LED简介
LED基础知识
（一）LED简介1、 LEDLED为Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写。
LED是一种半导体固体器件，LED的最显著优点是使用节能，环保，和使用寿命长。
由于采用了鎵、砷、磷三种元素，所以俗称这些LED为三元素发光管。
而GaN（氮化镓）的蓝光 LED 、GaP 的绿光 LED和GaAs红外光LED，被称为二元素发光管。
而目前最新的工艺是用混合铝(Al)、钙(Ca) 、铟(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED，可以涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范围。
2.LED照明术语波长：光的色彩强弱是可以通过数据来描述，这种数据叫波长。
能见到的光的波长，范围在380至780nm之间。
单位：纳米（nm）亮度：亮度是指物体明暗的程度，定义是单位面积的发光强度。
单位：尼特（nit）光强：指光源的明亮程度。
也即表示光源在一定方向和范围内发出的可见光辐射强弱的物理量。
单位：烛光（cd）光通量：光源每秒钟所发出的可见光量之总和。
单位：流明（Lm）光效：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）。
显色性：光源对物体呈现的程度，也就是颜色的逼真程度。
通常叫做"显色指数"。
单位：Ra。
色温：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）。
眩光：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。
同步性：两个或两个以上LED灯在不规定时间内能正常按程序设定的同步方式运行，同步性是LED灯实现协调变化的基本要求。
防护等级：IP防护等级是将灯具依其防尘、防湿气之特性加以分级，由两个数字所组成，第一个数字代表灯具防尘、防止外物侵人的等级（分0-6级），第二个数字代表灯具防湿气、防水侵人的密封程度（分0-8级），数字越大表示其防护等级越高。
LED简介
LED的发光原理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。
各种二极管正常工作电压和电流：红黄一般是1.8至2.2蓝绿一般是3.0至3.6电流小功率的都尽量控制在20MA做指示用的LED都用10毫安以下比较好，一般用到5毫安就比较亮了。
除了蓝色的LED正向电压是3-3.4伏，其他色的都是1.8-2伏。
普通的发光二极管正偏压降红色为1.6V，黄色为1.4V左右，蓝白为至少2.5V 。
工作电流5－10mA左右超亮发光二极管主要有三种颜色，然而三种发光二极管的压降都不相同，具体压降参考值如下：红色发光二极管的压降为2.0--2.2V黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V正常发光时的额定电流都约为20mA。
电压不随电流变化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。
体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。
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。
使用寿命长在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时高亮度、低热量环保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。
LED照明简介
LED的响应速度极快，可在毫秒级别 内点亮，适用于需要快速响应的应用 场景。
LED照明技术的应用领域
室内照明
LED可广泛应用于家庭、办公室、商场等场 所的照明。
室外照明
LED可应用于道路、桥梁、公园等场所的照 明。
显示屏
LED可制成各种尺寸和形状的显示屏，广泛 应用于广告、演出、比赛等场合。
温度效应
LED灯具的发光效率会随着温度的升高而降低，因此需要良好的散 热设计，以保证其长期稳定的性能。
LED照明对环境的影响
减少碳排放
LED照明的广泛应用能够减少大量的碳排放，对缓解 全球气候变暖问题有积极作用。
改善城市夜景
LED照明可以营造出丰富多彩的城市夜景，提升城市 的形象和品质。
降低光污染
LED照明简介
汇报人：文小库 2024-01-05
目录
• LED照明技术概述 • LED照明产品类型 • LED照明市场现状与趋势 • LED照明环保与节能 • LED照明设计与应用
01
LED照明技术概述
LED定义与工作原理
LED定义
LED，即发光二极管，是一种能够将 电能转化为可见光的固态半导体器件 。
LED照明的定向性较好，能够减少对周边环境的干扰 和光污染。
05
LED照明设计与应用
LED照明设计原则
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02
03
04
节能高效
LED照明具有高发光效率和低 能耗特点，能够显著降低能源
消耗和运营成本。
舒适性
LED照明应提供舒适的视觉环 境，避免过强或过弱的光线对
眼睛造成不适。
艺术性
LED照明设计应与建筑风格和 室内装饰相协调，创造出富有
LED简介
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LED光源的特点 LED光源的特点
电 压：LED使用低压电源，单颗电压在1.9-4V之间，比使用高压 电源更安全的电源。 效 能：光效高，目前实验室最高光效已达到 161 lm/w（cree）,是 目前光效最高的照明产品。 抗震性：LED是固态光源，由于它的特殊性，具有其他光源产品不能 比拟的抗震性。 稳定性：10万小时，光衰为初始的70% 响应时间：LED灯的响应时间为纳秒级，是目前所有光源中响应时间 最快的产品。 环 保：无金属汞等对身体有害物质。 颜 色：LED的带快相当窄，所发光颜色纯，无杂色光，覆盖整过可 见光的全部波段，且可由R\G\B组合成任何想要可见光。
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节能、环保和长寿命
美国能源部有一个类似的预测， 到 2010 年美国一半的白炽灯如果由 LED 取代的话，仅节约的电费就达到 350 亿美元。在使用 寿命方面，LED 采用固体封装，结构牢固，寿命达 10 万小时，是萤光灯的 10 倍，白炽灯的 100倍。在环保方面，用 LED 交替萤光灯，避免了萤光灯管破裂外溢汞的二次污染。
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LED发光原理
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。
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LED简介
L E D简介LED显示屏（LED panel）：LED就是light emitting diode ，发光二极管的英文缩写，简称LED。
它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其大概的样子就是由很多个通常是红色的发光二极管组成，靠灯的亮灭来显示字符。
用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。
LED与LED显示屏LED 的发光颜色和发光效率与制作LED 的材料和工艺有关，目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。
由于LED 工作电压低（仅 1.5-3V ），能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10 万小时），所以在大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与LED 显示方式匹敌。
把红色和绿色的LED 放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏；把红、绿、蓝三种LED 管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。
制作室内LED 屏的象素尺寸一般是2-10 毫米，常常采用把几种能产生不同基色的LED 管芯封装成一体，室外LED 屏的象素尺寸多为12-26 毫米，每个象素由若干个各种单色LED 组成，常见的成品称象素筒，双色象素筒一般由 3 红2 绿组成，三色象素筒用 2 红1 绿1 兰组成。
无论用LED 制作单色、双色或三色屏，欲显示图象需要构成象素的每个LED 的发光亮度都必须能调节，其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。
灰度等级越高，显示的图像就越细腻，色彩也越丰富，相应的显示控制系统也越复杂。
一般256 级灰度的图像，颜色过渡已十分柔和，而16 级灰度的彩色图像，颜色过渡界线十分明显。
所以，彩色LED 屏当前都要求做成256 级灰度的。
应用于显示屏的LED 发光材料有以下几种形式：① LED 发光灯(或称单灯) 一般由单个LED 晶片，反光碗，金属阳极，金属阴极构成，外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。
可用一个或多个（不同颜色的）单灯构成一个基本像素，由于亮度高，多用于户外显示屏。
LED的概念简介
LED光特性
显色指数 光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性。通常叫做“显色指数” （Ra）。将在日光下的显色指数定义为100，其他光源根据其“变 色”和“失真”的程度来定义。
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连续光谱照射下的显色性
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仅有蓝光和黄光的光照下的显色性
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LED光特性
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LED光特性
流明维持寿命：指定流明维持百分数达到的时间，用小时表示。 额定流明维持寿命：LED光源的实际操作时间将保持为起始光输出的百分数。 如L70为70%流明维持的时间。
在测试过程中，LED光源的操作必须是在驱动电流相同的情况下，三个壳体 温度的最小值。55 ℃和85 ℃为既定的参考点，第3个温度由厂家选定，选 定的管壳温度和驱动电流必须代表他们对客户应用的预期，并且必须在建 议的操作温度范围内。
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1、LED的发光原理？ 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。 P型半导体里面空穴占主导地位，N型半导体主要是电子。当电流通 过PN结作用于晶片时，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。
LED光特性
电流与相对光通量、相对光效的关系
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LED电特性
• LED是半导体PN结二极管中的一种，正向导通，反向截止。
• LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电 压，LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。
I
IF
VR IR
LED简介
顯色指數不同造成的差異
LED應用
1、消費性電子產品 2、背光 3、車用產品 4、顯示屏 5、照明
Stay hungry, stay foolish 求知若饑，謙虛若愚
Thank you for your attention!
二極管：二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，一般 来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形 成的p-n结界面。
LED的概念
什麼是LED？ LED是Light Emitting Diode， 也就是發光二極管。由含 鎵（Ga）、砷（As）、磷（P） 、氮（N）、矽（Si）等的化合 物製成的二極體，當電子與空穴 複合時能輻射出可見光，因而可 以用來製成發光二極體。
Lamp LED 的構造
LED發光原理
LED可以把電能轉化成光能。發光二極體與普通二極體一樣 是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極體 加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P 區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的 空穴複合，產生自發輻射的螢光。
LED產業劃分
• 上游：外延片生產 • 中游：晶片製造、晶片封裝 • 下游：LED應用
上游
外延（Epitaxy）是指在特定的襯底材料上按照晶體取向關係進行的晶體生 長。 外延片：利用外延技術生長的特定結構的晶片。 LED芯片外延设备：MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 金属有机化学气相沉积
外延片生長
外延片的生成製作過程非常複雜。Al2O3襯底放入外延爐，通入Ⅲ，Ⅱ族金屬 元素的烷基化合物（甲基或乙基化物）蒸汽與非金屬（Ⅴ或Ⅵ族金屬元素）的氫 化物（或烷基物）氣體，在高溫下，發生熱解發應，生成Ⅲ-Ⅴ或Ⅱ-Ⅵ族化合物 沉積在襯底上，生長出厚度為幾微米的化合物半導體外延層。 大致過程如下：
L ED介绍
在光度学中对于“光”的定义，是相对于可见 光而言，它所具有的波长范围在380～780nm之间， 不同波长的辐射进入人眼的颜色感受不同。
表 2 各种颜色光线的波长 光色 波长 λ（nm) 代表波长 700 780～630 红（Red） 620 橙（Orange） 630～600 580 黄（Yellow） 600～570 550 570～500 绿（Green） 500 500～470 青（Cyan） 470 470～420 蓝（Blue） 420 紫（Violet） 420～380
LED的结构
发光二极管（即LED）是一种注入式电致发光器件，它由P型 和N型半导体组合而成，其结构示意如下图。实际是将PN结管芯 烧结在金属或陶瓷底座上，然后用透明环氧树脂封装而成。
基本原理
其核心是PN结。因此它具 有一般P-N结的I-N特性，即 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。 量子阱把经过结区的电子空 穴限制住，提高复合效率。
LED的各类应用： LED的应用主要可分为三大类：LCD屏背光、LED 指示照明、LED显示。 1、 小尺寸1.5寸到3.5寸LCD屏的背光： 例如手机、PDA、MP3/4等便携设备的LCD屏都需 要LED来背光。 2、7寸LCD屏的背光（如数码相框）： 3、大尺寸LCD屏的背光（如LCD TV/Monitor、笔 记本电脑）： 目前大部分LCD TV/Monitor、笔记本电脑的LCD屏 是采用的CCFL荧光灯管做背光，因CCFL寿命、环保等 不利原因目前正朝向采用LED背光发展。按LCD屏的尺 寸大小一般需要数十个到上百个白光LED做背光，而其 LED驱动IC市场潜力将会很大。
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LED简介
LED 显示器是指由发光二极管构成的LED 数码管、LED 点阵显示器
等。
LED 发光器件一般常用的有两类：数码管和点阵。
LED 显示器显示接口按驱动方式可分成静态显示和动态显示两种显示方式，动态显示的扫描可由单片机软件或专门的硬件完成；按CPU 向显示器接
口传送数据的方式则可分成并行传送利串行传送两种数据传送方式。
·静态显示时，除变更显示数据期间，各显示器均处于通电显示状态，每个显示器通电占空比约为100％。
静态显示的优点是显示稳定、亮度高；缺
点是占用硬件资源（如I／O 口、驱动器等）多。
·动态显示时，N 个显示器共占用一个显示数据驱动器，每个显示器通
电占空比时间为1／N。
动态显示的优点是节省硬件资源（如LO 口、驱动器等）；缺点是采用软件扫描时占用CPU 时间多，与软件扫描相比，采用硬件扫描
时将增加硬件成本。
除此之外，动态显示位数较多时，显示器亮度将受到影响。
并行传送接口在传送显示数据时以并行方式进行，它的传送速度快，但
占用I／O 接口多。
串行传送接口在传送显示数据时以串行方式进行，优点是
占用LO 接口少，接线简单，缺点是传送速度慢。
LED 大屏幕显示器由于其醒目、内容灵活多变等特点，己经越来越多地
应用于广告、信息发布、交通指示等公共场所，取得了良好效果。
LED 显示屏
主要分为数码显示和点阵显示两大类，本文只讨论点阵显示。
实际上，不论显示屏的大小如何，其原理都是相同的，因此完全可以设
计出一种标准化、模块化的LED 显示屏，对于不同的需要，只需要随意组合
相应的模块即可。