LED是一种半导体，通电即会发光。凭借其高效率、长寿命和其他突出的特点，LED已广泛取代了传统光源。现在的重点是在“光的质量”、“光的功能”等关键词上创造新价值。
01 LED的发光原理
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 通俗得来讲就是：当电流通过晶片时，N型半导体内的电子与P型半导体内的空穴在发光层剧烈地碰撞复合产生光子，以光子的形式发出能量（即大家看见的光）。
02 LED物理结构
LED主要由以下几个部分构成：芯片（作用：光源发光）、支架：包括衬底及散热基座、引脚等（作用：散热、导电）、金线（作用：导电）、透明树脂（作用：保护晶粒、透光）。
03 LED的具体参数
发光二极管最大工作电流
最大工作电流URM是指发光二极管长期正常工作所允许通过的最大正向电流。使用中不能超过此值，否则将会烧毁发光二极管。
发光二极管的结温
LED结温：LED的基本结构是一个半导体的P—N结。实验指出，当电流流过LED元件时，P—N结的温度将上升，严格意义上说，就把P—N结区的温度定义为LED的结温。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我们也可把LED芯片的温度视之为结温。说白了就是LED的温度结点，到达温度结点的时候LED的寿命和性能都会受到影响。
发光二极管最大反向电压
最大反向电压URM是指发光二极管在不被击穿的前提下，所能承受的最大反向电压。发光二极管的最大反向电压URM一般在5V左右，使用中不应使发光二极管承受超过5V的反向电压，否则发光二极管将可能被击穿。
发光二极管发光强度
IV表示从特定方向观测到的亮度。单位cd（坎德拉，对应的更小单位是毫坎德拉,即mcd），一单位立体角内发出一流明的光称为一坎德拉。比较光强时需要特别注意指向角。光强是指单位立体角内发出的光通量。透镜作为LED封装的组成部分可以向特定方向集中光输出（用透镜集光），即使光输出小也能集光，因此光强变大。需要特别指出的是，IV值通常需要指定该LED是在多大的正向电流IF下测量到的。
发光二极管光通量 Φv [lm]
是指从光源发射出来的全部光量。单位为lm（流明）。
发光二极管主波长 λD[nm]
LED一般用波长表示颜色。主波长相当于眼睛看到的颜色所对应的波长，与发光波长的峰值波长有差异，单位为nm（纳米）。
各种发光二极管发光颜色LED的波长参数
紫：400～435nm、蓝：435～480nm、蓝绿：480～500nm、绿：500～560nm、黄绿：560～580nm、黄：580～595nm、橙：595～610nm、红：610～760nm、白，通常用下面的色坐标来表示。或者简单用暖白、正白、冷白表示。
发光二极管色度坐标 x, y
它指用二维正交坐标系（x和y）表示LED发光颜色的实际值。主要反映了LED光源所表现出来的物理颜色，色坐标比用色温表示的颜色更加精准，清楚。
发光二极管色温
色温是指当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温。色温越低，颜色越偏向橙色，色温越高，颜色越偏向蓝色。
发光二极管发光视角
在发光强度分布图形（图12）中，发光强度等于最大强度一半构成的角度称为半值角。芯片的厚度、封装模条的外形尺寸、支架反射杯的深度以及支架在模腔中的插入深度都对半值角的大小有直接影响。制造中，可以根据客户要求，通过选取不同的材料及选用不同的封装尺寸来得到不同大小的半值角。
从发光强度角分布图来分有三类：
A高指向性：一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。
B标准型：通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。
C散射型：这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大。
发光二极管工作温度
工作环境温度是影响二极管工作的一个重要参数，对光强电流等参数都有很大影响。
发光二极管使用寿命
人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。
从LED的正常使用来看，影响LED寿命的最主要因素就是热。热量的来源，有材料正常的电阻在通电产生的焦耳热，PN结产生的热，还有工艺中带来的寄生电阻产生的焦耳热，还有光被吸引后产生的热。热量的积累使得温度升高，温度升高使得芯片的性能衰退、退化老化、变性。
亮度档
供应商在产出LED灯后，会根据灯的Lm值，来划分灯的亮度档，亮度档越高的LED其Lm值也越大，同时亮度也就越亮。
色块
色块其实就是色温的区域范围。LED的色温按标准是分段的，既然是分段，就有一个最大值和最小值，在色坐标系中是一个，x和y的坐标对应的也就有一个最大值和最小值，这样一个色温段就是以小块的区域，即所谓的色块。bin就是按色温段来区分led。色块是以这个区域为范围，在这个区域里面，还可以细分成更小的区域，那么这个更小的区域，就是led的分bin,不同的bin，对应的色温略有差异。虽然大范围都是一样，都在同一个色块里面。如下图为，以色坐标为基准进行色块的划分。
同角点不同波段问题
每一个角点所对应的波长都不是一个确定的值，生产中难免会有波动，所以每个角点又细分为四个波段，每个波段的长度大约为2nm左右。在制作背光时要加以区分，否则后期可能会出现同色异谱的现象。
什么是同色异谱？两个有色样品在某一个相同光源下似乎是相同的颜色，但在另外一个相同的光源下似乎是不同的颜色，如下图，这种现象就是同色异谱。
频谱
光源由不同的颜色所组成，各颜色的光有不同的频率，所占的比例可能也有不同。三棱镜透过折射的方式，将不同频率的光折射到不同的位置，因此可以看到不同颜色的光。同样的也可以将一般光源用三棱镜处理，投映出连续的或不连续的彩色光带。光带的颜色表示其频率，而明暗可表示其比例的多寡，这就是光的频谱，一般称为光谱。
若所有频率的颜色含量都一様，其合成的颜色会是白色，而其幅度对应频率的频谱会是一条水平线。因此一般会将频谱为水平线的信号以“白色”来称呼。
LED电源驱动方式:
A.恒流式: 恒流驱动电路驱动LED是很理想的,缺点就是价格较高.恒流电路虽然不怕负载短路,但是严禁负载完全开路.恒流驱动电路输出的电流是恒定的,而输出的直流电压却随着负阻值的大小不同在一定范围内变化.要限制LED的使用数量,因为它有最大承受电流及电压值.
B.稳压式: 稳压电路确定各项参数后,输出的是固定电压,输出的电流却随着负载的增减而变化.稳压电路虽然不怕负载开路,但是严禁负载完全短路.整流后的电压变化会影响LED的亮度.要使每串以稳压电路驱动LED显示亮度均匀,需要加上合适的电阻才可以.
04 白光LED的发光方式
白光LED的形成方法
蓝光LED + 黃色荧光粉
蓝光LED + 黃、红色荧光粉
UV LED + 蓝、绿、红色荧光粉
蓝光LED + 绿色LED + 红色LED
量子点(Quantum dot)LED
05 LED制作工艺
点胶的目的：
为了维护本身的气密性，并保护不受周围环境中湿度与温度的影响，以及防止电子组件受到机械振动、冲击产生破损而造成组件特性变化；针对白光，点胶（荧光胶）有另一个决定性的作用，调配出不同的颜色/色度。
点胶的重要性：
正是基于上述保护作用以及荧光胶的混色作用，点胶是LED封装制程中的最重要的一个环节，点胶的好坏将直接影响到产品的颜色特性，影响到客符率，导致无法出货。
点透明胶：
一般来讲，只有非白光材料点透明胶，其目的主要是保护组件特性；A/B胶以规格书给定比例混合，搅拌均匀抽真空后点胶即可，点胶做到无气泡不漏金 线即可，工艺要求比较简单。
点荧光胶的原因 ：
一般最常见的需要点荧光胶的主要为蓝色LED+黄色荧光粉的白光化封装材料,这也是目前使用最广泛的白光的制作方法，其原理是将可产生黄光的荧光粉分散于透明的硅胶内，再用设于碗杯内的蓝色LED产生的光线激发转换成白光，这种方式的白光发光机制是利用LED产生蓝色光线，其中部份蓝光会激发荧光粉变成黄色发光，剩余的蓝光则只在外部进行蓝光与黄光混色进而变成白光
06 结束语
LED产品的色彩变化，主要是通过荧光粉及LED芯片波长的变化；所以，可根据产品的需求来调试其产品的色彩；
如若产品需求LED白光产品中的红色能量较多，那主要可通过X坐标较大的荧 光粉来满足；
如若产品需求LED白光产品中的绿色能量较多，那主要可通过Y坐标较大荧光 粉的来满足；
如若产品需求LED白光产品中的色彩饱和度较高，那主要可通过XY坐标较大荧光粉的来满足；
审核编辑：刘清