led灯打印

第一、LED结构以及发光原理
LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，LED的心脏是一个半导体的晶片。

晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。

半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。

但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。

当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。

而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

图（1）
第二、led特点和优点
LED特点和优点
LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。

1)体积小：LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂（凡分子结构中含有环
氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。

固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途）里面，所以它非常的小，非常的轻。

2)耗电量低：LED耗电非常低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。

工作电流是
0.02-0.03A。

这就是说：它消耗的电不超过0.1W。

3)使用寿命长：在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时。

4)高亮度、低热量
5)环保：LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也
可以回收再利用。

6)坚固耐用：LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。

灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的。

第三、色温及颜色的应用
（1）光源的色温：人们用与光源的色温相等或相近的完全辐射体的绝对温度来描述光源的色表（人眼直接观察光源时所看到的颜色）又称光源的色温。

色温是以绝对温度K来表示。

不同的色温会引起人们在情绪上不同的反应，我们一般把光源的色温分成三类：
a.暖色光：暖色光的色温在3300K以下，.暖色光与白炽灯光色相近，红光成分较多，给人以温暖、健康、舒适的感觉，适用于家庭、住宅、宿舍、医院、宾馆等场所，或温度比较低的地方。

b.暖白光：又叫中间色，它的色温在3300K－5300K之间。

.暖白光光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉，适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。

c.冷色光：又叫日光色，它的色温在5300K以上，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中，适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。

（2）演色性：光源对物体颜色呈现的程度称为演色性，也就是颜色的逼真的程度，演色性高的光源对颜色的表现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然颜色，演色性低的光源对颜色的表现较差，我们所看到的颜色偏差也较大。

为何会有演色性高低之分呢?其关键在于该光线之分光特性，可见光之波长在380nm至780nm之范围内，也就是我们在光谱中见到的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光的范围，如果光源所放射的光之中所含的各色光的比例与自然光相近，则我们眼睛所看到的颜色也就较为逼真。

我们一般以显色指数为表征显色性。

标准颜色在标准光源的辐射下，显色指数定为100。

当色标被试验光源照射时，颜色在视觉上的失真程度，就是这种光源的显色指数。

显色指数越大，则失真越少，反之，失真越大，显色指数就越小。

不同的场所对光源的显色指数要求是不一样的。

在国际照明协会中一般把显色指数分成五类：类别Ra 适用范围：
1A >90 美术馆、博物馆及印刷等行业及场所
2B 80—90 家庭、饭馆、高级纺织工艺及相近行业
2 60—80 办公室、学校、室外街道照明
3 40—60 重工业工厂、室外街道照明
4 20—40 室外道路照明及一些要求不高的地方
第四、LED发展史
50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960 年。

发光二极管的核心部分是由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渡层，称为p-n 结。

在某些半导体材料的PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。

PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。

这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED 。

当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED 阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

高光效、低光衰大功率LED，已广泛应用于路灯、工矿灯、隧道灯、射灯、日光灯等诸多照明领域，深受业界一致好评。

1. 采用固态半导体器件晶片自主封装发光效率高，1W的亮度可达到普通日光灯3W的效果，节约60%的电量，具有良好的光衰表现，耐高温pc塑料材料精制。

2. 较低的vf值（
3.1v-3.5v），可降低耗散功率减少发热量，延长LED的工作时间。

3. 采用独创的环氧树脂封装工艺以电子的形式发出能量,正白和暧白的流明值可做到差不多.产品无光斑色圈、显色高，一致性好。

4. 透镜经过特殊方法处理保证不会掉落。

第五、LED 光源的特点
1.电压：LED 使用低压电源，供电电压在6-24V 之间，根据产品不同而异，所
以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。

LED光源
2.效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%
3.适用性：很小，每个单元LED 小片是3-5mm 的正方形，所以可以制备成各种
形状的器件，并且适合于易变的环境
4.稳定性：10 万小时，光衰为初始的50%
5.响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED 灯的响应时间为纳秒级
6.对环境污染：无有害金属汞
7.颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能
带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。

如小电流时为红色的LED ，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色
8.价格：LED的价格并不昂贵
9.驱动：LED使用低压直流电即可驱动，具有负载小、干扰弱的优点，对使用环境
要求较低
10.显色性高：LED的显色性高，不会对人的眼睛造成伤害
第六、led灯的封装
1.led灯封装解释：简单来说led封装就是把led封装材料封装成led灯的过程
2.led灯封装流程：一般led封装必须经过扩晶-固晶-焊线-灌胶-切脚-分光分色等流程
3.led灯封装材料：led的主要封装材料有：芯片、金线、支架、胶水等
4.led灯封装设备：扩晶设备、固晶机、焊线机、点胶机、烘烤箱等，一般分为全自动
封装设备手工封装设备两种。

第七、如何评判led灯封装的好坏？
led灯的好坏指标：角度、亮度、颜色（波长）一致性、抗静电能力、抗衰减能力等
一、led灯的封装材料：led封装材料是led灯好坏的直接因素，也是最基本的因
素，led灯是几种主要材料的组合，一颗好的led灯必须是所有封装材料与生产技术的组合
二、led灯的封装技术：一般全自动设备封装要比手工封装的要好，封装的技术水平也是led
灯封装的好坏的主要因素，同样的材料不同的生产厂家生产出来的产品有很大的差别第八、制作led显示屏需要什么样的led灯？
led灯的外观
制作户外led电子屏主要使用直插式椭圆led灯，制作户内led电子屏主要使用表贴式led灯。

第九、LED灯管芯片
1、什么是led芯片
LED芯片是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。

LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。

也称为led发光芯片，是led灯的核心组件，也就是指的P-N结。

其主要功能
是：把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。

半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。

但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。

当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。

而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

2、led芯片的分类
用途：根据用途分为大功率led芯片、小功率led芯片两种；
颜色：主要分为三种：红色、绿色、蓝色（制作白光的原料）；
形状：一般分为方片、圆片两种；
大小：小功率的芯片一般分为8mil、9mil、12mil、14mil等
3、如何评判led芯片
◆led芯片的价格：一般情况系下方片的价格要高于圆片的价格，大功率led芯片
肯定要高于小功率led芯片，进口的要高于国产的，进口的来源价格从日本、美国、台湾依次减低。

◆led芯片的质量：评价led芯片的质量主要从裸晶亮度、衰减度两个主要标准来
衡量，在封装过程中主要从led芯片封装的成品率来计算。

4、我们使用的led芯片
✓红灯：9mil正规方片，（纯红）波长：620-625nm，上下60°、左右120°，亮度高达1000-1200mcd；
✓绿灯：12mil正规方片，（纯绿）波长：520-525nm，上下60°、左右120°，亮度高达2000-3000mcd；
✓性能：具有亮度高、抗静电能力强、抗衰减能力强、一致性好等特点，是制作led招牌、led发光字的最佳选择。

5、LED芯片制造流程
总的来说，LED制作流程分为两大部分：
首先在衬低上制作氮化镓（GaN）基的外延片，这个过程主要是在金属有机化学气相沉积外延片炉(MOCVD)中完成的。

准备好制作GaN基外延片所需的材料源和各种
高纯的气体之后，按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。

常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底，还有GaAs、AlN、ZnO等材料。

MOCVD是利用气相反应物（前驱物）及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表面进行反应，将所需的产物沉积在衬底表面。

通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例，从而控制镀膜成分、晶相等品质。

MOCVD外延炉是制作LED外延片最常用的设备。

然后是对LED PN结的两个电极进行加工，电极加工也是制作LED芯片的关键工序，包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨；然后对LED毛片进行划片、测试和分选，就可以得到所需的LED芯片。

如果芯片清洗不够乾净，蒸镀系统不正常，会导致蒸镀出来的金属层（指蚀刻后的电极）会有脱落，金属层外观变色，金泡等异常。

蒸镀过程中有时需用弹簧夹固定芯片，因此会产生夹痕（在目检必须挑除）。

黄光作业内容包括烘烤、上光阻、照相曝光、显影等，若显影不完全及光罩有破洞会有发光区残多出金属。

芯片在前段工艺中，各项工艺如清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨
作业都必须使用镊子及花篮、载具等，因此会有芯片电极刮伤情形发生。

定义：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量
解释：同样，这个量是对光源而言，是描述光源发光总量的大小的，与光功率等价。

光源的光通量越大，则发出的光线越多
人眼对不同颜色的光的感觉是不同的，此感觉决定了光通量与光功率的换算关系。

对于人眼最敏感的555nm的黄绿光，1W = 683 lm，也就是说，1W的功率全部转换成波长为555nm 的光，为683流明。

这个是最大的光转换效率，也是定标值，因为人眼对555nm的光最敏感。

对于其它颜色的光，比如650nm的红色，1W的光仅相当于73流明，这是因为人眼对红光不敏感的原因。

对于白色光，要看情况了，因为很多不同的光谱结构的光都是白色的。

例如LED的白光、电视上的白光以及日光就差别很大，光谱不同。

至于电光源的发光效率，是另外一个相关的话题，是说1W的电功率到底能转化成多少光通量。

如果全部转换成555nm的光，那就是每瓦683流明。

但如果有一半转换成555nm的光，另一半变成热量损失了，那效率就是每瓦341.5流明。

白炽灯能达到1W=20 lm就很不错了，其余的都成为热量或红外线了。

测量一个不规则发光体的光通量，要用到积分球，比较专业而复杂。

常见发光的大致效率（流明/瓦）
白炽灯，15
白色LED，20
日光灯，50
太阳，94
定义：1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度
解释：光照度是对被照地点而言的，但又与被照射物体无关。

一个流明的光，均匀射到1m2的物体上，照度就是1钠灯，120lx。

照度的测量，用照度表，或者叫勒克斯表、lux表。

事实上，照度是最容易测量的了（相对其它三个量），照度表很便宜就可以买到（几百元）。

为了保护眼睛便于生活和工作，在不同场所下到底要多大的照度都有规定，例如机房不得低于200 lx。

阳光下的照度是自然界里面很大的也很常见的了，为11万lx左右（自己实测）。

我刚才测量了一下，房间是3.8mx6.5m，有12个20W的日光灯管，桌面照度为400勒克司。

常见照度（勒克司）：
阳光直射（正午）下，110,000
阴天室外，1000
商场内，500
阴天有窗室内，100
普通房间灯光下，100
满月照射下，0.2
定义：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流
解释：这个是最容易被误解的概念了。

亮度是针对光源而言，而且不是对点光源，是对面光源而言的。

无论是主动发光的还是被动（反射）发光的。

亮度是一块比较小的面积看起来到底有多“亮”的意思。

这个多“亮”，与取多少面积无关，但为了均匀，我们把面积取得比较小，因此才会出现“这一点的亮度”这样的说法。

事实上，点光源是没有亮度概念的。

另外，发光面的亮度与距离无关，但与观察者的方向有关。

说一个手电很“亮”，并不是说该手电的亮度高（因为手电是没有亮度概念的），而是说其发光强度大，或者是说被它照射的物体亮。

说一个星星（点光源）很亮，并非是说其亮度高，而是说其星等高而已。

亮度不仅取决于光源的光通量，更取决于等价发光面积和发射的会聚程度。

亮度（尼特）nt：
红色激光指示器，20,000,000,000
太阳表面，2,000,000,000
白炽灯灯丝，10,000,000
阳光下的白纸，30,000
人眼能习惯的亮度，3,000
满月表面，2,500
人眼能比较好的分辨出颜色的亮度，1
满月下的白纸，0.07
无月夜空，0.0001
LED 灯珠
贴片5050：
-★-规格:0.2W白光
-★-色温:6000-6500K、2700-3000K
-★-光通量(亮度): 5050:13-15LM ,18-21LM.
-★-正向电压:3.0-3.4V
-★-功率:小功率
-★-角度:120度
-★-使用电流:IF=50MA
5050这款专用于做日光灯和质量要求很高的照明灯具上面，采用晶元10*23芯片封装。

亮度很高：18-21LM ,显色指数产品规格：
产品尺寸：3.5x2.8x1.9mm
包装：2000颗/卷，66卷/箱，132K/箱
毛重：11KG
包装箱尺寸：420x405x245mm（普通白色箱子）
产品特点
发光角度：120°
发光颜色：暖白
高亮度、低损耗
灯珠寿命：高于50000小时
适合回流焊和其他SMD技术
可封装在卷带，包装在防静电袋
可以按客户要求做，光效达100%。

在国际照明协会中一般把显色指数分成五类：
类别Ra 适用范围
1A >90 美术馆、博物馆及印刷等行业及场所
2B 80—90 家庭、饭馆、高级纺织工艺及相近行业
2 60—80 办公室、学校、室外街道照明
3 40—60 重工业工厂、室外街道照明
4 20—40 室外道路照明及一些要求不高的地方。