LED发光原理简介

LED发光原理內容:1.简介2.基本原理3.光电特性4.LED应用簡介LightEmittingDiode,簡稱LED中文譯:發光二極體(台灣地區)發光二極管(大陸地區)•包含可見光(Visible)與不可見光(Invisible)•屬於光電半導體的一類•在結構上包括P極(P-Type)與N極(N-Type)LED的五大物料與五大製程五大物料五大製程晶片基材固晶銀膠金線銲線環氧樹脂封膠切腳測試晶片的結構(I)四大結構:P型層,N型層,基層(Substrate)與電極•電極分上電極及下電極材料部份有Al及Au•依P型層及N型層的位置,分為兩種:P型層在上,則為P-typeN型層在上,則為N-type•基層一般為GaAs,GaP,…等晶片的結構(II)一般基層(Substrate)的材料,如GaAs,有吸收光之特性,稱為AStype,將造成發光效率變差,解決此問題的方法,目前有兩種:•磨除基層•更換基層為TStype•SRDRUR晶片的製程晶片的材料及其發光顏色LED發光效率的演化週期表LED晶片的元素為III-V族化合半導體基本原理IBIIBIIIIVVVIVIIB硼CN氮OFAl鋁SiP磷SCLCuZnGa鎵GeAs砷SeBrAgCdIn銦SnSb銻TeI材料的排列模式:Si•原子內各層的穩定電子數:2,8,8,…..個•矽的外層電子數為4個電子N-type的排列模式:Si+As•在Si的排列中放入As,則將多出一個電子,在結構上是為帶負電(Negative),故定義為N-type.P-type的排列模式:Si+B•在Si的排列中放入B,在結構上將少一個電子,可視為帶正電(Positive)的空域,稱為電洞(hole),定義為P-type.工作原理•LED的符號•P層與N層之接合狀況•LED之通電狀況順向電壓逆向電壓P極接正電,N極接負電,則LED發光;反之,則不發光順向電壓(VF)v.s.順向電流(IF)逆向電壓(VR)v.s.逆向電流(IR)•LED適用於電流操作,而非電壓•VR或IR的量測方法VR=5V時,IR=10uAIR=10uA時,VR=5V光電特性光束Power光強度Intensity照度亮度不可見光可見光WW/SrW/m2W/Sr*m2可見光fluxlmcdlm/Srluxlm/m2nitcd/m2lm:Lumencd:CandelaSr:表立體角,在測試距離100mm時為0.01視感度•人眼對555nm波長光(綠色)的感度最佳,隨之比它波長越短或越長,則感度越差,此種人眼感度特性,稱為視感度•W與lm的關係即在視感度Φv(lm)=KVλΨλdλΨλ為波長λ的Power(W)•λp與λd的關係亦在視感度0∞λp,λd及△λ•λpPeakWavelength峰值波長主要是量測設備針對每一波長量測光強度後所得的最高強度的波長•λdDominantWavelength主要是量測設備針對每一波長量測光強度*視感度係數後所得的最高強度的波長•△λ半頻寬值為最高強度50%時的寬度△λIvv.s.IFIv與IF成正比IFPv.s.Dutycycle2θ1/2ViewingAngle•LED為指向性元件•½表示發光強度50%時的角度•Flux相同的兩顆LED,2θ1/2愈大則Iv愈小環境溫度(Ta)對LED的影響•Tavs.IF•Tavs.IV•Tavs.VF•Tavs.λP•LED指示灯与显示元件•广泛应用于消费性与工业性产品，包括玩具及电器、动能显示看板游戏设备，用于状态指示、显示和作背光源用途。•红外线元件•包含发射、接收元件及具动态控制的收发元件，其大量的应用是在无线通讯装置和消费性电子产品。•COB元件•广泛应用于交通灯、汽车及照明等，其大量的应用是在汽车指示灯、舞台灯、照明领域。室内照明。•多样化的组合提供最有竞争力的产品•低消耗功率,高效率,低成本•易组装、叠放与定位•尺寸可依客戶需求而变更•面光源。