LED产品知识培训(初级)

产品知识培训(初级)博锐光电2012.03目录LED的概念及发展历程LED发光原理及分类LED产业基本情况照明相关术语灯具知识LED产品应用LED概念•LED=LightEmittingDiode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED发展历程•1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，效率0.1lm/W,比白炽灯低100倍，售价45$/只。•1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP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。•1971年，GaP绿色芯片LED。•用途：指示用，长寿命10万小时，可靠•80年代AlGaAs技术使得LED效率达到10流明/瓦•90年代的AlGaInP技术使得LED效率达到100流明/瓦•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。LED发展历程•1994年，中村修二研制出了第一只GaN基高亮度蓝色发光二极管。•用途：LED大屏幕显示。•1997年，中村修二和美国人修博特先后研制出了GaN蓝色发光二极管激发黄光荧光粉得到白光LED，效率不足10lm/W。•2000年，日亚报道了15lm/W白光LED，•2003年，日亚报道的光效达到60lm/W，2006年3月，其光效达到100lm/W•2006年7月，Cree公司报道了130lm/W白光LED•2006年11月，日亚报道的光效达到150lm/W，其效率已经超过节能灯，实现了真正意义上的照明。•用途：照明领域：建筑、景观、家电背光•2007年3月，美国CREE公司光效达到157lm/W，目前LED的效率向200Lm/W前进。•2008-2012：各种新材料、新技术及工艺水平迅速提高，发展迅猛LED发光原理其核心是PN结。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。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。LED结构LED灯珠贴片LED白光LEDLED白光实现途径:LED特点及优势•节能高效：LED只消耗白炽灯10%的能耗；比荧光节能灯光效提高50%，体积减少30%，重量减轻40%。•超常寿命：寿命50000小时，是荧光灯节能灯的10倍、白炽灯的100倍；免维护。•绿色安全：光线中不含紫外线和红外线，无辐射；不含汞和铅等有害元素，无气体密封问题，耐冲击；无启动器、镇流器或超高压变压器，不会产生电磁干扰；无频闪，保护眼睛。•可控性好：响应时间快（微秒数量级），可反复频繁亮灭，易实现各种调光效果。•可塑性强：LED大小形状可根据装饰要求，按照点、线、面、球、异形体乃至任意艺术造型设计，外形美观。LED分类（按封装形式）直插式贴片(SMD)食人鱼集成封装(COB)直插：φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm贴片：3528，5050，3010，3014。。。。。。LED分类•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。•按发光强度和工作电流分：普通亮度的LED（发光强度10mcd）高亮度（10～100mcd）超高亮度的LED（发光强度100mcd）•按功率大小分:小功率（1W以下），大功率（1W以上）•按发光颜色分：单色：红、黄、蓝、绿、白RGB全彩LED产业链外延片（晶片）芯片封装、应用上游产业中游产业下游产业利润比：60%30%10%LED上游产业工艺：外延材料→衬底→在衬底上生长外延层→外延片成品：外延片（主要设备：外延炉：MOCVD）LED中游产业工艺：金属蒸镀→光罩蚀刻（正负电极制作）→切割→测试分选成品：芯片LED下游产业封装：芯片粘贴→焊接引线→树脂封装→剪脚成品：LED应用产品（灯具、显示屏、背光源、指示灯。。。）LED产业链LED产业链代表企业产业链上游中游下游材料体系衬底等原材料外延芯片封装应用AlGaInP中科镓英：GaAs厦门三安、山东华光、河北汇能、广东福地、广东普光、北京圣科佳佛山国星、厦门华联、宁波升普、深圳量子、河北鑫谷、江苏稳润、天津天星、江苏奥雷、杭州创元、福日科光上海三思、东莞勤上、北京朗波尔、世纪澄通、浙江：晶日、生辉、西子、名创、名芯、燎原、杰友生、升普、宏源、帅康南大光电：MO源南昌欣磊、上海金桥大晨、深圳奥伦德、河北立德GaN中科嘉浦、深圳淼浩：蓝宝石厦门三安、上海蓝光、深圳方大、大连路美、江西联创、上海蓝宝、北京长电、广东福地、广东普光南大光电：MO源北京睿源大连光明化工、大连科利德：高纯氨气国内普遍使用芯片品牌•大功率：日亚、菲利普、科瑞（锐）、欧司郞、普瑞、丰田和成、首尔、LG、三星•小功率：晶元、艾迪生、广镓、国产芯片照明相关术语照度（LX）可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为lx。被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。发光强度（CD）简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4。左右。光通量（lm）点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者(人能感觉出来的辐射通量)即称为光通量。光通量的单位为流明(简写lm),1流明(lumen或lm)定义为一国际标准烛光的光源在单位立体弧角内所通过的光通量。光效（LM/W）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。单位：每瓦流明（Lm/w）。亮度（NIT）表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。显色指数（RA）光源对物体颜色的呈现的程度，即颜色的逼真程度。常称“显色指数”单位：Ra,范围0-100。照明相关术语色温（K）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）。色温越高，光色越冷；色温越低，光色越暖。正午阳光5500K照明相关术语光束角（度）通常称角度，指于垂直光束中心线之一平面上，发光强度等于50%最大发光强度的二个方向之间的夹角。光衰一定时间内与初始光通量相比下降的百分比。光学参数关系图思考•光通量越大是否发光强度越大？•光强越大是否亮度越大？•照度越大是否亮度越大？传统光源光学参数灯具名称光效范围色温显色指数寿命白炽灯10-182850991000卤素灯（碘钨灯）15-302700-650060-803000紧凑型荧光灯（节能灯）36-602700-650060-903000-5000普通荧光灯50-1002700-650050-908000-10000金属卤化物（金卤灯）50-903000、4500、560055-855000高压钠灯60-1301950、2200、2500小于3010000低压钠灯54-1441750很小10000汞灯30-503300-430030-403000-5000灯具概念及结构传统灯具•灯体（灯壳）•镇流器•光源LED灯具•灯体（灯壳）•驱动电源•光源灯具，是指能透光、分配和改变光源光分布的器具，包括除光源外所有用于固定和保护光源所需的全部零、部件，以及与电源连接所必需的线路附件。灯具类别（传统灯具）室内•T8支架：单管、双管（带罩、不带罩）•格栅灯：T8:36W*2(1.2米)，18W*3(0.6米)T5:28W*2(1.2米)14W*3(0.6米)•筒灯:直插\横插，4寸、5寸。。。•射灯：35W、50W、70W•灯泡（球泡、烛形泡）、灯杯、组合射灯、轨道射灯室外•路灯：高压钠灯、金囟灯•庭院灯：金囟灯、节能灯•草坪灯：节能灯•地埋灯：节能灯、金囟灯•投光灯：钠灯、金囟灯•洗墙灯：T8管、T5管•壁灯•隧道灯、工矿灯LED照明产品(室内)LED照明产品(室外)LEDVS传统灯具,不同点?•驱动电源取代镇流器•功率可任意定制•光源与灯壳一体化•灯具形式更加多样化•方便调控，更加智能化驱动电源•驱动相关概念：驱动方式、总功率、电源效率、功率因数恒流方式恒压方式•总功率=光源功率+电源自身损耗的功率（恒流方式）•总功率=光源功率+电源自身损耗功率+器件功率（恒压方式）•电源效率=输出功率/输入功率•功率因数=有用功功率/视在功率灯具常用接口采用横插式G24灯头的LED筒灯G5（T5管）、G13（T8管）、GX5.3E:螺口式，B:卡口式，G：双插脚或多插脚，F：单插脚路灯常用接口口径：60mm,72mm,48mm灯具常见参数及术语•灯具寿命：全寿命、有效寿命、平均寿命、维护系数、灯具效率、结温、热阻、眩光值、光束角、距高比、功率密度、配光曲线、防护等级•全寿命:灯具从开始点燃到不能再启动的时间总和•有效寿命:灯具总光通量下降到初始值70%时的总共点燃时间•平均寿命:一批灯在额定电源电压和实验室条件下点燃,且每启动一次至少点燃10小时,至少有50%的灯能继续点燃时累计点燃小时•光束角：反映经灯具反光罩反射后发出光斑的最大范围。一般是指同一平面上配光垂直中心光强1/2处两方向间的夹角。•功率密度（LPD）：单位面积上的照明安装功率（包括光源和电器），单位W/㎡，LPD=安装功率/面积•距高比（s/h）：又称最大允许距高比，指保证所需照度均匀度时的最大灯具间距与灯具计算高度之比•眩光（UGR）：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•维护系数:照明装置使用一定时期之后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新安装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。•灯具效率:在相同的使用条件下，灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比。•结温：即P-N结的温度，一般也指芯片的温度，结温主要影响光通量、光谱及寿命。影响结温的因素主要是芯片材料及工艺•热阻：热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间传热能力大小，单位℃/W配光曲线IP防护等级数字防护范围说明0无防护对外界的人或物无特殊的防护1防止直径大于50mm的固体外物侵入防止人体（如手掌）因意外而接触到电器内部的零件，防止较大尺寸(直径大于50mm)的外物侵入2防止直径大于12mm的固体外物侵入防止人的手指接触到电器内部的零件，防止中等尺寸(直径大于12.5mm)的外物侵入3防止大于直径2.5mm的固体外物侵入防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件4防止大于直径1.0mm的固体外物侵入防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件5防止外物及灰尘完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘侵入，但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作6防止外物及灰尘完全防止外物及灰尘侵入IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。IP防护等级数字防护范围说明0无防护对水或湿气无特殊的防护1防止水滴侵入垂直落下的水滴（如凝结水）不会对电器造成损坏2倾斜15度时，仍可防止水滴侵入当电器由垂直倾斜至15度时，滴水不会对电器造成损坏3防止喷洒的水侵入防雨或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水侵入电器而造成损坏4防止飞溅的水侵入防止各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏5防止喷射的水侵入防止来自各个方向飞由喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏6防止大浪侵入装设于甲板上的电器，可防止因大浪的侵袭而造成的损坏7防止浸水时水的侵入电器浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下，可确保不因浸水而造成损坏8防止沉没时水的侵入电器无限期沉没在指定的水压下，可确保不因浸水而造成损坏灯具技术指标检测及依据•检测内容：1、光学：初始光通，光效、显指等；2、光通维持；3、安规（防护