《LED基础知识原理》课件.pptx

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1、LED基础知识原理 制作人：PPt创作者时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 LED LED的物理原理的物理原理第第3 3章章 LED LED的电学特性的电学特性第第4 4章章 LED LED的封装形式的封装形式第第5 5章章 LED LED的应用技术的应用技术第第6 6章章 总结与展望总结与展望 0101第1章 简介 LEDLED的起源的起源LEDLED的历史非常悠久，早在的历史非常悠久，早在2020世纪世纪6060年代就有学者开始年代就有学者开始研究研究LEDLED的基本原理。在随后的几十年中，随着技术的不的基本原理。在随后的几十年中，随着技术的不断发展和完善，断

2、发展和完善，LEDLED的性能也得到了极大的提升。目前，的性能也得到了极大的提升。目前，LEDLED已经成为一种最为先进的光源之一。已经成为一种最为先进的光源之一。LED的基本原理半导体PN结发光原理发光机理正向电流、电压特性电学特性红、黄、绿、蓝、白光的发光材料发光材料 LED的分类红、黄、绿、蓝、白等按颜色分点阵、数码管、面阵等按显示模式分小功率、中功率、大功率等按功率分 LED的优点LED的能效是传统光源的几倍能效高LED的寿命可以达到100000小时以上寿命长LED的光色非常纯净，可以根据需要进行调节光色纯净 LED的应用领域LED家居灯、吸顶灯、台灯等家庭照明LED商场灯、酒店灯、舞

3、台灯等商业照明LED车灯、内饰灯等汽车照明LED显示屏、信号灯、仪器仪表等其他领域2019年，全球LED市场规模达到了1100亿美元全球市场规模0103LED行业的发展趋势是高亮度、高效率、高可靠性、多功能化行业发展趋势02日本、韩国、美国在LED技术方面处于领先地位各国技术水平 0202第2章 LED的物理原理 半导体基础知识材料的电导行为、载流子密度的关系基本定义半导体材料的选择化学元素周期表描述了材料中电子和空穴的能量状态能带结构 半导体发光原理材料处于激发状态，自然放出光子自发辐射外界电场的作用下，能量被吸收释放出光子受激辐射透过材料的光子被吸收生成热能，使材料温度升高失活 大量电子n

4、型半导体0103使PN结处能量级差形成发光发光材料02大量空穴p型半导体量子阱制备量子阱制备采用多层量子阱结构采用多层量子阱结构提高光电转换效率提高光电转换效率工艺流程工艺流程制作金属电极，连接晶片制作金属电极，连接晶片封装在光学材料中封装在光学材料中 LED的制造工艺外延生长外延生长选择晶片表面直接生长选择晶片表面直接生长n n型、型、p p型半导体型半导体常用材料有氮化镓、氮化铝等常用材料有氮化镓、氮化铝等LEDLED的优点的优点LEDLED具有寿命长、发热量小、功率大、能效高、可靠性强具有寿命长、发热量小、功率大、能效高、可靠性强等优点，因此被广泛应用于照明、显示、信号等领域。等优点，因

5、此被广泛应用于照明、显示、信号等领域。LED的应用替代传统照明设备照明行业制造高清显示屏幕显示行业发光二极管红绿蓝三色组合信号行业 小结本章主要介绍了LED的物理原理和制造工艺。半导体基础知识、半导体发光原理是LED理解的基础，而LED的结构和材料、制造工艺则是LED的核心技术。了解这些知识，有助于更好地理解LED的应用和发展前景。0303第3章 LED的电学特性 LEDLED的电学特性的电学特性LEDLED作为一种电子元器件，具有独特的电学特性，其中最作为一种电子元器件，具有独特的电学特性，其中最重要的是重要的是IVIV曲线和特性参数。正向和反向电压决定了曲线和特性参数。正向和反向电压决定了

6、LEDLED是否导通，而电流则决定了是否导通，而电流则决定了LEDLED的亮度。的亮度。LED的电学特性LED的电学特性曲线由导通电压、工作电流和亮度等参数组成。IV曲线和特性参数LED在正向电压下才能导通，通常正向电压为2-3V。反向电压下LED具有很高的阻值，可以用作保护元器件。正向和反向电压电流是LED的亮度的决定因素，亮度随着电流的增大而增大，但同时LED会加热，所以需要进行热管理。电流和亮度的关系 LED的驱动电路直流驱动电路是LED驱动电路中最简单的一种，通常由电源和电阻组成，虽然简单但是效率较低。直流驱动电路交流驱动电路通常由桥式整流电路、滤波电路和驱动电路三部分组成，可以提高L

7、ED的工作效率。交流驱动电路驱动电路中常见的元器件包括二极管、电容、电感、晶体管等，不同的驱动电路组成不同，适用于不同的LED应用场景。驱动电路的组成 亮度是LED发出的光线亮度的度量，单位是坎德拉。发光强度是LED单位时间内放射光的功率，单位是瓦特。亮度和发光强度0103显色性是LED发出的光线对物体颜色的还原性能。照度是LED的光线照射到物体上的强度。显色性和照度02光通量是LED放射光的总功率，单位是流明。光效率是LED放射流明数与输入电力的比值。光通量和光效率导导致致晶晶片片失失效效的的因因素素温度过高温度过高电压过大电压过大电流过大电流过大静电放电静电放电热管理的重要性热管理的重要性

8、降低降低LEDLED的工作温度的工作温度提高提高LEDLED的寿命的寿命提高提高LEDLED的可靠性的可靠性优化优化LEDLED的工作效率的工作效率 LED的热特性晶片温升的原因晶片温升的原因晶片内部电路的接触电阻晶片内部电路的接触电阻元器件本身的内阻元器件本身的内阻连线的电阻连线的电阻总结LED的电学特性是LED工作的基础，驱动电路是LED工作的关键，而热管理是提高LED可靠性和寿命的重要手段。在使用LED的过程中，需要根据不同的应用场景选择合适的LED驱动电路和热管理方案，以便达到最佳的工作效果。0404第4章 LED的封装形式 LED封装类型好处是易于控制，缺点是工艺较难集成封装适合大功

9、率LED，缺点是尺寸大、价格贵散热器封装优点是集成度高，缺点是散热困难、调光协调性差COB封装 LED封装工艺PCB、元器件等的加工准备封装前的准备工作金丝焊接、胶水固定等工艺焊接和固定工艺分光测试、清洗、包装等步骤后续测试和包装 显示光源对物体色彩的还原能力和颜色还原指数显色性和CRI值0103描述不同方向上光强度分布的曲线光分布曲线02发 光 角 度、亮 度、Correlated Color Temperature等参数的测量光学参数测量陶瓷基底陶瓷基底成本高，尺寸大，散热效果好成本高，尺寸大，散热效果好应用于高要求的应用于高要求的LEDLED灯具灯具树脂基底树脂基底成本低，尺寸小，适合大

10、规模成本低，尺寸小，适合大规模生产生产应用于应用于LEDLED显示屏等大量应用显示屏等大量应用场景场景塑料基底塑料基底成本低，适合大规模生产成本低，适合大规模生产应用于室内照明等低功率应用应用于室内照明等低功率应用场景场景LED的封装材料金属基底金属基底尺寸大，好散热，成本高尺寸大，好散热，成本高应用于高功率应用于高功率LEDLED灯具灯具封装工艺的影响因素LED封装过程中的温度、湿度、光照等环境因素都会影响到LED的性能稳定性和寿命。因此，在封装过程中需要严格控制这些参数，以确保LED的质量。LEDLED的发展趋势的发展趋势随着新材料、新技术的不断涌现，随着新材料、新技术的不断涌现，LEDL

11、ED的应用前景不断扩的应用前景不断扩大。未来，大。未来，LEDLED将逐渐取代传统光源，应用于更多的领域，将逐渐取代传统光源，应用于更多的领域，如智能家居、车载照明、工业照明等。同时，如智能家居、车载照明、工业照明等。同时，LEDLED的发展的发展还将朝着更高效、更环保、更智能等方向不断前进。还将朝着更高效、更环保、更智能等方向不断前进。LED的应用领域室内照明、道路照明、园区照明等照明室外大屏、室内背光、电子标志等显示屏X光机、口腔治疗、手术室等医疗车灯、仪表盘、车顶显示等汽车 0505第5章 LED的应用技术 LED照明系统设计灯具、光源、照明控制器、电源、电器附件照明系统要素收集需求、制

12、定方案、设计方案、施工照明系统设计流程能效、舒适度、安全性、环保性、可靠性照明系统的优化 LED照明系统的控制按比例调整电压、电流以控制灯光亮度PWM调光技术可实现多灯控制、多种灯效控制DMX512控制技术根据感知到的环境信息自动调节灯光传感器控制技术 节能、舒适、个性化家庭照明应用0103舒适、安全、节能汽车照明应用02美观、照明效果好、耐用商业照明应用LED新技术趋势高亮度、高对比度、快速响应、更纤细尺寸Micro LED技术高亮度、高色域、LED点距小、成本低Mini LED技术高亮度、广色域、对比度高、色彩自发光OLED技术能使显示器色域得到大幅度提升，色彩还原度更高QD技术LED的应

13、用技术在LED的应用技术方面，主要集中在LED照明系统的设计、控制、应用案例和新技术趋势等内容。LED照明系统的设计流程和优化需要综合考虑多种因素，如能效、舒适度、安全性、环保性和可靠性等，以实现照明效果的最佳效果和最佳节能环保结果。而LED照明系统的控制，则存在多种技术方案，如PWM调光技术、DMX512控制技术和传感器控制技术等，可以根据实际需要进行选择。LEDLED的应用案例的应用案例 -家庭照明应用家庭照明应用家庭照明应用是家庭照明应用是LEDLED的重要应用领域之一，主要是因为的重要应用领域之一，主要是因为LEDLED灯具具有节能、舒适和个性化的特点。通过灯具具有节能、舒适和个性化的

14、特点。通过LEDLED照明，照明，可以根据不同区域和不同人群的需要，调节灯光亮度、色可以根据不同区域和不同人群的需要，调节灯光亮度、色温和灯效等，以实现舒适的照明效果。此外，温和灯效等，以实现舒适的照明效果。此外，LEDLED照明灯照明灯具还可以实现智能化控制，如手机具还可以实现智能化控制，如手机APPAPP远程控制等，提高远程控制等，提高照明的便捷性和智能性。照明的便捷性和智能性。舒适度舒适度调节灯光色温调节灯光色温根据不同区域和使用场景，选根据不同区域和使用场景，选择不同的灯光亮度择不同的灯光亮度安全性安全性LEDLED灯具要符合国家安全标准灯具要符合国家安全标准防止灯具漏电、短路等故障防

15、止灯具漏电、短路等故障环保性环保性优先使用环保型电池优先使用环保型电池LEDLED灯具可回收灯具可回收LED照明系统的优化能效能效优先选择优先选择LEDLED灯具灯具合理调整灯光亮度合理调整灯光亮度选择高效电源选择高效电源LED新技术趋势LED新技术趋势主要包括Micro LED技术、Mini LED技术、OLED技术和QD技术。其中，Micro LED技术可以实现更高亮度、更高对比度、更快的响应和更纤细尺寸的显示效果，适用于小屏幕显示设备；Mini LED技术则可以实现高亮度、高色域和成本低等特点，适用于大屏幕显示设备；OLED技术则通过色彩自发光，可以实现更广的色域和更高的对比度，适用于很

16、多领域；QD技术则可以使显示器色域得到大幅度提升，色彩还原度更高。0606第6章 总结与展望 LED的发展历程发展历程从单色LED到全彩LED技术发展从DIP封装到SMD封装应用拓展从传统照明到智能照明 LED行业现状全球市场分布各国LED产业发展状况品牌战争行业竞争现状市场前景分析前景分析和趋势预测 LED的未来发展方向工业转型升级产业智能化和自动化绿色发展环保和可持续发展技术革新新技术的应用和推广 全彩全彩LEDLED的发展的发展历程历程自自2020世纪世纪6060年代诞生以来，年代诞生以来，LEDLED经历了从单色经历了从单色LEDLED到全到全彩彩LEDLED，从，从DIPDIP封装到

17、封装到SMDSMD封装的发展历程。封装的发展历程。LED的发展历程韩国韩国LEDLED技术领先技术领先集中化程度高集中化程度高美国美国LEDLED产业规模较大产业规模较大研究水平高研究水平高日本日本LEDLED市场份额高市场份额高研发投入大研发投入大各国LED产业发展状况中国中国LEDLED产业规模全球第一产业规模全球第一龙头企业众多龙头企业众多各大品牌纷争激烈品牌竞争0103价格战打得火热价格竞争02谁掌握了更先进的技术技术竞争产业智能化和自动化未来，LED行业将向智能化、自动化的方向发展，智能制造与智慧产业将成为未来发展的主要趋势。LED的未来发展LED绿色光源绿色环保LED可靠性高可持续发展OLED、微LED等新技术应用 LEDLED的未来的未来未来，未来，LEDLED技术将不断创新和应用，成为环保、节能、高技术将不断创新和应用，成为环保、节能、高效、多功能的照明产品。效、多功能的照明产品。LED的未来发展方向 再见