一、 LED 的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理
　　50 年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode （發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以 LED 的抗震性能好。
　　發(fā)光二極管的核心部分是由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體組成的晶片，在 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為 p-n 結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 PN 結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED 。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從 LED 陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。
　　二、 LED 光源的特點(diǎn)
　　1. 電壓： LED 使用低壓電源，供電電壓在 6-24V 之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源
　　更安全的電源，特別適用于公共場所。
　　2. 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少 80%
　　3. 適用性：很小，每個(gè)單元 LED 小片是 3-5mm 的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易
　　變的環(huán)境
　　4. 穩(wěn)定性： 10 萬小時(shí)，光衰為初始的 50%
　　5. 響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)， LED 燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)
　　6. 對(duì)環(huán)境污染：無有害金屬汞
　　7. 顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃
　　綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的 LED ，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色
　　8. 價(jià)格： LED 的價(jià)格比較昂貴，較之 于白熾燈，幾只 LED 的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，而通
　　常每組信號(hào)燈需由上 300 ～ 500 只二極管構(gòu)成。
　　三、單色光 LED 的種類及其發(fā)展歷史
　　最早應(yīng)用半導(dǎo)體 P-N 結(jié)發(fā)光原理制成的 LED 光源問世于 20 世紀(jì) 60 年代初。當(dāng)時(shí)所用的材料是 GaAsP ，發(fā)紅光（ λ p =650nm ），在驅(qū)動(dòng)電流為 20 毫安時(shí)，光通量只有千分之幾個(gè)流明，相應(yīng)的發(fā)光效率約 0.1 流明 / 瓦。70 年代中期，引入元素 In 和 N ，使 LED 產(chǎn)生綠光（ λ p =555nm ），黃光（ λ p =590nm ）和橙光（ λ p =610nm ），光效也提高到 1 流明 / 瓦。到了 80 年代初，出現(xiàn)了 GaAlAs 的 LED 光源，使得紅色 LED 的光效達(dá)到 10 流明 / 瓦。90 年代初，發(fā)紅光、黃光的 GaAlInP 和發(fā)綠、藍(lán)光的 GaInN 兩種新材料的開發(fā)成功，使 LED 的光效得到大幅度的提高。在 2000 年，前者做成的 LED 在紅、橙區(qū)（ λ p =615nm ）的光效達(dá)到 100 流明 / 瓦，而后者制成的 LED 在綠色區(qū)域（ λ p =530nm ）的光效可以達(dá)到 50 流明 / 瓦。
　　四、單色光 LED 的應(yīng)用
　　最初 LED 用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的 LED 在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以 12 英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國本來是采用長壽命，低光效的 140 瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生 2000 流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失 90% ，只剩下 200 流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中， Lumileds 公司采用了 18 個(gè)紅色 LED 光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電 14 瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。
　　汽車信號(hào)燈也是 LED 光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。 1987 年，我國開始在汽車上安裝高位剎車燈，由于 LED 響應(yīng)速度快（納秒級(jí)），可以及早讓尾隨車輛的司機(jī)知道行駛狀況，減少汽車追尾事故的發(fā)生。
　　另外， LED 燈在室外紅、綠、藍(lán)全彩顯示屏，匙扣式微型電筒等領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。
　　五、白光 LED 的開發(fā)
　　對(duì)于一般照明而言，人們更需要白色的光源。 1998 年發(fā)白光的 LED 開發(fā)成功。這種 LED 是將 GaN 芯片和釔鋁石榴石（ YAG ）封裝在一起做成。 GaN 芯片發(fā)藍(lán)光（ λ p =465nm ， Wd=30nm ），高溫?zé)Y(jié)制成的含 Ce3+ 的 YAG 熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光發(fā)射，峰值 550nm 。藍(lán)光 LED 基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有 YAG 的樹脂薄層，約 200-500nm 。 LED 基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光?，F(xiàn)在，對(duì)于 InGaN/YAG 白色 LED ，通過改變 YAG 熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫 3500-10000K 的各色白光
　　其實(shí)LED燈就是我們平常所說的節(jié)能燈。
　　不同功率的LED燈，價(jià)格是不一樣的。而且不同的工藝，不同的外表材質(zhì)也會(huì)造成價(jià)格的差異
　　六、新霓虹燈與LED燈優(yōu)缺點(diǎn)的比較和競爭
　　以下針對(duì)霓虹燈與LED燈相關(guān)比較，加入最新的LED技術(shù)進(jìn)去比較，不是之前大家在網(wǎng)絡(luò)中見到的哪份資料。
　　1. LED光源有10000小時(shí)壽命嗎?
　　按光衰7%，實(shí)際只有約50000小時(shí)。按光衰3%，實(shí)際運(yùn)用可以達(dá)到80000小時(shí)。
　　本公司大顆粒產(chǎn)品光衰3%/年，小顆粒產(chǎn)品光衰7%/年
　　2. LED不會(huì)發(fā)熱嗎?
　　會(huì)，需散熱。本公司采用被動(dòng)散熱方式解決散熱問題。
　　3. LED可取代白熾燈嗎?
　　光通量，光效和顯色性可以，但目前太貴且近幾年不會(huì)有所下降。但可以通過提高產(chǎn)品的光通量從而降低替換白熾燈的成本。
　　4. LED可作普通光源簡單地使用嗎?
　　不行，要驅(qū)動(dòng)電源，光學(xué)和熱傳導(dǎo)配合。
　　5. 二種光源性能和優(yōu)點(diǎn)比較
　　霓虹燈的優(yōu)勢已被LED覆蓋，但LED燈目前價(jià)太高。
　　6. 二種光源的電源比較
　　LED低壓好，但防水性差和載電流過大。大顆粒1瓦的LED單燈輸入電流在350mA。
　　7. 二種光源的控制技術(shù)比較
　　LED易實(shí)現(xiàn)，但霓虹燈成熟。
　　8. 二種光源的穩(wěn)定性比較
　　LED不一致性大，霓虹燈相當(dāng)穩(wěn)定。少數(shù)產(chǎn)家可以做到相對(duì)穩(wěn)定，比如用CREE 跟AOD芯片相結(jié)合，取各自芯片的優(yōu)點(diǎn)。
　　9. 二種光源的價(jià)格比較
　　LED較貴，但黃色和紅色已相當(dāng)，主要貴的是LED白光。
　　10. 二種光源戶外使用比較
　　LED防水性差是戶外使用的致命弱點(diǎn)。
　　11. 二種光源目前市場的比較
　　全球照明產(chǎn)品年產(chǎn)值420億美元(中國150億美元)LED光源現(xiàn)比例小于1％。
　　七、什么是led燈的封裝？
　　led燈封裝解釋：簡單來說led封裝就是把led封裝材料封裝成led燈的過程；
　　led燈封裝流程：一般led封裝必須經(jīng)過擴(kuò)晶-固晶-焊線-灌膠-切腳-分光分色等流程；
　　led燈封裝材料：led的主要封裝材料有：芯片、金線、支架、膠水等；
　　led燈封裝設(shè)備：擴(kuò)晶設(shè)備、固晶機(jī)、焊線機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、烘烤箱等，一般分為全自動(dòng)封裝設(shè)備手工封裝設(shè)備兩種。
　　八、如何評(píng)判l(wèi)ed燈封裝的好壞？
　　led燈的好壞指標(biāo)：led燈的好壞的幾個(gè)指標(biāo)是：角度、亮度、顏色（波長）一致性、抗靜電能力、抗衰減能力等；
　　led燈的封裝材料：led封裝材料是led燈好壞的直接因素，也是最基本的因素，led燈是幾種主要材料的組合，一顆好的led燈必須是所有封裝材料與生產(chǎn)技術(shù)的組合；
　　led燈的封裝技術(shù)：一般全自動(dòng)設(shè)備封裝要比手工封裝的要好，封裝的技術(shù)水平也是led燈封裝的好壞的主要因素，同樣的材料不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出來的產(chǎn)品有很大的差別；
　　九、制作led顯示屏需要什么樣的led燈？？
　　led燈的外觀：制作戶外led電子屏主要使用直插式橢圓led燈，制作戶內(nèi)led電子屏主要使用表貼式led燈。
　　led燈的參數(shù)：亮度根據(jù)使用環(huán)境等因素而不同，波長紅燈：620nm-625nm，綠燈波長：520nm-525nm，藍(lán)燈波長：465nm-470nm。
　　led-定義
　　LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。
　　50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。 
　　發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為p-n結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。 
　　最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國本來是采用長壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。 汽車信號(hào)燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。 
　　對(duì)于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍(lán)光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值550nm。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光?，F(xiàn)在，對(duì)于InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍(lán)光LED得到白光的方法，構(gòu)造簡單、成本低廉、技術(shù)成熟度高，因此運(yùn)用最多。 
　　上個(gè)世紀(jì)６０年代，科技工作者利用半導(dǎo)體ＰＮ結(jié)發(fā)光的原理，研制成了ＬＥＤ發(fā)光二極管。當(dāng)時(shí)研制的ＬＥＤ，所用的材料是ＧａＡＳＰ，其發(fā)光顏色為紅色。經(jīng)過近３０年的發(fā)展，現(xiàn)在大家十分熟悉的ＬＥＤ，已能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)等多種色光。然而照明需用的白色光ＬＥＤ僅在近年才發(fā)展起來，這里向讀者介紹有關(guān)照明用白光ＬＥＤ。
　　led-介紹
　　１． 可見光的光譜和ＬＥＤ白光的關(guān)系。 眾所周之，可見光光譜的波長范圍為３８０ｎｍ～７６０ｎｍ，是人眼可感受到的七色光——紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，但這七種顏色的光都各自是一種單色光。例如ＬＥＤ發(fā)的紅光的峰值波長為５６５ｎｍ。在可見光的光譜中是沒有白色光的，因?yàn)榘坠獠皇菃紊?，而是由多種單色光合成的復(fù)合光，正如太陽光是由七種單色光合成的白色光，而彩色電視機(jī)中的白色光也是由三基色黃、綠、藍(lán)合成。由此可見，要使ＬＥＤ發(fā)出白光，它的光譜特性應(yīng)包括整個(gè)可見的光譜范圍。但要制造這種性能的ＬＥＤ，在目前的工藝條件下是不可能的。根據(jù)人們對(duì)可見光的研究，人眼睛所能見的白光，至少需兩種光的混合，即二波長發(fā)光（藍(lán)色光＋黃色光）或三波長發(fā)光（藍(lán)色光＋綠色光＋紅色光）的模式。上述兩種模式的白光，都需要藍(lán)色光，所以攝取藍(lán)色光已成為制造白光的關(guān)鍵技術(shù)，即當(dāng)前各大ＬＥＤ制造公司追逐的“藍(lán)光技術(shù)”。目前國際上掌握“藍(lán)光技術(shù)”的廠商僅有少數(shù)幾家，所以白光ＬＥＤ的推廣應(yīng)用，尤其是高亮度白光ＬＥＤ在我國的推廣還有一個(gè)過程。
　　２． 白光ＬＥＤ的工藝結(jié)構(gòu)和白色光源。 對(duì)于一般照明，在工藝結(jié)構(gòu)上，白光ＬＥＤ通常采用兩種方法形成，第一種是利用“藍(lán)光技術(shù)”與熒光粉配合形成白光；第二種是多種單色光混合方法。這兩種方法都已能成功產(chǎn)生白光器件。第一種方法產(chǎn)生白光的系統(tǒng)如圖１所示，圖中ＬＥＤ ＧａＭ芯片發(fā)藍(lán)光（λｐ＝４６５ｎｍ），它和ＹＡＧ（釔鋁石榴石）熒光粉封裝在一起，當(dāng)熒光粉受藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光，結(jié)果，藍(lán)光和黃光混合形成白光（構(gòu)成ＬＥＤ的結(jié)構(gòu)如圖２所示）。第二種方法采用不同色光的芯片封裝在一起，通過各色光混合而產(chǎn)生白光。
　?。常坠猓蹋牛恼彰餍鹿庠吹膽?yīng)用前景。 為了說明白光ＬＥＤ的特點(diǎn)，先看看目前所用的照明燈光源的狀況。白熾燈和鹵鎢燈，其光效為１２～２４流明／瓦；熒光燈和ＨＩＤ燈的光效為５０～１２０流明／瓦。對(duì)白光ＬＥＤ：在１９９８年，白光ＬＥＤ的光效只有５流明／瓦，到了１９９９年已達(dá)到１５流明／瓦，這一指標(biāo)與一般家用白熾燈相近，而在２０００年時(shí)，白光ＬＥＤ的光效已達(dá)２５流明／瓦，這一指標(biāo)與鹵鎢燈相近。有公司預(yù)測，到２００５年，ＬＥＤ的光效可達(dá)５０流明／瓦，到２０１５年時(shí)，ＬＥＤ的光效可望達(dá)到１５０～２００流明／瓦。那時(shí)的白光ＬＥＤ的工作電流便可達(dá)安培級(jí)。由此可見開發(fā)白光ＬＥＤ作家用照明光源，將成可能的現(xiàn)實(shí)。
　　普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈雖價(jià)格便宜，但光效低（燈的熱效應(yīng)白白耗電），壽命短，維護(hù)工作量大，但若用白光ＬＥＤ作照明，不僅光效高，而且壽命長（連續(xù)工作時(shí)間１００００小時(shí)以上），幾乎無需維護(hù)。目前，德國Ｈｅｌｌａ公司利用白光ＬＥＤ開發(fā)了飛機(jī)閱讀燈；澳大利亞首都堪培拉的一條街道已用了白光ＬＥＤ作路燈照明；我國的城市交通管理燈也正用白光ＬＥＤ取代早期的交通秩序指示燈?？梢灶A(yù)見不久的將來，白光ＬＥＤ定會(huì)進(jìn)入家庭取代現(xiàn)有的照明燈。
　　LED光源具有使用低壓電源、耗能少、適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時(shí)間短、對(duì)環(huán)境無污染、多色發(fā)光等的優(yōu)點(diǎn)，雖然價(jià)格較現(xiàn)有照明器材昂貴，仍被認(rèn)為是它將不可避免地現(xiàn)有照明器件。
　　led-特點(diǎn)
　　LED特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)
　　LED的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。
　　體積小
　　LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。
　　耗電量低
　　LED耗電非常低，一般來說LED的工作電壓是2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說：它消耗的電不超過0.1W。
　　使用壽命長
　　在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢琇ED的使用壽命可達(dá)10萬小時(shí)
　　高亮度、低熱量
　　環(huán)保
　　LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會(huì)造成污染，同時(shí)LED也可以回收再利用。
　　堅(jiān)固耐用
　　LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，這些特點(diǎn)使得LED可以說是不易損壞的。