LED基础知识.ppt
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LED基础知识LED是取自LightEmittingDiode三个字的缩写,中文译为“发光二极管”,顾名思义发光二极管是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。目录LED发光原理在正向电压下,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,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即λ≈1240/Eg(mm)Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光),半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。表征LED芯片pn结制备性能主要参数。LED的I-V特性具有非线性、整流性质:单向导电性,即外加正偏压表现低接触电阻,反之为高接触电阻。LED的特性参数发光强度的衡量单位有照度单位(勒克司Lux)、光通量单位(流明Lumen)、发光强度单位(烛光Candlepower)1CD(烛光)指完全辐射的物体,在白金凝固点温度下,每六十分之一平方厘米面积的发光强度。(以前指直径为2.2厘米,质量为75.5克的鲸油烛,每小时燃烧7.78克,火焰高度为4.5厘米,沿水平方向的发光强度)1L(流明)指1CD烛光照射在距离为1厘米,面积为1平方厘米的平面上的光通量。1Lux(勒克司)指1L的光通量均匀地分布在1平方米面积上的照度。一般白炽灯、LED等采用发光强度单位烛光CD;LCD投影机等物体采用光通量单位流明L;而照度单位勒克司Lux,一般用于摄影等领域。三种衡量单位在数值上是等效的,但需要从不同的角度去理解。2.极限参数的意义(1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。(2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。(3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极管可能被击穿损坏。(4)工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。3.电参数的意义(1)光谱分布和峰值波长:某一个发光二极管所发之光并非单一波长,其波长大体按图2所示。由图可见,该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大,该波长为峰值波长。(2)光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指1/2峰值光强所对应两波长之间隔.主波长:有的LED发光不单是单一色,即不仅有一个峰值波长;甚至有多个峰值,并非单色光。为此描述LED色度特性而引入主波长。主波长就是人眼所能观察到的,由LED发出主要单色光的波长。单色性越好,则λp也就是主波长。(3)发光强度IV:发光二极管的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr时,则发光1坎德拉(符号为cd)。由于一般LED的发光二强度小,所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。(4)半值角θ1/2和视角:θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。半值角的2倍为视角图3给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线(法线)AO的坐标为相对发光强度(即发光强度与最大发光强度的之比)。显然,法线方向上的相对发光强度为1,离开法线方向的角度越大,相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。4.LED芯片的尺寸8mil有2种尺寸205um和190um9mil230um12mil305um6.5mil165umLED芯片的工艺流程一次蒸发:接到外延片后,经过刮片,清洗等操作工艺后,从蒸发炉中在外延层的表面蒸上一层金铍(AuBe);一次光刻:首先在片子金铍表面均匀的涂抹一层光刻胶,然后在烘箱中烘烤一定的时间,使光刻胶牢固在晶片上。将光刻版放置在片子的上方并按照要求对准后,进行曝光。曝光结束后,腐蚀留下光刻图形。注:一刻的电极直径为95umP面合金:形成良好的接触二次蒸发:同一次蒸发的道理相同,但是所蒸材料是钛金(TiAu)二次光刻:同一次光刻的原理相同,此次光刻版的电极直径是105um.锯片(全切):将片子完全分离为管芯LED的封装工艺LED的分类由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类:(1)高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。(2)标准型。通常作指示灯用,其半值角为20°~45°。(3)散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的量较大。4.按发光强度和工作电流分按发光强度和工作电流分有普通亮度