专题2发光二极管(LED)物理基础与结构剖析.ppt

专题一 发光二极管（LED）物理基础与结构 紅橙黃綠藍靛紫，為人眼可見之光，是一般人類所能察覺光的波長，介於380～780nm之間。 紫色光波以下的波長稱為紫外線，大約介於100nm~380nm。 紅色光波以上的波長稱為紅外線，大約介於780nm~1mm。 二、LED的基本概念 LED：Light Emitting Diode 译为：发光二极管 定义：一种可以将电能转化为光能的电子器件具有二极管的特性。 符号： 实物图： 三、LED的发光原理 LED的核心部分是由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度层，称为p-n结。 1、专业描述 在正向电压的作用下，PN结N区的电子向正方面扩散，进入有源层，P区的空穴也向负方向扩散进入有源层。进入有源层的电子和空穴由于 异质结势垒的作用，而被封闭在有源层内，就形成了粒子数反转分布，有源层内反转分布的电子经跃迁与空穴复合，产生自发辐射光。 2、简单描述 电子由高能级跃迁到低能级，产生光子。 3、一般描述 在施加正向电压的情况下，PN结N区自由电子向P区运动，而P区的空穴则向N区运动，在有源层内电子由导带跃迁到价带与空穴复合，产生光子，即电能转化成了光能 LED发光机理示意图 四、LED的发展历史 六、LED的结构特征 6.1 LED封装结构特征 6.2 LED芯片结构特征 6.1.1 LED Lamp Structure（直插型） 6.1.2 High power LED structure(大功率LED) 七、LED的产品分类 按发光颜色分：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。 按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。 圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。 从发光强度角分布图来分有三类： （1）高指向性：半值角为5°～20°或更小。（2）标准型：其半值角为20°～45°。（3）大角度。 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。 按发光强度和工作电流分: 有普通亮度的LED（发光强度10mcd）； 超高亮度的LED（发光强度100mcd）； 把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。 ?5系列举例（圆形，子弹头） 食人鱼系列 八、LED的产业链 LED设备，原材料：MOCVD，激光划片机，检测设备 上游：材料生长，结构设计； 亮度，波长，正向电压，可靠性； 外延片 中游：芯片制备； 正向电压，出光，可靠性； 芯片：0.3mm-1.5mm 下游：封装； 出光效率，正向电压，可靠性，散热； LED lamp, SMT, high power，数码管等 应用：灯具，工程； 出光效率，散热，美学设计，建筑，文化等； 装饰照明，路灯，LCD背光，车灯，太阳灯，普通照明，特种照明。 * * 380nm 430nm 490nm 505nm 515nm 535nm 585nm 600nm 630nm 780nm 紫色(Purple) 藍色(Blue) 藍綠色(Bluish Green) 翠綠色(Green) 純綠色(Pure Green) 黃綠色(Yellow Green) 黃色(Yellow) 橙色(Orange) 琥珀色(Amber) 紅色(Red) 一、可见光 视频：LED照明的发展史 五、白光LED主流实现方式 InGaN蓝光LED chips + YAG:Ce3+黄色荧光粉＝白光 LED （来源：厦门通士达有限公司 2008年4月） 白光LED的光谱图 芯片数 激发源 发光材料 发光原理 1 蓝色LED InGaN/YAG InGaN的蓝光与YAG的黄光混合成白光 蓝色LED InGaN/荧光粉 InGaN的蓝光激发的红绿蓝三基色荧光粉发白光 蓝色LED ZnSe 由薄膜层发出的蓝光和在基板上激发出的黄光混色成白光 紫外LED InGaN/荧光粉 InGaN的紫外激发的红绿蓝三基色荧光粉发白光 2 蓝色LED 黄绿LED InGaN、Ga