LED Light Emitting Diode 发光二极管
LED为通电时可发光的电子组件,是半导体材料制成的发光组件,材料使用III- V族化学元素(如:磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)等),发光原理是将电能转换为光,也就是对化合物半导体施加电流,透过电子与电洞的结合,过剩的能量会以光的形式释出,达成发光的效果,属于冷性发光,寿命长达十万小时以上。LED最大的特点在于:无须暖灯时间(idling time)、反应速度很快(约在10^-9秒)、体积小、用电省、污染低、适合量产,具高可靠度,容易配合应用上的需要制成极小或数组式的组件,适用范围颇广,如汽车、通讯产业、计算机、交通号志、显示器等。
LED又可以分成上、中、下游。从上游到下游,产品在外观上差距相当大。上游是由磊芯片形成,这种磊芯片长相大概是一个直径六到八公分宽的圆形,厚度相当薄,就像是一个平面金属一样。LED发光颜色与亮度由磊晶材料决定,且磊晶占LED制造成本70%左右,对LED产业极为重要。上游磊晶制程顺序为:单芯片(III-V族基板)、结构设计、结晶成长、材料特性/厚度测量。
中游厂商就是将这些芯片加以切割,形成为上万个晶粒。依照芯片的大小,可以切割为二万到四万个晶粒。这些晶粒长得像沙滩上的沙子一样,通常用特殊胶带固定之后,再送到下游厂商作封装处理。中游晶粒制程顺序为:磊芯片、金属膜蒸镀、光罩、蚀刻、热处理、切割、崩裂、测量。而,下游封装顺序为:晶粒、固晶、粘着、打线、树脂封装、长烤、镀锡、剪脚、测试。
国内主要的LED生产厂商有:鼎元、光磊、国联、亿光等企业。
红外线发光二极管 红外线Light Emitting Diode。
主要以GaAs系列材料发展为主,通常以LPE液相磊晶法的方法制作,发光波长从850~940不等。
GaP 磷化镓。
磷化镓,是Ⅲ-Ⅴ族(三五族)元素化合的化合物。GaP是一种间接迁移型半导体,具有低电流、高效率的发光特性,可发光范围函盖红色至黄绿色,为LED主要使用材料之一。
GaN 氮化镓。
氮化镓,是Ⅲ-Ⅴ族元素化合的化合物。GaN使MOVPE制作技术,可制作高亮度纯蓝光LED及纯绿光LED,更可应用于蓝光、绿光雷射二极管之制作。MOVPE虽已是一成熟的磊晶制作技术,但以此技术制作GaN蓝光LED其中仍须相当的专业知识、经验和技巧
AlInGaP 磷化铝铟镓。
AlInGaP此材料是近年来用在高亮度LED之制造上较新的材料,使用MOVPE磊晶法制程。目前世界上仅有三家厂商供应此产品的公司,即美国HP、日本Toshiba、***国联光电。
AlGaAs 砷化铝镓。
为GaAs和AlAs的混晶。AlGaAs适合于制造高亮度红光及红外线LED,主要以LPE磊晶法量产,但因需制作AlGaAs基板,技术难度高。
反向粘着型薄芯片LED reverse mounting type 薄芯片LED。
此种芯片可粘着在穿式印刷电路板上,减少LED所占的厚度。主要可用作可携式电话按键之背光源。
侧面发光直角LED
此种LED芯片是从最上层面发光,但可将发光面旋转一个面焊接。侧面发光直角LED有超小型和高亮度两种,超小型是用于LCD背光源、呼叫器、行动电话;高亮度型是用作汽、机车第三剎车灯和户外显示器。
直角表面粘着型LED灯泡 SIDELED。
直角表面粘着型LED灯泡不需额外的光学件或反射器,焊接后光线的行径路线可与各电路板平行,使工程人员在设计时有较大的弹性,因而可在设计的后段再加上此产品,而不需事先考虑。产品可应用在自动安全断电开关、背光源和光导管等,用作电话和数据处理系统的指示灯。
可见光LED 可见光Light Emitting Diode。
LED(发光二极管)的种类繁多,依发光波长大致分为可见光与不可见光两类。可见光LED产品主要包括传统LED、高亮度AlGaInP(磷化铝镓铟)红、黄、橘光 LED及InGaN(氮化铟镓)蓝、绿光LED、以及白光LED。其产品以显示用途为主,又以亮度一烛光(1 cd)作为一般LED和高亮度LED之分界点。一般LED广泛应用于各种室内显示用途;高亮度LED后者则适合于户外显示,如汽车第三煞车灯、户外信息看板和交通号志等。
不可见光LED 不可见光Light Emitting Diode。
LED(发光二极管)的种类繁多,依发光波长大致分为可见光与不可见光两类。不可见光LED,波长850至1550奈米,其短波长红外光可作为红外线无线通讯使用,如红外线LED应用在影印纸张尺寸检知、家电用品遥控器、工厂自动检测、自动门、自动冲水装置控制等;长波长红外光,则应用在中、短距离光纤通讯上,作为光通讯用光源。
GaN LED 氮化镓发光二极管。
GaN LED是属于直接能隙之半导体材料, 其能隙为3.4ev, 而AlN为6.3ev, InN为2.0ev,将这几种材料做成混晶时,可以将能隙从2.0ev连续改变到6.3ev,因此可以获得从紫外线、紫光、蓝光、绿光到黄光等范围的颜色。
目前最成功的GaN组件有高亮度蓝光及绿光LED,因GaN高亮度蓝光、绿光LED的开发成功,使得户外全彩LED显示器及LED交通号志得以实现,各种 LED的应用也更加广泛。以高亮度蓝光LED激发萤光物质(phospher)可以产生白光,其低耗电及高寿命的特性,未来有可能取代一般照明用的白炽灯泡,GaN LED的市场潜力十分雄厚。
OLED Organic Electro-Luminescence Display。有机电激发光。
透过电流驱动有机薄膜来发光,其发光可为单独的之红色、蓝色、绿色,甚至是全彩。由于OLED所使用的有机化合物材料会自行发光,因此不像LCD面板后方须要加上背光源,可以大幅降低耗电、简化制程、使面板厚度变薄。OLED的特点为具有自发光、广视角、响应速度快、低耗电量、对比强、亮度高、厚度薄、可全彩化,及动画显示等,被认为是极具潜力的平面显示技术。国内目前有铼宝、光磊、东元激光、翰立光电等厂商投入。
室内用LED显示看板
LED显示看板不管尺寸大小,都是由单一组件的LED加以拼装而成,LED的单一组件,来自下游封装好的点矩阵式的LED,或是单位模块 Cluster,再由显示看板的厂商将这些单一组件,依照各种不同的需求,组装成各种大型的看板,加上控制电路,然后到各施工地点安装测试。
室内用的LED 显示看板,因观看的距离近,所以要求的分辨率较高,一般是使用点矩阵式模块,因室内的环境较稳定,所以比较不需要做防水防护装置及散热等措施,施工方面比较容易。
户外用LED显示看板
LED显示看板不管尺寸大小,都是由单一组件的LED加以拼装而成,LED的单一组件,来自下游封装好的点矩阵式的LED,或是单位模块Cluster,由显示看板的厂商将这些单一组件,依照各种不的需求,组装成各种大型的看板,加上控制电路,然后到各施工地点安装测试。
户外LED看板,观看距离较远,分辨率要求相对的较低,但对亮度、可见度及耐候性的要求都比较高,所以在户外的施工上比较需要考虑散热和防水等问题。