LED介紹

LED起源、何謂LED

LED的歷史起源於1907年，H.J.Round發現SiC的微晶結構具有發光的能力，隨即公開發表在《電子世界》期刊，這是第一顆發光的這是第一顆發光的LED。 LED於1955年，美國無線電公司的魯賓•布朗石泰生首次發現了砷化鎵(GaAs)及其他半導體合金的紅外放射作用。1962年，通用電氣公司的尼克•何倫亞克開發出第一種實際應用的可見光發光二極體。 1962年，Holonyak和Bevacqua在應用物理期刊發表了使用GaAsP為發光材料的紅光為發光材料的紅光LED，這是第一顆可見光LED。Holonyak教授被譽稱為可見光教授、可見光LED之父。

何謂LED

發光二極體只能夠往一個方向導通（通電），叫作順向偏壓（順向偏壓），當電流流過時，電子與電洞在其內重合而發出單色光，這叫電致發光效應，而光線的波長、顏色跟其所採用的半導體物料種類與故意滲入的元素雜質有關。它被譽為21世紀的新型光源，具有效率高、壽命長、不易破損、反應速度快、可靠性高等傳統光源無法與之比較的優點。改變所採用的半導體材料的化學組成成分，可使發光二極體發出在近紫外線、可見光或紅外線的光。

LED原理

LED發光主要原因：二極體於PN接面加入順向偏壓，此時P型區內的多數載子電洞會往N型區移動，而同時N型區內的多數載子電子亦會往P型區移動，最後電子與電洞於空乏區復合，此時因電子由傳導帶移轉至價電帶後喪失能階，故LED以散射光的方式釋出能量，屬於冷性發光，壽命長達十萬小時以上。

LED色彩

LED發射的光波長由半導體材料能隙大小決定，而光波長也決定了發光顏色。以下是發光二極體的材料及發光顏色：

  • 氮化鎵(GaN)：綠色、翠綠色
  • 磷化鎵(GaP)：紅色、黃色、綠色
  • 磷化砷鎵(GaAsP)：紅色、橘紅色、黃色
  • 磷化銦鎵鋁(AlGaInP)：高亮度的橘紅色、橙色、黃色、黃綠色
  • 砷化鎵鋁(AlGaAs)：紅色及紅外線
  • 砷化鎵(GaAs)：紅外線
  • 碳化矽(SiC)：藍色
  • 寶石(Al2O3)：藍色
  • 硒化鋅(ZnSe)：藍色
  • 鑽石(C)：紫外線
  • 氮化鋁(AlN)：波長為遠至近的紫外線
  • 鋁氮化鎵(AlGaN)：波長為遠至近的紫外線

    • 特殊色彩

    近期開發出來的LED顏色包括粉紅色和紫色，都是在藍光LED上覆蓋上一至兩層的磷光體造成。粉紅色LED用的第一層磷光體能發黃光，而第二層則發出橙 色或紅色光。而紫色LED用的磷光體發橙色光。另外一些粉紅色LED的製造方法則存在一定的問題，例如有些粉紅色LED是在藍光LED塗上螢光漆或指甲油，但它們有可能會剝落；而有些則用上白光LED加上粉紅色磷光體或染料，可是在短時間內顏色會褪去。

    優點

    它被譽為21世紀的新型光源，具有發光效率高、壽命長、不易破損、反應速度快、耗電量少、環保無汞、體積小、可應用在低溫環境、光源具方向性、造成光害少、色域豐富、可靠性高等傳統光源無法與之比較的優點。改變所採用的半導體材料的化學組成成分，可使發光二極體發出在近紫外線、可見光或紅外線的光。

    缺點

    LED技術尚未完整和普及，所以在使用上導致的一些缺點如：散熱問題，如果散熱不佳會大幅縮短壽命。除非購買高級產品、否則省電性還是輸螢光燈（冷陰極管，CCFL）、有些LED的省電性也輸給省電燈泡。初期成本遠高於其他光源，尤其是在一般照明應用上。因光源屬於方向性，燈具設計需考量光學特性。技術層面、成本較高。光亮投射距離不夠遠。

    未來趨向

    LED in our life. You will know we can't without it.

    目前LED驅動IC的主要應用市場為行動電話及手持消費電子產品，這些應用市場目前佔LED驅動IC市場的81%，包括行動電話螢幕及按鍵用背光、相機閃光燈、PMP/MP3螢幕背光用等。由於此市場已逐漸成熟，預估近年內這方面市場佔有率將達最高峰，而其他LED驅動IC應用市場會逐步竄起。

    LED Q&A

    There are some questions. Now we can give you right answer.

    Sakura Haruno

    國內LED主要發展動向?

    台灣發光二極體產業目前以發展可見光發光二極體為主，其主要原因是台灣為全球資訊電子產品之生產重鎮，早期國內發光二極體產業主要以封裝為主，至民國87年以後國內成立了十數家上游磊晶廠，並以生產高亮度發光二極體磊晶片為主。93年我國廠商在手機、交通號誌等高亮度發光二極體市場佔有率成長，配合部分電子產品使用高亮度發光二極體比重提高，使得93年我國高亮度發光二極體產值大幅成長，預計在全球高亮度發光二極體市場持續成長及我國廠商技術能力提升的雙重影響下，未來高亮度發光二極體的比重將持續提高。 Read More

    John Doe

    國內LED廠商目前概況?

    目前LED生產廠商大概分成上游、中游、下游。LED上游：LED上游單晶片與磊晶片製造是台灣廠商較弱的部份。LED中游：目前我國中游的晶粒製作已佔全球第二的地位。LED下游：目前我國下游封裝穩坐全球第一的寶座。 Read More

    Naruto Uzumaki

    LED未來成長動力項目?

    未來的承場項目大約有以下方向:手機、汽車、交通號誌、照明設備。未來判估手機方面的使用方向會持續上升。 Read More

    關於我們

    This is what we are.

    我們是新竹高商資料處理科二年級１班的學生，相對於多人一組，我們只有兩個人，但是有了很好的分工，以及之前有過的合作經驗，讓我們在這次的製作遇不上什麼很大的爭執。兩個人的合作無間，互相體會的關心，也讓我們之間的友情更加牢固。在這一次的比賽裡，我們思考了很久關於這次的主題，靈光一現，腦中的燈光乍然亮起，但是.....夠亮嗎?YES！就是要夠亮，夠有效能。這就是我們的LED。在此也感謝相關晶元光電的援助，給與我們相關的資料，讓我們學習到更加深奧的一面。

    參與人員

    指導老師：陳尚斌

    關於使用Dreamweaver的相關技術，指導老師尚斌老師總是不吝嗇得耐心教導我們。在我們遇到許多技術上的困難時，就算不是上課時間，下課時也願意留下細心為我們說明以及建議。

    相關資訊提供者：張安娜

    關於LED的相關資訊，都是由在於晶元光電這位張安娜小姐所提供。在此鄭重感謝張小姐不厭其煩的一一解答相關問題。也感謝您為此事還辛勞奔波，要是沒有您的援助，我們的資料還真的不知從何找起。可以了解到貴公司，更是我們的榮幸。

    學生：吳郁文

    LED的資料在網路上非常容易收尋得到，但是每筆資料都各執一方說法，疑信相參、真假難辨，在許多說法中，我們取資料中共同的部分，至於其他眾說紛紜的言語，我們則不擷取。

    學生：黃凡澔

    對於版型的製作，我參考了很多相關的網站，各個都別樹一幟，但我想，要做出令人真的感到一目明瞭，這一切都是有重重難關的。相較於其它比賽，這次的LED科技方面的設計是我從未挑戰過的。所以也在此學到了新的經驗。

    陳尚斌
    指導老師
    張安娜
    相關資訊提供者
    吳郁文
    搜尋相關資料
    黃凡澔
    版型設計

    ２位學生的心聲

    製作過程中相關心得

    吳郁文搜尋相關資料

    關於LED我涉獵並不多，感謝張安娜小姐提供資訊，讓我能夠初步了解到何謂LED，並對此感興趣。感謝我的夥伴凡澔設計令人賞心悅目的網頁，使我驚艷一番。

    黃凡澔版型設計

    關於版型設計的方面，也感謝有老師的教導以及建議。從完全不知LED的我們，到現在我們都將一切瞭若指掌，這都是我們在比賽中所學習到的寶貴經驗。