LED的簡介
LED(Light Emitting Diode),發光二極體,是一種固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片,晶片的一端附在一個支架上,一端是負極,另一端連線電源的正極,使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成,一部分是P型半導體,在它裡面空穴占主導地位,另一端是N型半導體,在這邊主要是電子。但這兩種半導體連線起來的時候,它們之間就形成一個“P-N結”。當電流通過導線作用於這個晶片的時候,電子就會被推向P區,在P區里電子跟空穴複合,然後就會以光子的形式發出能量,這就是LED發光的原理。而光的波長也就是光的顏色,是由形成P-N結的材料決定的。
發光原理
PN結的端電壓構成一定勢壘,當加正向偏置電壓時勢壘下降,P區和N區的多數載流子向對方擴散。由於電子遷移率比空穴遷移率大得多,所以會出現大量電子向P區擴散,構成對P區少數載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴複合,複合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結髮光的原理。
類別
1。直插式小功率規格有:草帽/鋼盔,圓頭,內凹,橢圓,方型(2*3*4)子彈頭,平頭,(3/5/平頭/麵包型)食人魚等。
2。SMD貼片一般分為(3020/3528/5050這些是正面發光)/1016/1024等這些是側面發光光源。
3。大功率LED不可歸類到貼片系列,它們功率及電流使用皆不相同,且光電參數相差甚巨。單顆大功率LED光源如未加散熱底座(一般為六角形鋁質座),它的外觀與普通貼片無太大差距,大功率LED光源呈圓形,封裝方式基本與SMD貼片相同,但與SMD貼片在使用條件/環境/效果等都有著本質上的區別。
詳細介紹
LED英文為(light emitting diode) ,LED燈珠就是發光二極體的英文縮寫簡稱LED,這是一個通俗的稱呼。
特點
1. 電壓: LED燈珠使用低壓電源,供電電壓在 2-4V之間,根據產品不同而異,所以它是一個比使用高壓電源;更安全的電源,特別適用於公共場所;
2.電流:工作電流在0—15mA,亮度隨電流的增大而變數
3. 效能:消耗能量較同光效的白熾燈減少 80%。
4. 適用性:很小,每個單元 LED 小片是 3-5mm 的正方形,所以可以製備成各種形狀的器件,並且適合於易變的環境。
5. 穩定性: 10 萬小時,光衰為初始的 50%。
6. 回響時間:其白熾燈的回響時間為毫秒級, LED 燈的回響時間為納秒級。
7. 對環境污染:無有害金屬汞。
8. 顏色:改變電流可以變色,發光二極體方便地通過化學修飾方法,調整材料的能帶結構和帶隙,實現紅黃綠蘭橙多色發光。如小電流時為紅色的 LED ,隨著電流的增加,可以依次變為橙色,黃色,最後為綠色。
9. 價格: LED燈珠的成本價格相應對於傳統新光源來說要貴些,較之 於白熾燈,幾十隻白光 LED 的價格就可以與一隻白熾燈的價格相當,而通常每組信號燈需由上 300 ~ 500 只二極體構成。
前景
LED全稱為半導體發光二極體,採用半導體材料製成的,以直接將電能轉化為光能,電號轉換成光信號的發光器件;其特點是功耗低、高亮度、色彩艷麗、抗振動、壽命長(正常發光8-10萬小時)、冷光源等優點,是真正的“綠色照明”。以LED為新光源的燈飾產品在21世紀的將來,必然取代白織燈,成為人類照明的又一次革命。
參數說明
1、亮度
LED燈珠的亮度不同,價格不同。
燈珠:一般亮度為60-70 lm;球泡燈:一般亮度為80-90 lm。
1W紅光,亮度一般為30-40 lm;1W綠光,亮度一般為60-80 lm;1W黃光,亮度一般為30-50 lm;1W藍光,亮度一般為20-30 lm。
註:1W亮度為60-110lm;3W亮度最高可達240lm;5W-300W是集成晶片,用串/並聯封裝,主要看多少電流,電壓,幾串幾並。
LED透鏡:一次透鏡一般用PMMA、PC、光學玻璃、矽膠(軟矽膠,硬矽膠)等材料。角度越大出光效率越高,用小角度的LED透鏡,光線要射得遠的。
2、波長
波長一致,顏色一致。則價格高。
白光分暖色(色溫2700-4000K),正白(色溫5500-6000K),冷白(色溫7000K以上)歐洲人比較喜歡暖白。
紅光:波段600-680,其中620,630主要用於舞檯燈,690接近紅外線。
藍光:波段430-480,其中460,465舞檯燈用的較多。
綠光:波段500-580,其中525,530舞檯燈用的較多。
3、發光角度
用途不同的LED其發光角度不一樣。特殊的發光角度,價格較高。
4、抗靜電能力
抗靜電能力強的LED燈珠,壽命長,因而價格高。通常抗靜電大於700V的LED燈珠才能用於LED燈飾。
5、漏電電流
LED燈珠是單嚮導電的發光體,如果有反向電流,則稱為漏電,漏電電流大的LED燈珠,壽命短,價格低。
套用範圍
新光源半導體的LED燈珠廣泛用於燈飾照明、LED大螢幕顯示、交通燈、裝飾、電腦、電子玩具禮品、交換機、電話機、廣告、城市光彩工程等諸多生產領域
常見問題
1 、是供電不正常所導致的問題:
01. 檢查供電的電源有沒有正常工作,指示燈有沒有亮起來,如果沒有亮起來,請查看電源有沒有連線好;
02. 查看燈珠的電源線是否同供電電源的正負極連線好,有沒有反相,如有以上問題存在,請正確連線即可。
2、LED燈珠對於電壓的要求:
標稱3V的LED燈珠,實際上,不同顏色的對電流也有不同的要求,黃色要求電流最小,依次是紅、綠、白、藍。電流過大,會使燈芯燒焦。 使用2.4V充電電池,**易燒焦,因為即使電壓不大,但電流過大,隨意依然會燒焦。
3、 不通電檢測LED:
不通電的情況下,如果為了在購買時挑選方便,建議備一隻3V的紐扣電池,在挑選時用該電池可方便的檢查出LED發什麼光。
4、大功率led燈珠燒掉的原因:
01、上下兩根燈絲,我們行業內叫做金線,純金的,做導電用,兩根正極,兩根負極,真正好的產品會有第五根線,焊在齊納管上了,起保護作用的。
02、燈絲變短就已經很明確的告訴您,您這個燈已經被大電流燒掉了,相當於斷路了。
03、大功率1W的驅動電流在350ma左右,工作電壓在3.2-3.6V之間,使用時請一定要注意,過大的電流一定會燒燈的 。
04、一般三顆1W燈的鋁基板都是12V左右驅動的,很少有直接就220V使用的,您看看是不是少了一個恆流源或者少了一個12V的驅動電源?
5、LED燈珠發黃的原因:
LED外封膠發黃原因多半為環氧樹酯與固化劑不匹配所致,但也不能排除外封膠烘烤時間過長導致。 解決方法:購買成套外封膠及固化劑,如上海精細化工的型號800或2339膠水都不會出現如下情況,另注重生產管控,嚴格按作業指導操作,避免烘烤時間過長或不足等原因,此情況是很好掌控的。
6、LED燈珠漏電的原因:
機台設備未接地,人員未佩戴靜電手環(一定要是有繩的)。造成的靜電防護不當。再就是封裝過程中,焊線PAD焊偏,最後就是晶片本身質量隱患問題。
7、 LED燈珠應是容、感性負載的問題:
其實兩者都不是,LED燈珠就是一個二級管,它需要一個正向的導通電壓就能工作,一般是2-3.5V,此外,電流大小可以控制LED燈珠的亮度。也就說LED燈珠只是把電能轉換為了光能。
8、與LED燈珠光衰大的原因:
小功率LED的衰減有四個方面的原因: 一:鐵支架導熱不良。 二:環氧樹脂黃化。 三:晶片與支架接觸不夠緊密。 四:晶片衰減大。 如果是白光,還有螢光粉衰減的問題。
常見LED封裝使用要素
一、LED引腳成形方法
1.必需離膠體2毫米才能折彎支架。
2.支架成形必須用夾具或由專業人員來完成。
3.支架成形必須在焊接前完成。
4.支架成形需保證引腳和間距與線路板上一致。
二、LED彎腳及切腳時注意
因設計需要彎腳及切腳,在對LED進行彎腳及切腳時,彎腳及切腳的位置距膠體底面大於3mm。
彎腳應在焊接前進行。使用LED插燈時,pcb板孔間距與LED腳間距要相對應。切腳時由於切腳機振動磨擦產生很高電壓的靜電,故機器要可靠的接地,做好防靜電工作(可吹離子風扇消除靜電)。
三、LED清洗
當用化學品清洗膠體時必須特別小心,因為有些化學品對膠體表面有損傷並引起褪色如三氯乙烯、丙酮等。可用乙醇擦拭、浸漬,時間在常溫下不超過3分鐘。
四、LED過流保護
過流保護能是給LED串聯保護電阻使其工作穩定
電阻值計算公式為:R=(VCC-VF)/IF
VCC為電源|穩壓器電壓,VF為LED驅動電壓,IF為順向電
五、LED焊接條件
1.烙鐵焊接:烙鐵(最高30W)尖端溫度不超過300℃,焊接時間不超過3秒,焊接位置至少離膠體2毫米。
2.波峰焊:浸焊最高溫度260℃,浸焊時間不超過5秒,浸焊位置至少離膠體2毫米。
選擇技巧
1、亮度 LED的亮度不同,價格不同。用於LED燈具的LED應符合雷射等級Ⅰ類標準。
2、抗靜電能力 抗靜電能力強的LED,壽命長,因而價格高。通常抗靜電大於700V的LED才能用於LED燈飾。
3、波長 波長一致的LED,顏色一致,如要求顏色一致,則價格高。沒有LED分光分色儀的生產商很難生產色彩純正的產品。
4、漏電電流 LED是單嚮導電的發光體,如果有反向電流,則稱為漏電,漏電電流大的LED,壽命短,價格低。
5、發光角度 用途不同的LED其發光角度不一樣。特殊的發光角度,價格較高。如全漫射角,價格較高。
6、壽命 不同品質的關鍵是壽命,壽命由光衰決定。光衰小、壽命長,壽命長,價格高。
7、晶片 LED的發光體為晶片,不同的晶片,價格差異很大。日本、美國的晶片較貴,一般台灣及國產的晶片價格低於日、美。
8、晶片大小 晶片的大小以邊長表示,大晶片LED的品質比小晶片的要好。價格同晶片大小成正比。
9、膠體 普通的LED的膠體一般為環氧樹脂,加有抗紫外線及防火劑的LED價格較貴,高品質的戶外LED燈飾應抗紫外線及防火。
LED燈珠套用於顯示領域需注意的8個參數
LED燈珠作為LED顯示屏成本最高、用量最大的元器件,對於LED顯示屏的品質影響起著主導作用。今天我們來為你介紹一下為什麼LED燈珠是LED顯示屏最關鍵的部件,如何鑑別LED燈珠的優劣?
全彩LED顯示屏的最關鍵部件是LED燈珠。原因有三:
第一:LED是全彩屏整機中使用數量最多的關鍵器件,每平方米會使用幾千至幾萬隻LED;
第二:LED是決定整屏光學顯示性能的主體,直接影響觀眾對顯示屏的評價;
第三:LED在顯示屏整體成本中所占比例最大,從30%至70%不等。
如何鑑別LED顯示屏燈珠優劣?
一、看焊點。正規的LED燈帶廠家生產的LED燈帶是採用SMT貼片工藝,用錫膏和回流焊工藝生產的
二、看FPC質量。FPC分敷銅和壓延銅兩種,敷銅板的銅箔是凸出來的,細看的話能從焊盤與FPC的連線處看出來
三、看LED燈帶表面的清潔度。如果採用SMT工藝生產的LED燈帶,其表面的清潔度非常好,看不到什麼雜質和污漬
四、看LED燈用的晶片和生產工藝,用眼睛是看不出來區別的,要用老化設備和檢測設備如果你把幾個廠家的LED放在老化儀上用大電流老化24小時或者更長時間,你再去測量幾個廠家的LED亮度,看那個led發光強度衰減最小,衰減最小那個質量就最好。
LED燈珠對LED顯示屏的影響有哪些
1、視角
LED顯示屏的視角決定於LED燈珠的視角。目前戶外顯示屏大多選用水平視角100°;、垂直視角50°;的橢圓LED,戶內顯示屏則選用水平垂直均為120°;的貼片LED。高速公路上的顯示屏由於其特殊性一般選用30°;視角的圓形LED就夠了。一些高樓上的顯示屏對垂直視角要求較高。視角與亮度互為矛盾,大視角必然會降低亮度。視角的選擇需要根據具體的用途來決定。
2、亮度
LED亮度是顯示屏亮度的重要決定因素。LED亮度越高,使用電流的餘量越大,對節省耗電、保持LED穩定有好處。LED有不同的角度值,在晶片亮度已定的情況下,角度越小,LED則越亮,但顯示屏的視角則越小。一般應選擇100度的LED以保證顯示屏足夠的視角。針對不同點間距和不同視距的顯示屏,應在亮度、角度和價格上找到一個平衡點。
3、失效率
由於全彩顯示屏由上萬甚至幾十萬組紅、綠、藍三種LED組成的像素點組成,任一顏色LED的失效均會影響顯示屏整體視覺效果。一般來說,按行業經驗,在LED顯示屏開始裝配至老化72小時出貨前的失效率應不高於萬分之三(指LED燈珠本身原因引起的失效)。
4、抗靜電能力
LED是半導體器件,對靜電敏感,極易引致靜電失效,故抗靜電能力對顯示屏的壽命至關重要。一般來說,LED的人體靜電模式測試失效電壓不應低於2000V。
5、壽命
LED器件的理論壽命為10萬小時,遠大於LED顯示屏其它部件的工作壽命,故只要LED器件品質保證、工作電流合適、PCB散熱設計合理、顯示屏生產工藝嚴謹,LED器件將是顯示屏整機中最耐用的部件之一。
LED器件占LED顯示屏價格比重的70%,所以說LED器件可以決定LED顯示屏質量的優劣。我國即是LED器件的生產大國,也是LED顯示屏製做的聚集地。LED顯示屏的高技術要求是未來的發展趨勢,LED顯示屏的高質量要求,不僅僅關於LED顯示屏廠商的走向,也牽連的LED顯屏器件廠家的發展。從LED器件把關,促進中國由LED顯示屏製造大國向LED顯示屏製造強國的轉變。
6、衰減特性
LED顯示屏長時間工作後會出現亮度下降和顯示屏顏色不一致的現象,主要是由於LED器件的亮度衰減造成的。LED亮度的衰減會造成顯示屏整屏亮度降低。紅、綠、藍LED亮度衰減幅度的不一致會造成LED顯示屏顏色的不一致,就是我們常說的顯示屏花了的現象。高品質的LED器件能夠很好地控制亮度衰減幅度。按1000小時常溫點亮20mA標準,紅色衰減應小於2%,藍、綠色衰減應小於10%,故藍、綠色LED在顯示屏設計時儘量不要用到20mA電流,最好只用70%至80%的額定電流。
衰減特性除與紅、綠、藍LED本身特性相關外,使用電流、PCB板散熱設計、顯示屏使用環境溫度等均對衰減造成影響。
7、尺寸
LED器件的尺寸影響LED顯示屏的像素點距離,即解析度。5mm的橢圓燈主要用於P16以上的戶外顯示屏,3mm的橢圓燈主要用於P12.5、P12、P10的戶外顯示屏,3528型貼片LED主要用於P6、P8的戶內顯示屏,2020型貼片LED主要用於P2、P3等室內顯示屏。在點間距不變的前提下,LED器件尺寸增大,能夠增加顯示面積,減少顆粒感,不過由於黑區面積減少,會降低對比度;相反,LED尺寸減小,減少了顯示面積,顆粒感增多,黑區面積增大,增加了對比度。
8、一致性
全彩顯示屏是由無數個紅、綠、藍LED組成的像素拼成的,每種顏色LED的亮度、波長的一致性決定了整個顯示屏的亮度一致性、白平衡一致性、色度一致性。一般來說,顯示屏廠家要求器件供應商提供5nm的波長範圍及1:1.3的亮度範圍的LED,這些指標可由器件供應商通過分光分色機進行分級達到。電壓的一致性一般不做要求。
由於LED是有角度的,故全彩LED顯示屏同樣具有角度方向性,即在不同角度觀看時,其亮度是會遞增或遞減的。這樣,紅、綠、藍三種顏色LED的角度一致性將嚴重影響不同角度白平衡的一致性,直接影響顯示屏視頻顏色的保真度。要做到紅、綠、藍三種LED在不同角度時亮度變化的匹配一致性,需要在封裝透鏡設計、原物料選擇上嚴格進行科學設計,這取決於封裝供應商的技術水平。法向方向白平衡再好的顯示屏,如果LED的角度一致性不好,整屏不同角度的白平衡效果將是糟糕的。LED燈珠的角度一致性特性可用LED角度綜合測試儀測出,對於中、高檔顯示屏尤為重要。
LED燈珠結構圖
1.光學和電學性能測試
正向壓降、反向電流;光通量、光譜、色溫、顯指、發光角度。
2.透鏡
工藝評價、封裝膠水種類、有無污染物、氣泡。
3.螢光粉塗覆
螢光粉層塗覆工藝評價、螢光粉顆粒度、粒度分布、成分、有無團聚和沉降現象。
4.晶片
晶片工藝評價、晶片圖形微觀結構測量、缺陷查找、晶片污染物鑑定、有無漏電、有無破損。
5.引線鍵合
鍵合工藝評價、一焊和二焊形貌觀測、弧高測量、直徑測量、引線成分鑑定。
6.固晶製程
固晶工藝評價、固晶層是否有空洞、是否分層、固晶層成分。
7.支架
鍍層工藝評價、支架成分、鍍層成分、鍍層厚度。
LED燈珠對微間距LED顯示屏的影響
1、對亮度的影響微間距LED顯示屏的亮度取決於流入LED燈珠電流的大小及LED燈珠自身的亮度性能。LED燈珠使用電流越大,微間距LED顯示屏的發光亮度就越大,品質優良的LED燈珠具備良好的光轉化率,極小的使用電流就可以發出亮度很高的光,對節省耗電、保持微間距LED顯示屏穩定有好處。2、對失控率的影響由於微間距LED顯示屏由上萬甚至幾十萬組紅、綠、藍三種LED組成的像素點組成,任一顏色LED的失效均會影響顯示屏整體視覺效果。一般來說,按行業經驗,在LED顯示屏開始裝配至老化72小時出貨前的失效率應不高於萬分之三(指LED燈珠本身原因引起的失效),高品質的LED燈珠失效率非常低,採用高品質LED燈珠的微間距LED顯示屏整屏失控率可以控制在十萬分之一以下。
3、對使用壽命的影響LED燈珠的理論壽命為10萬小時,遠大於微間距LED顯示屏其它部件的工作壽命,故只要LED燈珠品質保證、工作電流合適、PCB散熱設計合理、顯示屏生產工藝嚴謹,LED燈珠將是顯示屏整機中最耐用的部件之一,採用高品質LED燈珠的微間距LED顯示屏使用壽命可達10萬小時,平均無故障工作時間(MTBF)高達5萬小時。
4、對視角的影響微間距LED顯示屏的視角決定於LED燈珠的視角。目前室內顯示屏多選用水平/垂直均為超廣視角的LED燈珠,使得微間距LED顯示屏水平/垂直可視角度達到可達視角160度。
5、對像素點間距的影響LED燈珠的尺寸影響LED顯示屏的像素點間距及整屏解析度。SMD0707型LED燈珠主要套用與P1.5以下微間距LED顯示屏,SMD1010型LED燈珠主要用於P1.6、P1.9、P2.0微間距LED顯示屏,SMD2121型LED燈珠主要用於P2.5、P3微間距LED顯示屏。在點間距不變的前提下,LED燈珠尺寸增大,能夠增加顯示面積,減少顆粒感,不過由於黑區面積減少,會降低對比度;相反,LED燈珠尺寸減小,減少了顯示面積,顆粒感增多,黑區面積增大,增加了對比度。
6、對亮度/色度/白平衡一致性的影響微間距LED顯示屏是由無數個紅、綠、藍LED組成的像素拼成的,每種顏色LED的亮度、波長的一致性決定了整個顯示屏的亮度一致性、白平衡一致性、色度一致性。一般來說,顯示屏廠家要求器件供應商提供5nm的波長範圍及1:1.3的亮度範圍的LED燈珠,這些指標可由器件供應商通過分光分色機進行分級達到。由於LED燈珠是有角度的,故微間距LED顯示屏同樣具有角度方向性,即在不同角度觀看時,其亮度是會遞增或遞減的。這樣,紅、綠、藍三種顏色LED的角度一致性將嚴重影響不同角度白平衡的一致性,直接影響顯示屏視頻顏色的保真度。要做到紅、綠、藍三種LED在不同角度時亮度變化的匹配一致性,需要在封裝透鏡設計、原物料選擇上嚴格進行科學設計,這取決於封裝供應商的技術水平。法向方向白平衡再好的顯示屏,如果LED燈珠的角度一致性不好,整屏不同角度的白平衡效果將是糟糕的。LED燈珠的角度一致性特性可用LED角度綜合測試儀測出,對於中、高檔顯示屏尤為重要。
7、對抗靜電能力的影響LED燈珠是半導體器件,對靜電敏感,極易引致靜電失效,故抗靜電能力對顯示屏的壽命至關重要。高品質的LED燈珠可以經受住50Hz、1500V(交流電有效值)的試驗電壓1分鐘不發生絕緣擊穿。8、對衰減特性的影響LED顯示屏長時間工作後會出現亮度下降和顯示屏顏色不一致的現象,主要是由於LED燈珠的亮度衰減造成的。LED燈珠亮度的衰減會造成顯示屏整屏亮度降低。紅、綠、藍LED亮度衰減幅度的不一致會造成LED顯示屏顏色的不一致,就是我們常說的顯示屏花了的現象。高品質的LED燈珠能夠很好地控制亮度衰減幅度。按1000小時常溫點亮20mA標準,紅色衰減應小於2%,藍、綠色衰減應小於10%,故藍、綠色LED在顯示屏設計時儘量不要用到20mA電流,最好只用70%至80%的額定電流。衰減特性除與紅、綠、藍LED本身特性相關外,使用電流、PCB板散熱設計、顯示屏使用環境溫度等均對衰減造成影響。