LED业务说明资料2010.ppt

教育訓練資料 KME PM 2012105,LED 常識,LED介紹 什麼是LED LED發光原理 LED應用 LED封裝種類 LED產品應用 LED知名廠商 光學名詞解釋 LED產品特性與優缺點 LED室內光源及燈具 LED室外燈具 LED散熱問題,目錄,LED介紹---什麼是LED,在1955年時，美國無線電公司（Radio Corporation of America）的Rubin Braunstein發現了砷化鎵（GaAs）與及其他半導體合金的紅外線放射作用，而1962年美國通用電氣公司（GE）的Nick Holonyak Jr則開發出可見光的LED LED是發光二極體( Light Emitting Diode, LED)的簡稱，也被稱作發光二極管，這種半導體組件發展以來，最早是作為指示燈、顯示板，但目前隨著技術增加，已經能作為光源使用，它不但能夠高效率地直接將電能轉化為光能，而且擁有最長達數萬小時～10 萬小時的使用壽命，同時具備不若傳統燈泡易碎，並能省電，同時擁有環保無汞、體積小、可應用在低溫環境、光源具方向性、造成光害少與色域豐富等優點 LED真正的起飛是在1990年代白光LED出現與更多科技的導入後 ，LED的應用越來越普遍，日漸蓬勃，目前在家用電器及筆記本電腦的指示燈、汽車防霧燈、室內照明等照明設備已被LED取代。

LED 發光原理,LED因其發光原理,又稱LED為固態發光體(Solid State Lighting SSL) LED的發光原理是外加電壓後，讓正極通過P型半導體產生正電子, N型半導體通過負電而帶負電子, 電流從p極（正極）流向n極（負極）, 兩軍(正負電子)相見, 就産生了光(能量)最特別的地方在於只有從正極通電才是會發光，故一般給予直流電時，LED會穩定地發光，但如果接上交流電，LED會呈現閃爍的型態，閃亮的頻率依據輸入交流電的頻率而定 目前全球產業所發展出的不同種類LED能夠發出從紅外線到藍之間不同波 長的光線，而業界也有紫色～紫外線 的LED，近年來LED最吸引人的發展在 利用藍光芯片(Chip) 配上YAG或TAG螢 光粉方式，將藍光轉化成白光的 白光LED產品LED應用---LED封裝種類,LED屬於半導體，微電子行業，因功率用途不同 , 所以封裝形式很多種主流有四種型式(請參考後圖) ： LED LAMP，插件Dip類型，有2PIN(正負引線)，3PIN(共陽或共陰類型)，4PIN(共陽或共陰類型，另有食人魚類型)，主要用途於，戶外顯示幕，交通號誌燈，訊息看板，體育館可視設備，車用信號燈，電子設備指示燈等。

SMD LED，貼片類型，有2PIN，3PIN，4PIN，6PIN的，就是共陰或共陽類型，或者獨立的正負極性主要用於數位產品，如7inch以下液晶背光，數位相機閃光燈，室內高畫素全彩顯示幕，鍵盤輸入設備，如手機按鍵等 (SMD封裝規格: 5050 , 3020 , 3528 ,…. ) LED DISPLAY，數位顯示器類型和點矩陣類型的它是把LED Chip固定在指定的PCB上，然後邦定，初測，封膠，烘N，後測是良品後，就可以組裝成應用成品了數位顯示器，主要適用於各種類型的計數器，數字顯示，比如電壓表，電流表點矩陣顯示器，可以用於室內顯示幕組裝大屏幕 POWER LED，功率型LED有別於以上三種LED封裝形式，前三種LED屬於小功率的LED，其消耗功率只有mW級別，POWER LED目前其功率指標在1W或以上，市場上已推出1W，3W，5W，10W，20W及100W模組LED 封裝類型,,,,,,1.LED LAMP,2.SMD LED,3.LED DISPLAY,4.HIGH POWER LED,LED 相關產業,,,LED 應用 ( 戶外 , 交通 , 汽車 , 醫療 , 植物 ),,LED 應用 (商業照明 , 辦公室 , 餐廳 ),LED 芯片知名供應商,,LED專利佈局與授權,LED白光技術專利,基本上已被CREE(科瑞)、NICHIA(日亞化)、OSRAM(歐司朗)、菲利浦(LUMILEDS)、豐田合成(TOYODA GOSEI)國外五大品牌所壟斷,LED 如何發出白光,,光學名詞解釋,A. 照度Lux (lm/m ) illuminance單位面積(m2)所射到的光量(lm),表示某一場所的明亮度。

B. 光通量(光束) lm Luminous Flux ,流明(Lumen, lm),某一發光體在每秒鐘發出光量的總合 C. 燭光CD ( cd ) candela ,堪(德拉) ; mcd微燭光, LED低瓦數(功率<0.06W發光強度的單位) D. 輝度cd/m Luminance : 在某一方向,看到物體反射光的强度 E. 光源效率 lm/W是發出之光(流明lm)除上耗能(瓦w).即每一單位W(瓦)可產生之流明數 F.CRI (Color Rendering Index) 演色指數 : 為物件在某光源照射下顯示的顏色與其在參照光源照射下的顏色兩者的相對差異 G.色溫CCT (Correlated Color Temperature ) , 單位: 色溫是以絕對溫度「凱氏溫度 K」表示,光學名詞解釋,光學名詞解釋 : 圖示,CRI (Color Rendering Index) 演色指數,一般認為人造光源應讓人眼正確地感知色彩，就如同在太陽光下看東西一樣當然這需視應用的場合及目的而有不同的要求程度此資料即是光源的演色特徴，稱為平均演色性指數(general color rendering index, (Ra)。

平均演色性指數為物件在某光源照射下顯示的顏色與其在參照光源照射下的顏色兩者的相對差異其數值的評定法為分別以參照光源及待測光源照在DIN 6169所規定的八個色樣上逐一作比較並量化其差異性；差異性越小，即代表待測光源的演色性越好，平均演色性指數Ra為100的光源可以讓各種顏色呈現出如同被參照光源所照射的顏色Ra值越低，所呈現的顏色越失真色溫CCT (Correlated Color Temperature ),單位: 色溫是以絕對溫度「凱氏溫度 K」，表示在0K也就是-273℃的一個黑色物體（指不會反射入射光的黑色材料），在加熱過程中會散發出光綫，隨者溫度的不同，光綫顔色會改變，當加熱至2000K時，物體會散發紅色光線，3000K時顏色由紅橙轉為黃，到5000K時為白色，一直到8000K時為藍色，溫度越高光線中藍色的成分也就越多；溫度越低光綫中紅色的成分就越多，而色溫就是以上述方法來表示White (白光):LED燈具標示標籤參考圖,LED光源及燈具,室內光源及燈具 1.Spotlight MR16/JDR/GU10 , (聚光燈) , [商業照明 , 室內照明] PAR(20/30/36/38/..) (聚光燈) [商業照明 , 室內照明] 2. Bulb E27/GU10 (G50/G60/…) 球泡燈 [商業照明 , 室內照明],,,,3. Tube 0.6M/1.2M (T10/T8/T5) 管燈 [商業照明 , 室內照明] 4. Downlight 崁燈 [商業照明 , 室內照明] 5.Ceiling Light 吸頂燈 [商業照明 , 室內照明],,6.Panel Light 平板燈 [商業照明 , 室內照明] 7.Decoration Light (Bar Light) 飾燈,條燈,,室外燈具 Roadway light 路燈 Street light 街燈 Tunnel Light 隧道燈 Landscape Light 景觀燈 Floor Light 洗牆燈,LED 光源產品特性與優點,,LED光源取代白熾燈10大理由,1.LED光源發光效率高 發光效率比較：白熾燈、鹵鎢燈光效為12-24流明/瓦、螢光燈50-70流明/瓦鈉燈90-140流明/瓦、大部分的耗電變成熱量損耗。

LED光效可發到50-200流明/瓦，而且發光的單色性好，光譜窄，無需過濾，可直接發出有色可見光 2.LED光源耗電量少 LED單管功率0.03-0.06瓦，採用直流驅動，單管驅動電壓1.5-3.5伏電流15-18毫安培反映速度快，可在高頻操作，用在同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈的萬分之一，螢光管的二分之一，同樣效果的一支日光燈40多瓦，而採用LED每支的功率只有8瓦 3.LED光源使用壽命長 白熾燈、螢光燈、鹵鎢燈是採用電子光場輻射發光，燈絲發光易燒，熱沉積、光衰減等特點，而採用LED燈體積小，重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強機械衝擊和震動，不易破碎，平均壽命達10萬小時，LED燈具使用壽命可達5-10年，可以大大降低燈具的維護費用避免經常換燈之苦 4.LED使用低壓直流電即可驅動，對使用環境要求較低 5.LED在生產過程中不要添加“汞”，非常環保 6.LED光源安全可靠性強 發熱量低、無熱輻射性、冷光源、可以安全觸摸，能精確控制光型及發光角度、光色和、無眩光、不含汞，鈉元素等可能危害健康的物質 7.LED光源有利環保 LED為全固體發光體、耐衝擊不易破碎、廢棄物可回收、沒有污染減少大量二氧化硫及氮化物等有害氣體以及二氧化碳等溫室氣體的產生改善人們生活居住環境，可稱“綠色照明光源。

8.LED回應時間非常快，在微秒級別 9.節能是考慮使用LED光源的主要原因，雖然LED光源要比傳統光源昂貴，但是用一年時間的節能收回光源的投資，從而獲得4-9年中每年幾倍的節能淨收益期 10. LED元件的體積可以做的非常小，更加便於各種設備的佈置和設計LED缺點,散熱問題 ,不利於使用在高溫環境中,會產生嚴重光衰問題 優劣品參雜,消費者無法判定 目前製造成本較高 光源屬于方向性，需考慮光學設計 需要有變壓驅動設計 RA(演色性).尚未能取代某些特殊照明,LED散熱問題及解決方案,LED較明顯的缺點就是散熱問題，不當的散熱將導致LED燈具的光度與使用壽命衰減，所幸這部份藉由散熱新技術的加持，漸漸也有了顯著的改善LED 散熱方法介紹,Heat Sink 散熱鰭片,成型及加工方式 : 鋁擠型 , 沖製 , 刨型 , 壓鑄 , 鍛造 , 折彎,謝謝指教,。