《led產(chǎn)業(yè)概述》word版

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1、LED產(chǎn)業(yè)概述1、LED簡(jiǎn)介LED是半導(dǎo)體發(fā)光器件（LightEmittingDiode）的英文縮寫，新照明光源的LED產(chǎn)品由于節(jié)能環(huán)保，應(yīng)用越來越廣泛。半導(dǎo)體照明的實(shí)現(xiàn)方式是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，它們之間形成的過渡層叫P—N結(jié)，當(dāng)P—N結(jié)加正向電壓時(shí)有電流注入，電子和空穴復(fù)合而發(fā)光。發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P

2、區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光，如圖1所示。圖1LED的發(fā)光原理假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個(gè)中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復(fù)合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。理論和實(shí)踐證明，光的峰值波長(zhǎng)λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度Eg有

3、關(guān)，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見光（波長(zhǎng)在380nm紫光～780nm紅光），半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26～1.63eV之間，比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)的光為紅外光?，F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管，但其中藍(lán)光二極管成本、價(jià)格很高，使用不普遍。2、LED的優(yōu)點(diǎn)目前技術(shù)條件下，LED已經(jīng)顯示出了眾多的優(yōu)點(diǎn)。一是壽命超長(zhǎng)，業(yè)內(nèi)公認(rèn)的平均值達(dá)為10萬小時(shí)，可期望目標(biāo)將會(huì)達(dá)到25萬小時(shí)；二是色彩豐富，LED已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)波長(zhǎng)的單基色，有紅、琥珀黃、黃、綠、藍(lán)等，基本滿足了應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ED色彩的要求，隨著更多新材料的開發(fā)，還會(huì)實(shí)現(xiàn)

4、更多的基色及至全彩色；三是穩(wěn)定可靠，在LED的壽命期內(nèi),LED差不多都能穩(wěn)定的工作,維護(hù)工作量極小；四是電氣安全性高,LED一般工作在低電壓(6-24V)、小電流(10-20mA)情況下,屬弱電級(jí)工作器件,有較好的電氣安全性能；五是節(jié)能環(huán)保效率高,在同等亮度下,LED的耗電僅為普通白熾燈的1/10,而且不存在有害金屬汞污染等問題,符合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)；六是應(yīng)用靈活性好，LED可進(jìn)行低壓供電，也可110V/220V電源供電，加上單粒LED的體積小(芯片更小，只用3-5平方毫米)，大大方便了工程應(yīng)用；七是受控制能力強(qiáng),現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)LED的亮度、灰度、動(dòng)態(tài)顯

5、示、分布控制等，是其它發(fā)光裝置無可比擬的；八是抗震性能優(yōu)越，LED的堅(jiān)固、耐震、耐沖擊性能都超過了目前所有其它類型的電光源產(chǎn)品；九是響應(yīng)速度快，LED的響應(yīng)速度在毫秒級(jí)，可以自如有效地應(yīng)用于顯示屏、汽車剎車燈、相機(jī)閃光燈等；十是顯色性能良好，白色LED目前的顯色指數(shù)Ra達(dá)到了70以上,色溫范圍從3600K到11000K（隨熒光粉不同而變），而且已經(jīng)獲得了實(shí)驗(yàn)室提高的方案；另外還有亮度高、無干擾、方向性好等等也是十分有用的優(yōu)點(diǎn)。在功率、效率等指標(biāo)上，2007年2月11日新華網(wǎng)報(bào)道，武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）微光機(jī)電系統(tǒng)研究部和華中科技大學(xué)能源學(xué)院，采用具有中國(guó)自

6、主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，成功封裝了功率高達(dá)1500瓦的LED光源，這是目前世界功率最大的LED光源，而在深圳“2007LED技術(shù)論壇峰會(huì)”上，億光電子工業(yè)股份有限公司（全球光電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商）則展示了高亮度LED的最新技術(shù)，并宣稱他們已經(jīng)成功地開發(fā)出了100(lm/W)的高效率、高亮度LED，有人預(yù)計(jì)，LED的最終發(fā)光效率可以達(dá)200(lm/W)，而目前大部分家用照明采用的白熾燈,其光效約為8(lm/W)?？傊?，隨著技術(shù)的發(fā)展，LED的優(yōu)點(diǎn)會(huì)越來越突出，應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣、應(yīng)用的程度會(huì)越來越深入、應(yīng)用規(guī)模會(huì)越來越大。照明行業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了三代產(chǎn)品，他們分別是第一代電光

7、源：白熾燈（鹵鎢燈）、第二代電光源：熒光燈（日光燈、節(jié)能燈）和第三代電光源：高強(qiáng)度氣體放電燈（HID），目前正在向第四代電光源——半導(dǎo)體照明（LED）發(fā)展。LED晶片的體積很小，通常只有幾十到幾百微米見方，屬于固態(tài)光源，選擇適當(dāng)匹配的材料和制造工藝，電能大部分可轉(zhuǎn)變成光能，理論上發(fā)光效率可達(dá)400lm/w，目前LED實(shí)驗(yàn)室最大發(fā)光效率為157lm/w。LED是一種新型固態(tài)冷光源，它具有高效、節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)、易維護(hù)體積小、響應(yīng)快、可靠性高等特點(diǎn)。在同樣亮度下，耗電僅為普通白熾燈的1/10，熒光燈的1/3，而壽命卻可以延長(zhǎng)100倍，半導(dǎo)體照明是21世紀(jì)最

8、具有發(fā)展的高技術(shù)領(lǐng)域之一，未來半導(dǎo)體燈將逐步替代白熾