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led光源用什么原材料
懸賞分:20
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各位,大家好,有一個(gè)問(wèn)題困擾著我,我一直弄不明白LED光源和LED顯示屏用的是什么做為核心原材料(資源)?謝謝啦!
知識(shí)庫(kù)標(biāo)簽:
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列兵
LED(Light Emitting Diode),發(fā)光二極管,簡(jiǎn)稱LED,,是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(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(shù)脂封裝起來(lái)。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(lái)的時(shí)候,它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)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(zhǎng)也就是光的顏色,是由形成P-N結(jié)的材料決定的。 它是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式,用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。由于具有容易控制、低壓直流驅(qū)動(dòng)、組合后色彩表現(xiàn)豐富、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于城市各工程中、大屏幕顯示系統(tǒng)。LED可以作為顯示屏,在計(jì)算機(jī)控制下,顯示色彩變化萬(wàn)千的視頻和圖片。 LED是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體。
LED外延片工藝流程:
近十幾年來(lái),為了開(kāi)發(fā)藍(lán)色高亮度發(fā)光二極管,世界各地相關(guān)研究的人員無(wú)不全力投入。而商業(yè)化的產(chǎn)品如藍(lán)光及綠光發(fā)光二級(jí)管LED及激光二級(jí)管LD的應(yīng)用無(wú)不說(shuō)明了III-V族元素所蘊(yùn)藏的潛能。在目前商品化LED之材料及其外延技術(shù)中,紅色及綠色發(fā)光二極管之外延技術(shù)大多為液相外延成長(zhǎng)法為主,而黃色、橙色發(fā)光二極管目前仍以氣相外延成長(zhǎng)法成長(zhǎng)磷砷化鎵GaAsP材料為主。
一般來(lái)說(shuō),GaN的成長(zhǎng)須要很高的溫度來(lái)打斷NH3之N-H的鍵解,另外一方面由動(dòng)力學(xué)仿真也得知NH3和MO Gas會(huì)進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生沒(méi)有揮發(fā)性的副產(chǎn)物。
LED外延片工藝流程如下:
襯底 - 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 緩沖層生長(zhǎng) - N型GaN層生長(zhǎng) - 多量子阱發(fā)光層生 - P型GaN層生長(zhǎng) - 退火 - 檢測(cè)(光熒光、X射線) - 外延片
外延片- 設(shè)計(jì)、加工掩模版 - 光刻 - 離子刻蝕 - N型電極(鍍膜、退火、刻蝕) - P型電極(鍍膜、退火、刻蝕) - 劃片 - 芯片分檢、分級(jí)
具體介紹如下:
固定:將單晶硅棒固定在加工臺(tái)上。
切片:將單晶硅棒切成具有精確幾何尺寸的薄硅片。此過(guò)程中產(chǎn)生的硅粉采用水淋,產(chǎn)生廢水和硅渣。
退火:雙工位熱氧化爐經(jīng)氮?dú)獯祾吆?,用紅外加熱至300~500℃,硅片表面和氧氣發(fā)生反應(yīng),使硅片表面形成二氧化硅保護(hù)層。
倒角:將退火的硅片進(jìn)行修整成圓弧形,防止硅片邊緣破裂及晶格缺陷產(chǎn)生,增加磊晶層及光阻層的平坦度。此過(guò)程中產(chǎn)生的硅粉采用水淋,產(chǎn)生廢水和硅渣。
分檔檢測(cè):為保證硅片的規(guī)格和質(zhì)量,對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。此處會(huì)產(chǎn)生廢品。
研磨:用磨片劑除去切片和輪磨所造的鋸痕及表面損傷層,有效改善單晶硅片的曲度、平坦度與平行度,達(dá)到一個(gè)拋光過(guò)程可以處理的規(guī)格。此過(guò)程產(chǎn)生廢磨片劑。
清洗:通過(guò)有機(jī)溶劑的溶解作用,結(jié)合超聲波清洗技術(shù)去除硅片表面的有機(jī)雜質(zhì)。此工序產(chǎn)生有機(jī)廢氣和廢有機(jī)溶劑。
RCA清洗:通過(guò)多道清洗去除硅片表面的顆粒物質(zhì)和金屬離子。
具體工藝流程如下:
SPM清洗:用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液,SPM溶液具有很強(qiáng)的氧化能力,可將金屬氧化后溶于清洗液,并將有機(jī)污染物氧化成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有機(jī)污物和部分金屬。此工序會(huì)產(chǎn)生硫酸霧和廢硫酸。
DHF清洗:用一定濃度的氫氟酸去除硅片表面的自然氧化膜,而附著在自然氧化膜上的金屬也被溶解到清洗液中,同時(shí)DHF抑制了氧化膜的形成。此過(guò)程產(chǎn)生氟化氫和廢氫氟酸。
APM清洗: APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液組成,硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(約6nm呈親水性),該氧化膜又被NH4OH腐蝕,腐蝕后立即又發(fā)生氧化,氧化和腐蝕反復(fù)進(jìn)行,因此附著在硅片表面的顆粒和金屬也隨腐蝕層而落入清洗液內(nèi)。此處產(chǎn)生氨氣和廢氨水。 HPM清洗:由HCl溶液和H2O2溶液按一定比例組成的HPM,用于去除硅表面的鈉、鐵、鎂和鋅等金屬污染物。此工序產(chǎn)生氯化氫和廢鹽酸。
DHF清洗:去除上一道工序在硅表面產(chǎn)生的氧化膜。 磨片檢測(cè):檢測(cè)經(jīng)過(guò)研磨、RCA清洗后的硅片的質(zhì)量,不符合要求的則從新進(jìn)行研磨和RCA清洗。
腐蝕A/B:經(jīng)切片及研磨等機(jī)械加工后,晶片表面受加工應(yīng)力而形成的損傷層,通常采用化學(xué)腐蝕去除。腐蝕A是酸性腐蝕,用混酸溶液去除損傷層,產(chǎn)生氟化氫、NOX和廢混酸;腐蝕B是堿性腐蝕,用氫氧化鈉溶液去除損傷層,產(chǎn)生廢堿液。本項(xiàng)目一部分硅片采用腐蝕A,一部分采用腐蝕B。 分檔監(jiān)測(cè):對(duì)硅片進(jìn)行損傷檢測(cè),存在損傷的硅片重新進(jìn)行腐蝕。
粗拋光:使用一次研磨劑去除損傷層,一般去除量在10~20um。此處產(chǎn)生粗拋廢液。
精拋光:使用精磨劑改善硅片表面的微粗糙程度,一般去除量1 um以下,從而的到高平坦度硅片。產(chǎn)生精拋廢液。
檢測(cè):檢查硅片是否符合要求,如不符合則從新進(jìn)行拋光或RCA清洗。 檢測(cè):查看硅片表面是否清潔,表面如不清潔則從新刷洗,直至清潔。
包裝:將單晶硅拋光片進(jìn)行包裝。
芯片到制作成小芯片之前,是一張比較大的外延片,所以芯片制作工藝有切割這快,就是把外延片切割成小芯片。它應(yīng)該是LED制作過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)
LED晶片的作用:
LED晶片為L(zhǎng)ED的主要原材料,LED主要依靠晶片來(lái)發(fā)光。
LED晶片的組成:主要有砷(AS)鋁(AL)鎵(Ga)銦(IN)磷(P)氮(N)鍶(Si)這幾種元素中的若干種組成。
LED晶片的分類
1、按發(fā)光亮度分:
A、一般亮度:R、H、G、Y、E等
B、高亮度:VG、VY、SR等
C、超高亮度:UG、UY、UR、UYS、URF、UE等
D、不可見(jiàn)光(紅外線):R、SIR、VIR、HIR
E、紅外線接收管:PT
F、光電管:PD
2、按組成元素分:
A、二元晶片(磷、鎵):H、G等
B、三元晶片(磷、鎵、砷):SR、HR、UR等
C、四元晶片(磷、鋁、鎵、銦):SRF、HRF、URF、VY、HY、UY、UYS、UE、HE、UG
LED晶片特性表:
LED晶片型號(hào)發(fā)光顏色組成元素波長(zhǎng)(nm)晶片型號(hào)發(fā)光顏色組成元素波長(zhǎng)(nm)
SBI藍(lán)色lnGaN/sic 430 HY超亮黃色AlGalnP 595
SBK較亮藍(lán)色lnGaN/sic 468 SE高亮桔色GaAsP/GaP 610
DBK較亮藍(lán)色GaunN/Gan 470 HE超亮桔色AlGalnP 620
SGL青綠色lnGaN/sic 502 UE最亮桔色AlGalnP 620
DGL較亮青綠色LnGaN/GaN 505 URF最亮紅色AlGalnP 630
DGM較亮青綠色lnGaN 523 E桔色GaAsP/GaP635
PG純綠GaP 555 R紅色GAaAsP 655
SG標(biāo)準(zhǔn)綠GaP 560 SR較亮紅色GaA/AS 660
G綠色GaP 565 HR超亮紅色GaAlAs 660
VG較亮綠色GaP 565 UR最亮紅色GaAlAs 660
UG最亮綠色AIGalnP 574 H高紅GaP 697
Y黃色GaAsP/GaP585 HIR紅外線GaAlAs 850
VY較亮黃色GaAsP/GaP 585 SIR紅外線GaAlAs 880
UYS最亮黃色AlGalnP 587 VIR紅外線GaAlAs 940
UY最亮黃色AlGalnP 595 IR紅外線GaAs 940
其它:
1、LED晶片廠商名稱:A、光磊(ED) B、國(guó)聯(lián)(FPD)C、鼎元(TK)D、華上(AOC)E、漢光(HL) F、AXT G、廣稼。2、LED晶片在生產(chǎn)使用過(guò)程中需注意靜電防護(hù)。
LED顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏,均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形;視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,圖文、圖像并茂,以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息,還可顯示二維、三維動(dòng)畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷,立體感強(qiáng),靜如油畫,動(dòng)如電影,廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。
[編輯本段]LED特點(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(shù)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(lái)說(shuō)LED的工作電壓是2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說(shuō):它消耗的電不超過(guò)0.1W。
使用壽命長(zhǎng)
在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合?,LED的使用壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。
高亮度、低熱量
比HID或白熾燈更少的熱輻射。
環(huán)保
LED是由無(wú)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。紅光LED含有大量的As(砷),劇毒
堅(jiān)固耐用
LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面,它比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分,這些特點(diǎn)使得LED可以說(shuō)是不易損壞的。
可控性強(qiáng)
可以實(shí)現(xiàn)各種顏色的變化。
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(chǎng)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(wàn)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(wú)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(guò)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
[編輯本段]LED分類
1、按發(fā)光管發(fā)光顏色分
按發(fā)光管發(fā)光顏色分,可分成紅色、橙色、綠色(又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠)、藍(lán)光等。另外,有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。
根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無(wú)色,上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無(wú)色透明、有色散射和無(wú)色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。
2、按發(fā)光管出光面特征分
按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國(guó)外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1;把φ5mm的記作T-1(3/4);把φ4.4mm的記作T-1(1/4)。
由半值角大小可以估計(jì)圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。
從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來(lái)分有三類:
(1)高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝,或是帶金屬反射腔封裝,且不加散射劑。半值角為5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或與光檢出器聯(lián)用以組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。
(2)標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用,其半值角為20°~45°。
(3)散射型。這是視角較大的指示燈,半值角為45°~90°或更大,散射劑的量較大。
3、按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分
按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。
4、按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分
按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED(發(fā)光強(qiáng)度100mcd);把發(fā)光強(qiáng)度在10~100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA,而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發(fā)光管相同)。
除上述分類方法外,還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。
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其 他 回 答
共2條
1樓
發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導(dǎo)體制成的,其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性,即正向?qū)?,反向截止、擊穿特性。此外,在一定條件下,它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下,電子由N區(qū)注入P區(qū),空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復(fù)合而發(fā)光,如圖1所示。
假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的,那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光,或者先被發(fā)光中心捕獲后,再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外,還有些電子被非發(fā)光中心(這個(gè)中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近)捕獲,而后再與空穴復(fù)合,每次釋放的能量不大,不能形成可見(jiàn)光。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大,光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的,所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生。
理論和實(shí)踐證明,光的峰值波長(zhǎng)λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度Eg有關(guān),即
????λ≈1240/Eg(mm)
式中Eg的單位為電子伏特(eV)。若能產(chǎn)生可見(jiàn)光(波長(zhǎng)在380nm紫光~780nm紅光),半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26~1.63eV之間。比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)的光為紅外光?,F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管,但其中藍(lán)光二極管成本、價(jià)格很高,使用不普遍
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