LED發光二極體介紹

led照明最近幾年悄然興起，但是你是否了解led呢，今天就讓我們一起學習一下led吧

LED構成

LED(Light Emitting Diode)，發光二極體，主要由支架、銀膠、晶片、金線、環氧樹脂五種物料所組成。

LED是一種能夠將電能轉化為光能的半導體，它改變了白熾燈鎢絲髮光與節能燈三基色粉發光的原理，而採用電場發光。據分析，LED的特點非常明

LED燈泡以及燈具圖片(18張)顯，壽命長、光效高、輻射低與功耗低。白光LED的光譜幾乎全部集中於可見光頻段，其發光效率可超過150lm/W(2010年)。將LED與普通白熾燈、螺旋節能燈及T5三基色螢光燈進行對比，結果顯示：普通白熾燈的光效為12lm/W，壽命小於2000小時，螺旋節能燈的光效為60lm/W，壽命小於8000小時，T5螢光燈則為96lm/W，壽命大約為10000小時，而直徑為5毫米的白光LED光效理論上可以超過150lm/W，壽命可大於100000小時。有人還預測，未來的LED壽命上限將無窮大。隨著LED散熱技術的改進，室外照明LED燈、投光燈等大功率LED照明燈具已經實現工業化生產並開始被大量應用。對色溫和顯色性要求很高的室內照明的舞檯燈、影棚燈等也已實現量產並投入應用。適用範圍最大、用量也最大的通用照明的T8、T5、T4燈管和代替白熾燈和節能燈的螺口球泡燈已形成系列化，使用壽命已高達5萬小時。LED照明已進入高速發展期。

LED封裝形式

依據異樣的運用場合、異樣的外形尺度、散熱計劃和發光作用。LED封裝方式多種多樣。當前，LED按封裝方式分類首要有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED、Flip Chip-LED等

lamp-led封裝工藝流程圖

Lamp-LED(垂直LED)

Lamp-LED早期呈現的是直插LED，它的封裝選用灌封的方式。灌封的進程是先在LED成型模腔內注入液態環氧樹脂，然後刺進壓焊好的LED支架，放入烘箱中讓環氧樹脂固化後，將LED從模腔中脫離出即成型。由於製作工藝相對簡略、成本低，有著較高的市場佔有率。

SMD-LED(貼片LED)

貼片LED是貼於線路板外表的，適合SMT加工，可回流焊。很好地處理了亮度、視角、平整度、可靠性、一致性等問題，選用了更輕的PCB板和反射層材料，改善後去掉了直插LED較重的碳鋼材料引腳，使顯現反射層需求填充的環氧樹脂更少，意圖是減少尺度，下降分量。這樣，貼片LED可輕易地將產物分量減輕一半，最終使運用愈加完滿。

Side-LED(側發光LED)

當前，LED封裝的另一個要數旁邊面發光封裝。若是想運用LED當LCD(液晶顯現器)的背光光源，那麼LED的旁邊面發光需與外表發光一樣，才能使LCD背光發光均勻。固然運用導線架的描繪，也可以到達旁邊面發光的意圖，可是散熱作用欠好。不過，Lumileds公司創造反射鏡的描繪，將外表發光的LED，使用反射鏡原理來發成側光，成功地將高功率LED運用在大尺度LCD背光模組上。

TOP-LED(頂部發光LED)

頂部發光LED是比較常見的貼片式發光二極體。首要運用於多功能超薄手機和PDA中的背光和狀況指示燈。

High-Power-LED(高功率LED)

為了取得高功率、高亮度的LED光源，廠商們在LED晶片及封裝描繪方面向大功率方向開展。當前，能接受數W功率的LED封裝已呈現。比方Norlux系列大功率LED的封裝布局為六角形鋁板作底座(使其不導電)的多晶片組合，底座直徑31.75mm，發光區坐落其間心部位，直徑約(0.375×25.4)mm，可包容40隻LED管芯，鋁板還作為熱沉。這種封裝選用慣例管芯高密度組合封裝，發光功率高，熱阻低，在大電流下有較高的光輸出功率，也是一種有開展前景的LED固體光源。

可見，功率型LED的熱特性直接影響到LED的工作溫度、發光功率、發光波長、運用壽命等，因而，對功率型LED晶片的封裝描繪、製作技能顯得愈加重要。

Flip Chip-LED(覆晶LED)

LED覆晶封裝布局是在PCB基本上制有複數個穿孔，該基板的一側的每個穿孔處都設有兩個異樣區域且互為開路的導電原料，而且該導電原料是平鋪於基板的外表上，有複數個未經封裝的LED晶片放置於具有導電原料的一側的每個穿孔處，單一LED晶片的正極與負極接點是使用錫球分別與基板外表上的導電材料連接，且於複數個LED晶片面向穿孔的一側的外表皆點有透明材料的封膠，該封膠是呈一半球體的形狀坐落各個穿孔處。歸於倒裝焊布局發光二極體。

LED發光原理

LED可以直接把電能轉化為光能。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附著

LED燈株在一個支架上，是負極，另一端連接電源的正極，整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它裡面空穴佔主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個「P-N結」。當電流通過導線作用於這個晶片的時候，電子就會被推向P區，在P區裡電子跟空穴複合，然後就會以光子的形式發出能量，這就是LED發光的原理。而光的波長決定光的顏色，是由形成P-N結材料決定的。

貼片LED

LED分類

1、按發光管發光顏色分

可分成紅色、橙色、綠色(又細分黃綠、標準綠和純綠)、藍光等。另外，有的發光二極體中包含二種或三種顏色的晶片。

根據發光二極體出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發光二極體還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發光二極體適合於做指示燈用。

2、按發光管出光面特徵分

分圓燈、方燈、矩形、面發光管、側向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發光二極體記作T-1;把φ5mm的記作T-1(3/4);把φ4.4mm的記作T-1(1/4)。

由半值角大小可以估計圓形發光強度角分布情況。

從發光強度角分布圖來分有三類：

(1)高指向性。一般為尖頭環氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯用以組成自動檢測系統。

(2)標準型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。

(3)散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，散射劑的量較大。

3、按發光二極體的結構分

有全環氧包封、金屬底座環氧封裝、陶瓷底座環氧封裝及玻璃封裝等結構。

4、按發光強度和工作電流分

有普通亮度的LED(發光強度10mcd);把發光強度在10～100mcd間的叫高亮度發光二極體。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發光管相同)。

除上述分類方法外，還有按晶片材料分類及按功能分類的方法。

相關知識

陶瓷LED天花燈

LED的亮度是跟LED的發光角度有必然關係的，LED的角度越小它的亮度越高，生產工藝不一樣，使用壽命略有不同。5MM的LED180度角的白光的發光強度只有幾百MCD，15度角的光強在一萬多兩萬MCD，在戶外用大功率的LED，亮度就更高了，單個功率有1W、3W、5W，還有的是用多個大功率組合成一個大功率的LED，功率去到幾百W都有。

色溫和亮度沒關係，而亮度和流明值有關

來看幾個相關概念：

(1)光通量(lm)

由於人眼對不同波長的電磁波具有不同的靈敏度，我們不能直接用光源的輻射功率或輻射通量來衡量光能量，必須採用以人眼對光的感覺量為基準的單位----光通量來衡量。光通量用符號Φ表示，單位為流明(lm)。

(2)發光強度(cd)

光通量是說明某一光源向四周空間發射出的總光能量。不同光源發出的光通量在空間的分布是不同的。發光強度的單位為坎德拉，符號為cd，它表示光源在某單位球面度立體角(該物體表面對點光源形成的角)內發射出的光通量。1 cd = 1 lm/1 sr (sr：立體角的球面度單位)。

陶瓷

(3)亮度(cd/m2)

亮度是表示眼睛從某一方向所看到物體發射光的強度。單位為坎德拉/平方米[cd/m2]，符號為L，表明發光體在特定方向單位立體角單位面積內的光通量，它等於1平方米表面上發出1坎德拉的發光強度。

(4)色溫( Color Temperature )

當光源所發出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時，黑體的溫度就稱為該光源的色溫，用絕對溫度K(開爾文，開氏度 = 攝氏度 + 273.15 )表示。

顯色性(Color rendering property)

原則上，人造光線應與自然光線相同，使人的肉眼能正確辨別事物的顏色，當然，這要根據照明的位置和目的而定。

光源對於物體顏色呈現的程度稱為顯色性。通常叫做"顯色指數"(Ra)。顯色性是指事物的真實顏色(其自身的色澤)與某一標準光源下所顯示的顏色關係。Ra值的確定，是將DIN6169標準中定義的8種測試顏色在標準光源和被測試光源下做比較，色差越小則表明被測光源顏色的顯色性越好。

Ra值為100的光源表示，事物在其燈光下顯示出來的顏色與在標準光源下一致。