《
LED照明应用技术》首先介绍了LED照明的原理,并对面临的问题与挑战进行了讨论;接着详述了LED制造中的几个关键问题,包括衬底、外延、工艺和封装;随后论述了LED的光电特性、LED照明、色彩品质的提高;最后对OLED(即有机LED)技术进行了介绍。
;:Z5Ft m 《LED照明应用技术》可供LED制造业从业人员和相关专业人员阅读,还可作为
材料物理、材料化学等专业教师和学生的参考书。
4!Radl3` 《LED照明应用技术》发光二极管(LED)的应用不再局限于商业性标志,目前正以无可争议的优势转向商用和家用照明领域。LED照明技术兴起于20世纪80年代,当时市售LED还不能发出蓝色
波长的光,而蓝光LED的发明为LED白光照明的实现开辟了道路。从那时起,LED的性能(包括能量效率)得到显著提高,目前已经赶超了荧光灯,且仍有很大的提升空间。
U%pB 《LED照明应用技术》首先介绍了LED照明的原理,对面临的问题与挑战进行了讨论;接下来的几章内容介绍了LED制造中的几个关键问题,包括衬底、外延、工艺和封装;随后几章的内容包括LED的光电特性、LED照明、色彩品质的提高;最后详述了OLED(即有机LED)技术,它具有当前照明领域中最吸引入的重要的特殊性能。
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P>rRD`Yy\ `Kg!aN
~S<aIk0l A{4,ih"5 目录
q]yw",muT 者序
QOK,- 原书序
|J4sQ!%K 前言
QuEX|h,F 第1章 LED:原理与挑战1
OD7^*j(p` 1.1
光源领域的革新历史1
Y=|p}>.} 1.2 LED和照明3
Q9AvNj>X 1.3 LED的工作原理、颜色、效率、寿命和质量8
N
{{MMIq 1.3.1 LED发出白光:原理与挑战11
i7-i!`< 1.3.2 寿命13
05{}@tW- 1.3.3 LED的品质15
wbJBGT{sm 1.4 LED面临的挑战16
QxG^oxU} 1.5 参考文献18
I4%kYp] EpO2%|@ 第2章 III族氮化物电致发光二极管的衬底20
h STcL:b
2.1 简介20
st* sv} 2.2 晶体结构及其与6HSiC和Al2O3的外延关系22
ML'y`S 2.3 异质外延的缺点和约束25
DzMg^Kp 2.3.1 位错25
UUDHknm" 2.3.2 衬底的解取向27
pTGGJ, 2.3.3 外延应力28
p?#T^{Quz~ 2.3.4 热应力29
C_>XtcU 2.4 GaN在蓝宝石上的MOVPE生长30
;^bfLSWm{ 2.4.1 GaN生长30
n%29WF6Zf 2.4.2 标准2D外延32
?7V~>i8[ 2.4.3 3D外延生长33
;<m*ASM.3 2.4.4 外延的横向过生长(ELO1S)34
L3HC- 2.4.5 各向异性生长35
,v mn{gz 2.4.6 两级ELOGaN生长(ELO2S)36
WPsfl8@D 2.4.7 使用悬空外延技术的GaN生长38
~5N
oR 2.4.8 纳米外延38
p~3x=X4 2.5 大块氮化物衬底40
o}G`t
Bz 2.5.1 制造结晶GaN的HNPS(高氮压溶液法)41
bwhH2 ^ ! 2.5.2 GaN的氨热合成42
nK03x YA 2.5.3 GaN的卤化物气相外延(HVPE)42
q/zU'7%@ 2.6 结论44
>U`G3(#7S 2.7 参考文献44
L!*+:L
DL UH6 7<_mK 第3章 III族氮化物高亮度LED51
tqpO3 3.1 简介51
e`b#,= 3.2 GaN的pn结52
Z@dVK`nD 3.3 有源区:InGaN/GaN量子阱54
!@ ]IJ"\ 3.3.1 生长和结构55
"G%</G8M 3.3.2
光学性质56
aOd#f:{y 3.4 辐射效率61
]w>o=<?b 3.5 结论与展望63
v[|W\y@H/3 3.6 参考文献64
^wWbW&<Tg Q;VuoHj! 第4章 二极管工艺设计67
Z6${nUX 4.1 简介67
C`t@tgT 4.2 数量级68
(eU 4{X7 4.3 二极管结构70
'I/_vqp@ 4.3.1 常规
芯片(CC)71
}NyQ<,+mq& 4.3.2 倒装芯片(FC)71
h_#=f(.'j 4.3.3 垂直薄膜(VTF)72
WtZI1`\qe 4.3.4 薄膜倒装芯片(TFFC)72
8>[g/%W 4.4 晶片级光提取73
,.0bE
9\o 4.5 二极管工艺设计、蚀刻、接触沉积75
In_"iEo, 4.5.1 n型接触76
3%?tUt 4.5.2 p型接触76
ou-UR5 4.6 蚀刻78
':;k<(<- 4.7 移除衬底79
MAkr9AKb, 4.8 发展趋势79
R`c[?U 4.9 参考文献80
y(QFf*J Jf?6y~X>Y 第5章 封装83
e^\e;>Dh> 5.1 简介83
hm73Zy 5.2 各种封装工艺84
~5&4s 5.2.1 历史背景84
]87BP%G 5.2.2 从晶片到芯片84
xA(z/% 5.2.3 带连接引脚的器件86
~C%I'z' 5.2.4 SMT有引脚器件86
SC~k4&xy 5.2.5 SMT无引脚器件90
an"~n`g 5.2.6 其他技术90
O_1[KiZ 5.2.7 小结91
#}y8hzS$ 5.3 热管理92
JXJ+lZmsz 5.3.1 目的92
h*l$!nEN 5.3.2 散热方式92
6qZ\^ U 5.3.3 LED内的散热93
=${.*,o 5.3.4 各种封装工艺的比较95
m4@NW*G{ 5.3.5 小结97
7C7.}U 5.4 LED的光提取97
)
FR7t 5.4.1 LED的横向光提取97
K{ar)_V/ 5.4.2 利用
透镜实现垂直光提取98
&;-zy%#l 5.4.3 透镜和密封材料100
dW4jkjap 5.4.4 透镜和密封的实现102
cp(qaa 5.5 LED器件的特性102
9(TGkz(NA 5.5.1 热和电气特性102
i$E [@ 5.5.2 光学特性103
Q"qI'*Kgt 5.5.3 筛选104
`?Q
p>t 5.5.4 可靠性104
d:';s~ 5.6 结论与展望105
h[]9F.[ 5.7 附录106
;`#R9\C=h 5.8 参考文献109
A!bG 2{r /dYv@OU? 第6章 电致发光二极管的光电特性111
VdK%m`;2 6.1 LED的光度测定111
3>1^$0iq 6.1.1 基本知识概述111
W\kli';jyC 6.1.2 常用参数114
Y'|,vG 6.1.3 光度计/辐射计应具备的性能115
xW`y7Q }p 6.1.4 发光强度的测量118
z/{X{+Z 6.1.5 光通量的测量119
D|9+:Y 6.1.6 光谱测量125
Bx#i?=*W 6.2 LED的电气特性127
r+FEgSDa] 6.2.1 正向电压127
[HQ)4xG 6.2.2 温度效应128
3{3@>8{w 6.2.3 光度测量用LED的工作条件129
w95M
B*N 6.2.4 规范化的立场130
}'x;J 6.3 参考文献130
\2s`mCY _Ub
`\ytx 第7章 LED的白光品质132
hN'])[+V 7.1 简介:白光和视觉品质132
pIlEoG=[_ 7.1.1 白光132
(P)G|2= 7.1.2 与光品质有关的几个想法132
&|>~7( 7.1.3 人类视觉功能:感受器、视网膜、大脑133
W r/-{Wt 7.1.4 本章 内容134
s7Agr!>f 7.2 比色法和测光法的概念134
C.jWT1 7.2.1 比色法134
sP(+Z^/ 7.2.2 光度值137
#Lhv=0op 7.3 用LED获得白光140
'{d@Gc6. 7.3.1 基于短波长发射的白光二极管140
Xi&J%N' 7.3.2 基于紫外光二极管的白光LED140
O]u'7nO{{ 7.3.3 将红光、绿光和蓝光结合140
FRd"F$U 7.3.4 多个LED结合和光谱优化的实例142
|ri)-Bk
, 7.3.5 白光LED颜色的标准化142
WBE>0L 7.4 光源的显色性143
T^}UE< 7.4.1 CIE对CRI的定义143
MoIh=rw 7.4.2 详细计算过程145
!&VfOx:PN 7.4.3 CIE立场的改变,考虑了观察者的判断146
'Z`7/I4& 7.5 改善LED的发光品质146
3xChik{ 7.5.1 模型146
3 ~v
1 7 7.5.2 色彩模拟149
7<yc:}9nx 7.5.3 实验验证149
&P?2H66s 7.5.4 关于视觉评判复杂性的结论151
iQ/~?'PB 7.6 LED在照明中的应用152
\]9)%3I 7.7 结论:优点、措施和展望152
>pU9}2fpT 7.8 致谢152
P3_.U8g$r 7.9 参考文献153
[%P#ieD4 w"^h<]b 第8章 OLED技术156
^LMgOA(7 8.1 简介156
cl~Yx4 8.1.1 有机材料:发展史156
e,U:H~+] 8.1.2 第一个OLED器件的诞生156
11=$]K> 8.2 电致发光二极管157
&~,4$&_ 8.2.1 有机
半导体的类别157
UD.bb 8.2.2 沉积技术概述158
Jxe+LG 8.3 有机半导体:理论160
W$c@C02< 8.3.1 有机化学半导性简介160
z:,PwLU 8.3.2 非晶态有机固体的电子输运模型162
V_+&Y$msi~ 8.4 OLED的电气特性164
^dQ{vL@9b9 8.4.1 载荷子注入模型164
^ po@U" 8.4.2 载荷子输运模型164
OR<+y~Rv 8.5 OLED的各种结构166
4yl{:!la 8.5.1 直接二极管和反向二极管166
h|qJ{tUWc$ 8.5.2 使用底发射和顶发射二极管166
YT\@fgBt 8.5.3 异质结二极管和能带工程167
":Wq<Z' 8.5.4 光提取168
bNea5u## 8.5.5 荧光与磷光169
Y?0/f[Ax,y 8.6 OLED照明专用结构170
JVE\{ e) 8.6.1 单发光层结构170
GShxPH{_j 8.6.2 双发光层材料171
j_Szw
w- 8.6.3 n发光层结构(n≥3)172
%**f`L%jN 8.6.4 堆叠式OLED和叠层结构172
Gt`7i( 8.6.5 转换器(下转换)172
"j^i6RS 8.7 OLED的稳定性与寿命:封装问题173
L|=5jn9 : 8.8 用于照明的OLED175
Q.mJ7T~T 8.9 参考文献176
>fPo_@O 作者列表179