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不懂LED基礎知識?看完這里全懂了!

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點擊次數:1210 更新時間:2019年08月15日15:03:20 打印此頁 關閉

LED顯示屏基本原理

發光二極管(LED)是由三五族化合物半導體為材料制成的光電元件,其核心是PN結。正向電壓下,電子由N區注入P區,空穴由P區注入N區,進入對方的區域的部分少數載流子與多數載流子復合而發光。形成PN結的材料性質(禁帶寬度)決定了發出光的波長,對于可見光來說,即決定了光的顏色。

LED的主要特點有:體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度低熱量、環保耐用等特點。在適當的電流和電壓下工作,LED的使用壽命可長達10萬小時。

LED的分類和應用

根據所發出的光的類型,LED可分為可見光LED和不可見光LED兩種。

可見光LED包括紅、橙、黃、綠、藍、紫光LED。其中紅光LED材料以GaP(二元系)、AlGaAs(三元系)和AlGaInP(四元系)為主;藍/白光LED材料以GaN為主。

LED的應用非常廣泛,主要包括:

1、LED顯示屏:室內外廣告牌、體育計分牌、信息顯示屏等;

2、信號指示燈:全國各大、中城市的市內交通信號燈、高速公路、鐵路和機場信號燈,電子設備功能指示;

3、光色照明:室外景觀照明和室內裝飾照明;

4、專用普通照明:便攜式照明(手電筒、頭燈)、低照度照明(廊燈、門牌燈、庭用燈)、閱讀照明(飛機、火車、汽車的閱讀燈)、顯微鏡燈、照相機閃光燈、臺燈、路燈;

5、安全照明:礦燈、防爆燈、應急燈、安全指標燈;

6、背光源:液晶顯示器、液晶電視背光源。

7、汽車用燈:包括車內照明和車外照明,車內包括儀表板、電裝產品指示燈(開關、音響等)、開關背光源、閱讀燈以及外部剎車燈、尾燈、側燈及頭燈等。

8、其它應用:消費用,如兒童閃光鞋、圣誕樹LED燈等。

LED產業鏈

LED產業鏈從上游到下游行業的進入門檻逐步降低。上游為單晶片及其外延,中游為LED芯片加工,下游為封裝測試以及應用。其中,上游和中游技術含量較高,資本投入密度大,為國際競爭最激烈、經營風險最大領域。在LED產業鏈中,LED外延片與芯片約占行業70%利潤,LED封裝約占10~20%,而LED應用大概也占10~20%。

單晶片為制造LED的基底,也稱作襯底,多采用藍寶石、碳化硅、GaAs、GaP為材料。外延片為在單晶上生長多層不同厚度的單晶薄膜,如AlGaAs、AlGaInP、GaInN等,用以實現不同顏色或波長的LED。常見的外延方法有液相外延法(LPE)、氣相外延法(VPE)以及金屬有機化學汽相沉積(MOCVD)等,其中VPE和LPE技術都已相當成熟,可用來生長一般亮度LED。而生長高亮度LED必須采用MOCVD方法。目前全球MOVCD的主要制造廠家為德國的AIXTRON公司和美國VEECO公司,前者約占60%~70%的國際市場份額,后者占據30%~40%。日本廠家生產的設備基本限于日本國內銷售。

中游主要是芯片設計和加工。中游廠商根據LED的性能需求進行器件結構和工藝設計,通過外延片擴散、然后金屬鍍膜,再進行光刻、熱處理、形成金屬電極,接著將基板磨薄拋光后進行切割。

下游包括LED芯片的封裝測試和應用。LED封裝是指將外引線連接到LED芯片的電極上,形成LED器件,封裝起著保護LED芯片和提高光取出效率的作用。LED封裝技術是從半導體分立器件的封裝技術基礎上發展而來。目前LED產品的封裝類型主要有Lamp型、插入式(ThroughHole)、表面安裝型(SMD)、直接粘接式(DirectBonding)等。其中SMD型LED體積比其它傳統型LED小,因此SMD型主要用于手機屏幕背光源及手機按鍵,受手機需求影響較大。
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