1、LED发光原理 內容 1 简介2 基本原理3 光电特性4 LED应用 簡介 LightEmittingDiode 簡稱LED中文譯 發光二極體 台灣地區 發光二極管 大陸地區 包含可見光 Visible 與不可見光 Invisible 屬於光電半導體的一類在結構上包括P極 P Type 與N極 N Type LED的五大物料與五大製程 晶片的結構 I 四大結構 P型層 N型層 基層 Substrate 與電極 電極分上電極及下電極材料部份有Al及Au依P型層及N型層的位置 分為兩種 P型層在上 則為P typeN型層在上 則為N type基層一般為GaAs GaP 等 晶片的結構 II 一般基
2、層 Substrate 的材料 如GaAs 有吸收光之特性 稱為AStype 將造成發光效率變差 解決此問題的方法 目前有兩種 磨除基層更換基層為TStype SR DR UR 晶片的製程 晶片的材料及其發光顏色 LED發光效率的演化 週期表LED晶片的元素為III V族化合半導體 基本原理 材料的排列模式 Si 原子內各層的穩定電子數 2 8 8 個 矽的外層電子數為4個電子 N type的排列模式 Si As 在Si的排列中放入As 則將多出一個電子 在結構上是為帶負電 Negative 故定義為N type P type的排列模式 Si B 在Si的排列中放入B 在結構上將少一個電子 可
3、視為帶正電 Positive 的空域 稱為電洞 hole 定義為P type 工作原理 LED的符號 P層與N層之接合狀況 LED之通電狀況 順向電壓 逆向電壓 P極接正電 N極接負電 則LED發光 反之 則不發光 順向電壓 VF v s 順向電流 IF 逆向電壓 VR v s 逆向電流 IR LED適用於電流操作 而非電壓VR或IR的量測方法VR 5V時 IR 10uAIR 10uA時 VR 5V 光電特性 lm Lumencd Candela Sr 表立體角 在測試距離100mm時為0 01 視感度 人眼對555nm波長光 綠色 的感度最佳 隨之比它波長越短或越長 則感度越差 此種人眼感度
4、特性 稱為視感度W與lm的關係即在視感度 v lm KV d 為波長 的Power W p與 d的關係亦在視感度 0 p d及 pPeakWavelength峰值波長主要是量測設備針對每一波長量測光強度後所得的最高強度的波長 dDominantWavelength主要是量測設備針對每一波長量測光強度 視感度係數後所得的最高強度的波長 半頻寬值為最高強度50 時的寬度 Ivv s IF Iv與IF成正比 IFPv s Dutycycle 2 1 2ViewingAngle LED為指向性元件 表示發光強度50 時的角度Flux相同的兩顆LED 2 1 2愈大則Iv愈小 環境溫度 Ta 對LED的影響 Tavs IF Tavs IV Tavs VF Tavs P LED应用 LED指示灯与显示元件广泛应用于消费性与工业性产品 包括玩具及电器 动能显示看板游戏设备 用于状态指示 显示和作背光源用途 红外线元件包含发射 接收元件及具动态控制的收发元件 其大量的应用是在无线通讯装置和消费性电子产品 COB元件广泛应用于交通灯 汽车及照明等 其大量的应用是在汽车指示灯 舞台灯 照明领域 室内照明 多样化的组合提供最有竞争力的产品低消耗功率 高效率 低成本易组装 叠放与定位尺寸可依客戶需求而变更面光源 COB型LED
