度升高时，V F将下降。L ED的反向电压V R:所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。4）L E发光强度（I、I n t e n s i t y）简称光度，指光源的明亮程度。是说从光源一个立体角（单位为S r）所放射出来的光通量，也就是光源或照明灯具所发出的光通量在空间选定方向上分布密度，也即表示光源在定方向和范围内发出的可见光辐射强弱的物理量。单位是坎德拉c d；l O O O u c d （微坎德拉）=1 m e d （毫坎德拉），1 000m c d=l c d （也称烛光）.发光强度是针对点光源而言的

17、，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。现在L E D 也用这个单位来描述，比如某L E D 是1 50 0 0 的，单位是m e d,1 0 0 0 m c d=l c d,因此1 50 0 0 m c d 就是1 5c d。之所以L E D 用毫c d （m e d）而不直接用c d 来表示，是因为以前最早L E D 比较暗，比如1 9 8 4

18、年标准5m m 的L E D 其发光强度才0.0 0 5c d,因此才用m e d 表示，用发光强度来表示“亮度”的缺点是如果管芯完全一样的两个L E D,会聚程度好的发光强度就高。因此，还要看照射角度。很多高I值的L E D 并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现。室内用单只L E D 的光强一般为50 0 u c d-50 m e d,而户外用单只L E D 的光强般应为1 0 0 m e d-1 0 0 0 m e d,甚至1 0 0 0 m e d 以上。发光强度为l e d 的光源可放射出1 2.57 1 m 光通量。5）光 通 量（F,F l u x）为一光

19、源所放射出光能量的速率或光的流动速率，为说明光源发光的能力的基本量，即光源每秒钟所发出的可见光量之总和。单位：流 明（L m：L u m e n）这个量是对光源而言，是描述光源发光总量的大小的，与光功率等价。光源的光通量越大，则发出的光线越多对于各向同性的光（即光源的光线向四面八方以相同的密度发射），则 F =4n l （n为发光角度）。也就是说，若光源的I 为l e d,则总光通量为4 n =1 2.56 1 m。人眼对不同颜色的光的感觉是不同的，此感觉决定了光通量与光功率的换算关系。对于人眼最敏感的555n m 的黄绿光，1 W =68 3 1 m,也就是说，1 W 的功率全部转换成波长为

20、555n m 的光，为6 8 3 流明。这个是最大的光转换效率，也是定标值，因为人眼对555n m 的光最敏感。对于其它颜色的光，比如650 n m 的红色，1 W的光仅相当于7 3 流明，这是因为人眼对红光不敏感的原因。对于白色光，要看情况了，因为很多不同的光谱结构的光都是白色的。例如L E D 的白光、电视上的白光以及日光就差别很大，光谱不同。常用白光L E D 流明举例：0.0 6W f 3-5L M,0.2 W-1 3-1 5L M,1 W-60-8 0 L M。个1 0 0 瓦（w）的灯泡可产生1 7 50 1 m,而一支40 w冷白日光灯管则可产生3 1 50 1 m 的光通量。6

21、）照 度（E,I l u m i n a n c e）单位勒克斯即l x （以前叫l u x）即受照平面上接受光通量的密度，可用每一单位面积的光通量来测量。1 1 m 的光通量均匀分布在1 平方公尺（m 2）的表面，即产生1 勒 克 新（L U X,I X）的照度1 1 m 的光通量落在1 平方英尺（f t2）的表面，其照度值为1 尺 烛 光（F o o t c a n d l e,f C）桌面、工作面的照度不应少于1 5 0 1 X。起居室的照明采用光线柔合的半直接型照明灯具较理想，其平均照度应达到1 0 0 1 X左右。阅读和书写用的灯具功率可大些，照度应达到2 0 0 1 X7）亮度亮度

22、是指物体明暗的程度，定义是单位面积的发光强度。单位：尼 特（n i t）8）光效光源发出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源节能的重要指标，是以其所发出光的流明除以其耗电量所得之值。单位：每瓦流明（L m/w）。光源效率（L m/w）=流 明（L m）/耗 电 量（W）也就是每一瓦电力所发出光的量，其数值越高表示光源的效率越高，也越为节能。所以效率通常是我们经常要考虑的一个重要的因素。9）波长光的色彩强弱变化，是可以通过数据来描述，这种数据叫波长。我们能见到的光的波长，范围在3 8 0 至7 8 0 n m 之间。单位：纳 米（n m）波长分类：图 3：波长分类图Wavelength(nm)R

23、 EL A T I V E I N T EN S I T Y V s W A V EL EN G T H (*)1 4BOnm/Blue,470nm/Blue2 568nm/Yellow Green3 Tr585nm/Yellow4 610nm/Amper5-635nm/Orange6-655nm/Red7 660nm/super Red8 700nm/Bright Red9 GaAlAs 880nm10-GaAs/GaAs&GaAlAs/GaAs 940nm10)显色性光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度；通常叫做显色指数，单位：Rao 光源的显色性是由显色指数来表明

24、，它表示物体在光下颜色比基准光(太阳光)照明时颜色的偏离，能较全面反映光源的颜色特性。显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色表现较差，我们所见到的颜色偏差也较大。国际照明委员会C I E 把太阳的显色指数定为100,各类光源的显色指数各不相同，如：高压钠灯显色指数Ra=23,荧光灯管显色指数Ra=6090。显色分两种：忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接近1 00，显色性最好色 坐 标(CIE)：0 70.60.50.4-4*0.30.20.10.90.2 0.3 04 0 50.6 0.7图 4：色坐标图1 1

25、）色温光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。单位：开尔文（k）色温究竟是指什么？我们知道，通常人眼所见到的光线，是由光的三原色（红绿蓝）组成的7 种色光的光谱所组成。色温就是专门用来量度光线的颜色成分的。用以计算光线颜色成分的方法，是1 9 世纪末由英国物理学家洛德凯尔文所创立的，他制定出了一整套色温计算法，而其具体界定的标准是基于以一黑体辐射器所发出来的波长。凯尔文认为，假定某一纯黑物体，能够将落在其上的所有热量吸收，而没有损失，同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话，它便会因受到热力的高低而变成不同的颜色。例如，当黑体受到的热力相当

26、于5 005 5 0时，就会变成暗红色，达到1 05 0 1 1 5 0C 时，就变成黄色因而，光源的颜色成分是与该黑体所受的热力温度相对应的。只不过色温是用凯尔文（K、也就是绝对温度）的色温单位来表示，而不是用摄氏温度（C）单位表示的。在加热铁块的过程中，黑色的铁在炉温中逐渐变成红色，这便是黑体理论的最好例子。当黑体受到的热力使它能够放出光谱中的全部可见光波时，它就由红转变橙黄色、黄色最后变成白色，通常我们所用灯泡内的鸨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是根据以上原理，用。K 来表示受热鸨丝所放射出光线的色温。根据这一原理，任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”。颜色实

27、际上是一种心理物理上的作用。所有颜色印象的产生，是由于时断时续的光谱在眼睛上的反应，所以色温只是用来表示颜色的视觉印象。摄影人都知道：有光才有色，没有光就没有色。彩色胶片的设计，一般是根据能够真实地记录出某一特定色温的光源照明来进行的，分为5 5 00 K 日光型、3 2 00 K 灯光型等多种。因而，摄影家必须懂得采用与光源色温相同的彩色胶卷，才会得到准确的色彩再现。如果光源的色温与胶卷的色温互相不平衡，就不会对色彩进行准确的还原。这时，我们就要靠滤光镜来提升或降低光源的色温，使曝光条件与胶卷拟定的色温相匹配，才会有准确的色彩再现。而数码照相机、摄像机等要求进行白平衡调整，实际上也就是对数码

28、机器进行拍摄环境的基础色温定位。目的是同样的：为了色彩的准确再现。如何准确地进行色温定位？这就需要使用到“色温计”啦。一般情况下，正午1 0 点至下午2 点，晴朗无云的天空，在没有太阳直射光的情况下，标准H光大约在5 2 0 0 5 5 0 0 K o 新闻摄影灯的色温在3 2 0 0 K；一般鹤丝灯、照相馆拍摄黑白照片使用的铝丝灯以及一般的普通灯泡光的色温大约在2 8 0 0 K；由于色温偏低,所以在这种情况下拍摄的照片扩印出来以后会感到色彩偏黄色。而一般日光灯的色温在7 2 0 0、8 5 0 0 K 左右,所以在日光灯下拍摄的相片会偏青色。这都是因为拍摄环境的色温与拍摄机器设定的色温不对

29、造成的。般在扩印机上可以进行调整。但如果拍摄现场有日光灯也有鸨丝灯的情况，我们成为混合光源，这种片子很难进行调整。不同光源环境的相关色温度。光源色温北方晴空8 0 0 0-8 5 0 0 k阴天6 5 0 0-7 5 0 0 k夏日正午阳光5 5 0 0 k金属卤化物灯4 0 0 0-4 6 0 0 k下午日光4 0 0 0 k冷色莹光灯4 0 0 0-5 0 0 0 k高压汞灯3450-3750k暖色营光灯2500-3000k卤素灯3000k鸨丝灯2700k高压钠灯1950-2250k蜡烛光2000k光源色温不同，光色也不同，色温在3000k以下有温暧的感觉，达到稳重的气氛；色温在3000k

30、-5000k为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000k以上有冷的感觉。12）眩光视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，所造成的视觉不舒适称为眩光，眩光是影响照明质量的重要因素。13）发光角度二极管发光角度也就是其光线散射角度，主要靠二极管生产时加散射剂来控制，有三大类：A指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。发光角度5 20。或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。B准型。通常作指示灯用，其发光角度为2 0、4 5。C散射型。这是视角较大的指示灯，发光角度为45 90。或更大，散射剂的量较大。LED的发光角度是LED应用产品

31、的重要参数。14、同步性两个或两个以上LED灯在不规定时间内能正常按程序设定的方式运行，一般指内控方式的LED灯，同步性是LED灯实现协调变化的基本要求。15）防护等级IP防护等级是将灯具依其防尘、防湿气之特性加以分级，由两个数字所组成，第一个数字代表灯具防尘、防止外物侵入的等级（分0-6级），第二个数字代表灯具防湿气、防水侵人的密封程度（分0-8级），数字越大表示其防护等级越高。16）光谱光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案。光波是由原子内部运动的电子产生的.各种物质的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的光波也不同.研究不

32、同物质的发光和吸收光的情况，有重要的理论和实际意义，已成为 门专门的学科光谱学.吸收光谱高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。例如，让弧光灯发出的白光通过温度较低的钠气（在酒精灯的灯心上放一些食盐，食盐受热分解就会产生钠气），然后用分光镜来观察，就会看到在连续光谱的背景中有两条挨得很近的暗线。这就是钠原子的吸收光谱.值得注意的是，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应.这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光.因此，吸收光谱中的谱线（暗线），也是原子的特征谱线，只

33、是通常在吸收光谱中看到的特征谱线比明线光谱中的少.在我们眼里大部分光源所发出的光皆通称为白光，实际上肉眼看上去的不同光源所发出的白光会因色温的高低而呈现不同的颜色。光色愈偏蓝，色温愈高偏红则色温愈低。人的眼睛有时会被自己的感觉所愚弄,感到差异不大，但在我们拍摄照片上，可以看到最直接的效果，比如在晴空下拍摄的照片，可能会发蓝发冷，而在灯光下拍摄的照片（不打开闪光灯），会呈现明显暖调的橙红色。1 7）色表是指人眼直接观察光源时所看到的颜色。街道高压钠灯发出的光既亮且白，但当看到被照射的人的面孔时显表灰色，这说明高压钠灯的色表并不差，但显色性不好。1 8）平均寿命指一批灯至5 0%的数量损坏时的小时

34、数。单位：小 时（h）。1 9）经济寿命在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下，其综合光束输出减至特定的小时数。室外的光源为7 0%,室内的光源为8 0 机2 0）L E D 象素模块L E D 排列成矩阵或笔段，预制成标准大小的模块。室内显示屏常用的有8*8 象素模块、8 字7 段数码模块。户外显示屏象素模块有4*4、8*8、8*1 6 象素等规格。户外显示屏用的象素模块因为其每 像素由两只以上L E D管束组成，固又称其为集管束模块。2 1）象素（P i x el）与象素直径L E D 显示屏中每一个可被单独控制的L E D 发光单元（点）称为象素（或象元）。象素直径是指每一象素的直

35、径，单位是毫米。对于室内显示屏，一般个为单个L E D,外形为圆形。室内显示屏象素直径校常见的有3.0、$3.7 5、$5.0、：8.0 等,其 中 以#3.7 5 和 0 5.0 最多。在户外环境，为提高亮度，增加视距，一个象素含有两只以上集束L E D；山于两只以上集束L E D 一般不为圆形，固户外显示屏象素直径一般用两两象素平均间距表示：口1 0、口1 1.5、口1 6、口2 2、口2 5。2 2）点间距、象素密度与信息容量L E D 显示屏的两两象素的中心距或点间距（D ot P i t ch）；单位面积内象素的数量称为象素密度；单位面积内所含显示内容的数量称为信息容量。这三者本质是

36、描述同一概念：点间距是从两两象素间的距离来反映象素密度，点间距和象素密度是显示屏的物理属性；信息容量则是象素密度的信息承载能力的数量单位。点间距越小，象素密度越高，信息容量越多，适合观看的距离越近。点间距越大，象素密度越低，信息容量越少，适合观看的距离越远。2 3）分辨率L E D显示屏象素的行列数称为L E D显示屏的分辨率。分辨率是显示屏的象素总量，它决定了一台显示屏的信息容量。2 4）灰度灰度是指象素发光明暗变化的程度，一种基色的灰度一般有8 级至1 0 2 4 级。例如，若每种基色的灰度为2 56 级，对于双基色彩色屏，其显示颜色为2 56 X 2 56=6 4 K 色，亦称该屏为2

37、56 色显示屏。2 5）双基色现今大多数彩色L E D显示屏是双基色彩色屏，即每一个象素有两个L E D管芯：为红光管芯，一为绿光管芯。红光管芯亮时该象素为红色，绿光管芯亮时该象素为绿色，红绿两管芯同时亮时则该象素为黄色。其中红，绿称为基色。2 6）全彩色红绿双基色再加上蓝基色，三种基色就构成全彩色。由于构成全彩色的蓝色管和纯绿色管芯较贵，故目前全彩色屏相对较少。下面为主要的L E D照明需要的性能指标:名称符号单 位说 明光通量流明L m发光体每秒种所发出的光量之总和，即光通量光强I坎德拉c d发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量照度E勒克斯L m/m 2发光体照射在被照物体单位面积上

38、的光通量亮度L尼脱c d/m 2发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量光效每瓦流明L m/w电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示平均寿命小时指一批灯至百分之五十的数量损坏时的小时数经济寿命小时在同时考虑灯的损坏以及光束输出衰减的状况下，其综合光束输出减至一特定的小时数。此比例用于室外的光源为百分之七十，用于室内的光源如日光灯则为百分之八卜。7、LED极限参数的意义1）允许功耗P m:允许加于L E D两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值，L E D发热、损坏。2）最大正向直流电流I F m：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。3）最大反

39、向电压VR m：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。4）工作环境t o p m:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。8、LED的分类1）按发光管发光颜色分按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿 色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。2）按发光管出光面特征分按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发

40、光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为 6 2 mm、4.4 mm、4 5 mm、4 8 mm、6 1 0 mm及 2 0 mm等。国外通常用“T”，代 表“T u b e”，表示管状的灯管直径，T 后面的数字表示灯管直径；T 8 就是有8 个“T”，一 个“T”就是1/8 英寸。1 英寸=2 5.4 mm。那么每一个 T 就是2 5.4+8=3.1 7 5 mm如：T 8 灯管：T 8 灯管的直径就是（8/8）X 2 5.4=2 5.4 mm T 8 的刚好是直径一英寸的灯管3）从发光强度角分布图来分有三类：（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。

41、半值角为5 2 0 或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。（2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为2 0 4 5。（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为4 5 9 0 或更大，散射剂的量较大。4）按发光二极管的结构分按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。5）按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有普通亮度的L E D （发光强度lO mc d）；把发光强度在1 0 lO O mc d 间的叫高亮度发光二极管。达到或超过lO O mc d 的称超高亮度。一般L E D 的工作电流在十几mA 至

42、几十m A,而低电流L E D 的工作电流在2mA 以 下（亮度与普通发光管相同）O6）按照封装式样和用途分S M D 型 L E DS M D 是目前L E D 最新的发展，目前主要被应用于3 c 科技商品上，如手机屏幕背光源.音响背光源.手机按键光源.汽车面板背光源.电器按键讯号灯等应用上，照射角度大所以光束能够均匀扩散，但是制作成本极高！表面贴装二极管或表面贴装元器件都是他的叫法，这个里面也有多中类别：按形状大小分：0 6 0 3、0 8 0 5、1 2 1 0、5 0 6 0、1 0 1 0 等等，一 般 SMD 都是菱形的,所以其叫法都是根据长*宽的尺寸来叫，行业善用的都是英寸，不是

43、毫米，也有用毫米叫的，不如1 6 0 8 （1.6*0.8 m m）等。发光颜色和胶体的种类和LA MP LE D 产品一样，只是产品的形状发生了很大的变化。LA MP 型 LE DLA MP的体积大且照射角度较小因而光束为聚光型，主要应用在户外广告牌.指示灯：电器讯号灯.交通号志灯。有叫它P2 产品的、也有叫它插件LE D 的，不管怎么样只要是直插式的都归与一种。而LE D 种类里面还有很多种类：按胶体形状分：3 m m、4 m m 5 m m 8 m m、1 0 m m、1 2 nm 1、方形、椭圆形、墓碑形、还有一些特殊形状等等；按胶体颜色分：无色透明、有色透明、有色散射、无色散射等；按

44、颜色分：红 色(r e d)、橙 色(o r a ng e)黄 色(ye llo w)黄 绿 色(g r e e n ye llo w)绿 色(g r e e n)、蓝 绿 色(b lu e g r e e n)、蓝 色(b lu e)、紫 色(p i nk)、紫 外 线(u v)白 色(w h i t e)红外线等等；食人鱼型LE D食人鱼则是兼具了SMD 及LA MP的优点，且照射角度也比LA MP大，加上防水技术成熟，且拥有高亮度、省电力、长寿命的特性，可对应汽车室内灯较大之车种，超优质量超低价格已成为目前市场上最物美价廉的最佳车内照明选择，而因技术已成熟所以制作成本较SMD 便宜，目前

45、均被广泛的应用在汽车照明系统，物超所值所以深受开车族的喜爱。这个是因L E D 的发光效率不能满足汽车使用其要求，所以就开发了这个产品，是小功率产品，其驱动电流一般在5 0 MA、一般L E D 用的2 0 MA,最高电流可以达到70 m A,就是因为其散热比较好，一般用在汽车后尾灯O大功 率(p o w e r l e d)现有照明的L E D 产品,它有以下分类：按功率分：l w、3 w,5 w、等等按顶部发光透镜分:平头、聚光、酒杯形状等按工艺还有铝基板的和防l u m i n o u s 的。数码 管(D i s p l a y)最早用在来做显示屏和数码显示用的：按外形分：1 位、2

46、位、3 位、4 位等等表面颜色：灰面黑胶的、也有黑面白胶的，等等极性：共阴、共阳颜色也和L A MP L E D 一样可以做很多种类。点 阵(L E D D o t Ma t r i x)这个产品和数码管差不多，都是应用在信息显示的。其间距和孔的直径有改变都是不同的产品，现在一般分5*7和8*8的，其颜色有单色、双色、三基色的等等。按颜色分：单红，单绿，双基色，三基色等;按孔的直径分:2.0,3.0,0 3.7 5,5.0 等;按点数分:5*7,8*8,1 6*1 6等还有一些其它的产品：如像素管(c l u s t e r)、测 光 源(L E D Si d e L i g ht So u

47、r c e),红外线接收和发射产 品(I n f r a r e d&Pho t o d i o d e)等等。红外线(I R L E D)-三元芯片(G a A l A s/G a A s),波长94 0 n m,工作电压/电流1.3 V/5 0 m A,遥控器用的比较多。红外线(I RL E D)一 三元芯片(G a A l A s),波长85 0 n m,工作电压/电流1.5 V/5 0 m A,红外线监视器辅助照明O正红光L E D 三元芯片(G a A l A s),波长660 n m,工作电压/电流1.7 2.0 V/2 0 m A,亮度较低，衰减快，用途少。红光L E D 四元芯

48、片(A l G a l n P),波长63 0 n m,工作电压/电流1.8 2.2 V/2 0 m A,亮度高，寿命长，一般用来取代正红光，用途有红绿灯的红灯、汽机车尾灯煞车灯、全彩L E D 广告牌的红光.等。橘光L E D 四元芯片(A l G a l n P),波长61 0 n m,工作电压/电流1.8 2.2 V/2 0 m A,亮度高但用途少。黄光L E D 四元芯片(A l G a l n P),波长5 92 n m,工作电压/电流1.8 2.2 V/2 0 m A,亮度高，寿命长,用途有红绿灯的黄灯、汽机车方向灯.等。黄绿光L E D 四元芯片(A l G a l n P),波

49、长5 70 n m,工作电压/电流1.8 2.2 V/2 0 m A,亮度较低但用途不少,计算机机壳电源灯、红绿双色字幕机.等。草绿光L E D GA N 芯片(I n Ga N/S i C),波长5 2 5 n m,工作电压/电流3.0 3.6 V/2 0 m A,亮度高，用途大部分是全彩L E D 广告牌的绿光。绿光L E D GA N 芯片(I n Ga N/S i C),波长5 1 5 n m,工作电压/电流3.0 3.6 V/2 0 m A,亮 度 高,一般用途。青绿光L E D GA N 芯片(I n Ga N/S i C),波长5 2 5 n m,工作电压/电流3.0、3.6 V

50、/2 0 m A,亮度高，大部分用在红绿灯的绿灯。蓝光L E D GA N 芯片(I n Ga N/S i C),波长4 7 0 n m,工作电压/电流3.0 3.6 V/2 0 m A,亮度高，用途很广，包括全彩L E D 广告牌的蓝光。白光L E D GA N 芯片(I n Ga N/S i C),工作电压/电流3.0 3.6 V/2 0 m A,亮度高寿命长，光色稳定不闪烁，现在已经可以做小区域照明之用，明年开始将会全面取代中小型L C D 面板的冷阴极管当背光源。9、LED的适用范围和各类应用L E D 照明灯具里，底灯，吊灯，投射灯等装饰用，反射用途的L E D 照明灯具可以完全胜任