关于LED灯封装论文.pdf

吉林大学硕士学位论文 1 第一章引言-GaN系材料LED的发展最近十年,高亮度化、全色化白光照明一直是LED材料和器件工艺技术研究的前沿课题。[1]随着新材料及半导体工业技术的不断发展,自1994年起以新型可见光材料InGaAlP和InGaN为主流,实现了高亮度,多色化,加之封装技术的改进,显示信息大型化,出现了LED产品新的应用领域,使得可见光LED的应用领域由室内扩展到室外,由单色显示发展为全彩色显示, 带来了更多的市场商机。。 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 $ in Millions 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Year LED HB LD LEDs的市场情况超高亮度(UHB)是指发光强度达到或超过100mcd的LED,又称坎德拉(cd)级LED。超高亮度A1GaInP和InGaN LED的研制进展十分迅速,现已达到常规材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能达到的性能水平。1991年日本东芝公司和美国HP公司研制成InGaA1P 620nm橙色超高亮度LED,1992年 InGaA1P590nm黄色超高亮度LED实用化。同年,东芝公司研制InGaA1P 573nm黄绿色超高亮度LED,法向光强达2cd。而于1994年,日本日亚公司就研制成InGaN 450nm蓝色超高亮度LED。至此,彩色显示所需的三基色吉林大学硕士学位论文 2 红、绿、蓝以及橙、黄多种颜色的LED都达到了坎德拉级的发光强度,实现了超高亮度化、全色化,使发光管的户外全色显示成为现实。最近几年在HB -LED 的新发展使LED的效率产生量子型的飞跃,。 LED的发展超高亮度LEDs在信号指示灯、大屏幕显示、背光照明和固体照明光源等领域获得广泛应用。 [2] [3] 传统的公路、铁路的交通信号灯、警示灯、标志灯、机场跑道灯和各类汽车的指示灯,采用白炽灯加滤光片的方法实现各色指示或显示,对光能的利用率很低(最高为50%),而采用超高亮度LEDs不仅高效节能,而且寿命更长。[4] 3 比较。目前日本采用高亮度红黄蓝LED像素灯作为交通信号灯,其耗电量仅为原来的12%。汽车指示灯在车的外部主要是方向灯、尾灯和刹车灯;在车的内部主要是各种仪表的照明和显示。超高亮度LEDs用于汽车指示灯与传统的白炽灯白炽灯 LEDs 功耗 Red: 70W Red: 10W Yellow: 70W Yellow: 20W Green: 70W Blue-Green: 35W 使用期限 6~12 months 5~10 years 失效模式 Sudden total failure Gradual intensity decrease 可见能力 Uses color filter, reflects sunlight Direct 交通信号灯中应用白炽灯和高亮度LED的性能比较相比具有许多优点,在汽车工业中有着广泛的市场。首先,LEDs能够经受较强的机械冲击和震动。平均工作寿命比白炽灯泡高出几个量级,远远高出汽车本身的工作寿命,因此LED刹车灯可封装成一个整体,而不必考虑维修。其次,LED灯与带有滤光片的白炽灯泡相比具有相当高的流明效率,这样 LED刹车灯和方向灯就能够在较低的驱动电流下工作;而较低的电功率还可降低汽车内部线路系统的体积和重量,同时还可减小集成化的LED信号灯的内部温升,允许透镜和外罩使用耐温性能较低的塑料。最后,LED刹车灯的响应时间为100ns,比白炽灯的响应时间短,这样便给司机留下了更多的反应时间,减少汽车追尾事故,从而提高了行车的安全保证。从价格上看,尽管LED灯与白炽灯相比还是较贵的,但从整个系统来看,二者的价格并没有明显的差别。随着超高亮度LED实用化的发展,最近几年价格一直在不断降低,今后降低的幅度还会更大。 4 大屏幕显示是超高亮度LED应用的另一巨大市场,包括:图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。广泛应用于体育场馆、车站、机场、工商业等行业的大型和超大型全色显示屏,而蓝光LEDs是实现全色平板显示的关键器件,是全色显示器中价格最贵的器件。目前仅国内广告业、机场和车站需要的大型显示屏年成交额达数亿元人民币,而且该市场仍在以每年约4倍的增长速度迅速发展[5]。另外,传统的大屏幕有源显示一般采用白炽灯、光纤、阴极射线管等;无源显示一般采用翻牌的方法。如今,超高亮度 AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaN LED已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种