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LED基本原理
發(fā)光二極體（LED）是由三五族化合物半導(dǎo )體為材料製成的光電元件，其核心是PN結(jié)。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)方的區(qū)域的部分少數(shù)載流子與多數(shù)載流子複合而發(fā)光。形成PN結(jié)的材料性質(zhì)（禁帶寬度）決定了發(fā)出光的波長(zhǎng)，對(duì)於可見(jiàn)光來(lái)說(shuō)，即決定了光的顏色。
LED的主要特點(diǎn)有：體積小、耗電量低、使用壽命長(zhǎng)、高亮度低熱量、環(huán)保耐用等特點(diǎn)。在適當(dāng)的電流和電壓下工作，LED的使用壽命可長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。
LED的分類(lèi)和應(yīng)用
根據(jù)所發(fā)出的光的類(lèi)型，LED可分為可見(jiàn)光LED和不可見(jiàn)光LED兩(liǎng)種。
可見(jiàn)光LED包括紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫光LED。其中紅光LED材料以GaP（二元系）、AlGaAs（三元系）和AlGaInP（四元系）為主；藍(lán)/白光LED材料以GaN為主。
LED的應(yīng)用非常廣(guǎng)泛，主要包括：
1、LED顯示屏：室內(nèi)外廣(guǎng)告牌、體育計(jì)分牌、信息顯示屏等；
2、信號(hào)指示燈：全國(guó)各大、中城市的市內(nèi)交通信號(hào)燈、高速公路、鐵路和機(jī)場(chǎng)信號(hào)燈，電子設(shè)備功能指示；
3、光色照明：室外景觀(guān)照明和室內(nèi)裝飾照明；
4、專(zhuān)用普通照明：可攜式照明(手電筒、頭燈)、低照度照明(廊燈、門(mén)牌燈、庭用燈)、閱讀照明(飛機(jī)、火車(chē)、汽車(chē)的閱讀燈)、顯微鏡燈、照相機(jī)閃光燈、檯燈、路燈；
5、安全照明：礦燈、防爆燈、應(yīng)急燈、安全指標(biāo)燈；
6、背光源：液晶顯示器、液晶電視背光源。
7、汽車(chē)用燈：包括車(chē)內(nèi)照明和車(chē)外照明，車(chē)內(nèi)包括儀錶板、電裝產(chǎn)品指示燈（開(kāi)關(guān)、音響等）、開(kāi)關(guān)背光源、閱讀燈以及外部剎車(chē)燈、尾燈、側燈及頭燈等。
8、其它應(yīng)用：消費(fèi)用，如兒童閃光鞋、聖誕樹LED燈等。
LED產(chǎn)業(yè)鏈
LED產(chǎn)業(yè)鏈從上遊到下遊行業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻逐步降低。上遊為單晶片及其外延，中遊為LED晶片加工，下遊為封裝測(cè)試以及應(yīng)用。其中，上遊和中遊技術(shù)含量較高，資本投入密度大，為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)激烈、經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)大領(lǐng)域。在LED產(chǎn)業(yè)鏈中，LED外延片與晶片約佔行業(yè)70%利潤(rùn)，LED封裝約佔10~20%，而LED應(yīng)用大概也佔10~20%。
單晶片為製造LED的基底，也稱(chēng)作襯底，多採用藍(lán)寶石、碳化矽、GaAs、GaP為材料。外延片為在單晶上生長(zhǎng)多層不同厚度的單晶薄膜，如AlGaAs、AlGaInP、GaInN等，用以實(shí)現(xiàn)不同顏色或波長(zhǎng)的LED。常見(jiàn)的外延方法有液相外延法（LPE）、氣相外延法（VPE）以及金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積（MOCVD）等，其中VPE和LPE技術(shù)都已相當(dāng)成熟，可用來(lái)生長(zhǎng)一般亮度LED。而生長(zhǎng)高亮度LED必須採用MOCVD方法。目前全球MOVCD的主要製造廠(chǎng)家為德國(guó)的AIXTRON公司和美國(guó)VEECO公司，前者約佔60%~70%的國(guó)際市場(chǎng)份額，後者佔據(jù)30%~40%。日本廠(chǎng)家生產(chǎn)的設(shè)備基本限於日本國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售。
中遊主要是晶片設(shè)計(jì)和加工。中遊廠(chǎng)商根據(jù)LED的性能需求進(jìn)行器件結(jié)構(gòu )和工藝設(shè)計(jì)，通過(guò)外延片擴散、然後金屬鍍膜，再進(jìn)行光刻、熱處理、形成金屬電極，接著將基板磨薄拋光後進(jìn)行切割。
下遊包括LED晶片的封裝測(cè)試和應(yīng)用。LED封裝是指將外引線(xiàn )連接到LED晶片的電極上，形成LED器件，封裝起著保護(hù)LED晶片和提高光取出效率的作用。LED封裝技術(shù)是從半導(dǎo )體分立器件的封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。目前LED產(chǎn)品的封裝類(lèi)型主要有Lamp型、插入式（ThroughHole）、表面安裝型（SMD）、直接粘接式（DirectBonding）等。其中SMD型LED體積比其它傳統(tǒng)型LED小，因此SMD型主要用於手機(jī)屏幕背光源及手機(jī)按鍵，受手機(jī)需求影響較大。
未經(jīng)作者授權(quán)禁止使用上述內(nèi)容,轉(zhuǎn)載須備註本內(nèi)容轉(zhuǎn)載來(lái)源或發(fā)布者的同意
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發(fā)光二極體（LED）是由三五族化合物半導(dǎo )體為材料製成的光電元件，其核心是PN結(jié)。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)方的區(qū)域的部分少數(shù)載流子與多數(shù)載流子複合而發(fā)光。形成PN結(jié)的材料性質(zhì)（禁帶寬度）決定了發(fā)出光的波長(zhǎng)，對(duì)於可見(jiàn)光來(lái)說(shuō)，即決定了光的顏色。
LED的主要特點(diǎn)有：體積小、耗電量低、使用壽命長(zhǎng)、高亮度低熱量、環(huán)保耐用等特點(diǎn)。在適當(dāng)的電流和電壓下工作，LED的使用壽命可長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。
LED的分類(lèi)和應(yīng)用
根據(jù)所發(fā)出的光的類(lèi)型，LED可分為可見(jiàn)光LED和不可見(jiàn)光LED兩(liǎng)種。
可見(jiàn)光LED包括紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫光LED。其中紅光LED材料以GaP（二元系）、AlGaAs（三元系）和AlGaInP（四元系）為主；藍(lán)/白光LED材料以GaN為主。
LED的應(yīng)用非常廣(guǎng)泛，主要包括：
1、LED顯示屏：室內(nèi)外廣(guǎng)告牌、體育計(jì)分牌、信息顯示屏等；
2、信號(hào)指示燈：全國(guó)各大、中城市的市內(nèi)交通信號(hào)燈、高速公路、鐵路和機(jī)場(chǎng)信號(hào)燈，電子設(shè)備功能指示；
3、光色照明：室外景觀(guān)照明和室內(nèi)裝飾照明；
4、專(zhuān)用普通照明：可攜式照明(手電筒、頭燈)、低照度照明(廊燈、門(mén)牌燈、庭用燈)、閱讀照明(飛機(jī)、火車(chē)、汽車(chē)的閱讀燈)、顯微鏡燈、照相機(jī)閃光燈、檯燈、路燈；
5、安全照明：礦燈、防爆燈、應(yīng)急燈、安全指標(biāo)燈；
6、背光源：液晶顯示器、液晶電視背光源。
7、汽車(chē)用燈：包括車(chē)內(nèi)照明和車(chē)外照明，車(chē)內(nèi)包括儀錶板、電裝產(chǎn)品指示燈（開(kāi)關(guān)、音響等）、開(kāi)關(guān)背光源、閱讀燈以及外部剎車(chē)燈、尾燈、側燈及頭燈等。
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LED產(chǎn)業(yè)鏈從上遊到下遊行業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻逐步降低。上遊為單晶片及其外延，中遊為LED晶片加工，下遊為封裝測(cè)試以及應(yīng)用。其中，上遊和中遊技術(shù)含量較高，資本投入密度大，為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)激烈、經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)大領(lǐng)域。在LED產(chǎn)業(yè)鏈中，LED外延片與晶片約佔行業(yè)70%利潤(rùn)，LED封裝約佔10~20%，而LED應(yīng)用大概也佔10~20%。
單晶片為製造LED的基底，也稱(chēng)作襯底，多採用藍(lán)寶石、碳化矽、GaAs、GaP為材料。外延片為在單晶上生長(zhǎng)多層不同厚度的單晶薄膜，如AlGaAs、AlGaInP、GaInN等，用以實(shí)現(xiàn)不同顏色或波長(zhǎng)的LED。常見(jiàn)的外延方法有液相外延法（LPE）、氣相外延法（VPE）以及金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積（MOCVD）等，其中VPE和LPE技術(shù)都已相當(dāng)成熟，可用來(lái)生長(zhǎng)一般亮度LED。而生長(zhǎng)高亮度LED必須採用MOCVD方法。目前全球MOVCD的主要製造廠(chǎng)家為德國(guó)的AIXTRON公司和美國(guó)VEECO公司，前者約佔60%~70%的國(guó)際市場(chǎng)份額，後者佔據(jù)30%~40%。日本廠(chǎng)家生產(chǎn)的設(shè)備基本限於日本國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售。
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下遊包括LED晶片的封裝測(cè)試和應(yīng)用。LED封裝是指將外引線(xiàn )連接到LED晶片的電極上，形成LED器件，封裝起著保護(hù)LED晶片和提高光取出效率的作用。LED封裝技術(shù)是從半導(dǎo )體分立器件的封裝技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。目前LED產(chǎn)品的封裝類(lèi)型主要有Lamp型、插入式（ThroughHole）、表面安裝型（SMD）、直接粘接式（DirectBonding）等。其中SMD型LED體積比其它傳統(tǒng)型LED小，因此SMD型主要用於手機(jī)屏幕背光源及手機(jī)按鍵，受手機(jī)需求影響較大。
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