LED照明应用技术 (作者:Patrick Mottier, 译者:王晓刚)

《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。 s$Vz1B  
《LED照明应用技术》可供LED制造业从业人员和相关专业人员阅读，还可作为材料物理、材料化学等专业教师和学生的参考书。 B%I<6E[D  
《LED照明应用技术》发光二极管（LED）的应用不再局限于商业性标志，目前正以无可争议的优势转向商用和家用照明领域。LED照明技术兴起于20世纪80年代，当时市售LED还不能发出蓝色波长的光，而蓝光LED的发明为LED白光照明的实现开辟了道路。从那时起，LED的性能（包括能量效率）得到显著提高，目前已经赶超了荧光灯，且仍有很大的提升空间。 7Tc^}Q  
《LED照明应用技术》首先介绍了LED照明的原理，对面临的问题与挑战进行了讨论；接下来的几章内容介绍了LED制造中的几个关键问题，包括衬底、外延、工艺和封装；随后几章的内容包括LED的光电特性、LED照明、色彩品质的提高；最后详述了OLED（即有机LED）技术，它具有当前照明领域中最吸引入的重要的特殊性能。 <u}[
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目录 ]1s6=  
者序 WS.lDMYE7  
原书序 7n[0)XR>  
前言 ,: Ij@u>)  
第1章 LED：原理与挑战1 T2}X~A  
1.1 光源领域的革新历史1 g
!;a5p6  
1.2 LED和照明3 Oh3A?!y#  
1.3 LED的工作原理、颜色、效率、寿命和质量8 !PfdY&.)  
1.3.1 LED发出白光：原理与挑战11 wW, n~W  
1.3.2 寿命13 C.RXQ`-P}  
1.3.3 LED的品质15 Z_4|L+i<{  
1.4 LED面临的挑战16 .1:B\R((  
1.5 参考文献18 +' SG$<Xv  
J
|u_45<  
第2章 III族氮化物电致发光二极管的衬底20 EvptGM  
2.1 简介20 ?h:xO\h8  
2.2 晶体结构及其与6H�睸iC和Al2O3的外延关系22 BUUc9&f3o  
2.3 异质外延的缺点和约束25 ^g=j`f[T  
2.3.1 位错25 x~E\zw  
2.3.2 衬底的解取向27 '3=@UBs  
2.3.3 外延应力28 m#^;V  
2.3.4 热应力29 AEd9H
+I  
2.4 GaN在蓝宝石上的MOVPE生长30 +ZR>ul-c  
2.4.1 GaN生长30 YJ}9VY<}1K  
2.4.2 标准2D外延32 #s{EIj~YR_  
2.4.3 3D外延生长33 Mu@(^zW  
2.4.4 外延的横向过生长（ELO1S）34 ;!B,P-Z"g  
2.4.5 各向异性生长35 UHS"{%  
2.4.6 两级ELOGaN生长（ELO2S）36 G%>{Z?!B  
2.4.7 使用悬空外延技术的GaN生长38 m U=
 3w  
2.4.8 纳米外延38 #kgLdd"  
2.5 大块氮化物衬底40 "}2I0tM  
2.5.1 制造结晶GaN的HNPS（高氮压溶液法）41 SNC)c
q+{  
2.5.2 GaN的氨热合成42 L]E.TvM1*  
2.5.3 GaN的卤化物气相外延(HVPE)42 p@eW*tE  
2.6 结论44 _~ 3r*j  
2.7 参考文献44 ^@)*voP#G  
ZyV^d3F@$  
第3章 III族氮化物高亮度LED51 jd.w7.8  
3.1 简介51 r`sG!  
3.2 GaN的pn结52 a28`)17z  
3.3 有源区：InGaN/GaN量子阱54 ft$!u-`  
3.3.1 生长和结构55 Q"K`~QF"  
3.3.2 光学性质56 ;P^}2i[q>[  
3.4 辐射效率61 0*]ZC'pm  
3.5 结论与展望63 N7!(4|14  
3.6 参考文献64 A#gy[.Bb  
6('CB|ga  
第4章 二极管工艺设计67 !O4)YM  
4.1 简介67 GQYB2{e>  
4.2 数量级68 @xr}(.  
4.3 二极管结构70 @[#)zO  
4.3.1 常规芯片（CC）71 Qp-P[Tc  
4.3.2 倒装芯片（FC）71 K@?K4o   
4.3.3 垂直薄膜（VTF）72 CYdYa|  
4.3.4 薄膜倒装芯片（TFFC）72 7 iQa)8,  
4.4 晶片级光提取73 v7<r-<I[  
4.5 二极管工艺设计、蚀刻、接触沉积75 WH<\f|xR  
4.5.1 n型接触76 bp'\nso/  
4.5.2 p型接触76 k/i&e~! \  
4.6 蚀刻78 >6|Xvtf  
4.7 移除衬底79 @=K*gbq
5  
4.8 发展趋势79 @DKph!cr  
4.9 参考文献80 (d['f]S+&  
|eksvO'~  
第5章 封装83 K/$5SN1  
5.1 简介83 lt%9Zgr[u  
5.2 各种封装工艺84 _Nf%x1m5s  
5.2.1 历史背景84 =WK's8FB;8  
5.2.2 从晶片到芯片84 Sc:)H2k`$  
5.2.3 带连接引脚的器件86 mcWN.  
5.2.4 SMT有引脚器件86 !T.yv5ge'  
5.2.5 SMT无引脚器件90 bQHJ}aCi  
5.2.6 其他技术90 OG^#e+  
5.2.7 小结91 i<!1s%i}  
5.3 热管理92 B3p79j  
5.3.1 目的92 juMHc$d17  
5.3.2 散热方式92 }x:}9iphF  
5.3.3 LED内的散热93 b<BkI""b  
5.3.4 各种封装工艺的比较95 cK75Chsu  
5.3.5 小结97 $Zj3#l:rK  
5.4 LED的光提取97 o`nJJ:Cxq-  
5.4.1 LED的横向光提取97 C\*0621  
5.4.2 利用透镜实现垂直光提取98 fz%e?
@>q  
5.4.3 透镜和密封材料100 1_>w|6;e  
5.4.4 透镜和密封的实现102 n66b(6"mO2  
5.5 LED器件的特性102 Mlo:\ST
|  
5.5.1 热和电气特性102 ooj^Z%9P  
5.5.2 光学特性103 E0eZal],  
5.5.3 筛选104 1n#{c5T  
5.5.4 可靠性104 >[g.8'hI  
5.6 结论与展望105 L"}2Y3
 
5.7 附录106 yS4nB04`=  
5.8 参考文献109 _r`(P#Hy  
ygxaT"3"=  
第6章 电致发光二极管的光电特性111 )jMk~;'r  
6.1 LED的光度测定111 r|3<UR%  
6.1.1 基本知识概述111 twp~#s:\z  
6.1.2 常用参数114 uExYgI`<%&  
6.1.3 光度计/辐射计应具备的性能115 Ju_(,M-Vgr  
6.1.4 发光强度的测量118 \7Fp@ .S3  
6.1.5 光通量的测量119 ki8Jl}dr  
6.1.6 光谱测量125 ! ~+mf^D  
6.2 LED的电气特性127 &7KX`%K"D  
6.2.1 正向电压127 pZ 7KWk4  
6.2.2 温度效应128 P?zL`czWd  
6.2.3 光度测量用LED的工作条件129 v&xhS yZ  
6.2.4 规范化的立场130 l>pnY%(A  
6.3 参考文献130 Pk^V6-  
nzKlue  
第7章 LED的白光品质132 Q.SqOHeJ  
7.1 简介：白光和视觉品质132 1t7T\~+F  
7.1.1 白光132 :~~\{fm  
7.1.2 与光品质有关的几个想法132 DK<}q1
xi  
7.1.3 人类视觉功能：感受器、视网膜、大脑133 Obc wmL  
7.1.4 本章 内容134 N._^\FRyn  
7.2 比色法和测光法的概念134 {%z
5^o1)  
7.2.1 比色法134 avd`7eH2  
7.2.2 光度值137 /Mw0<#  
7.3 用LED获得白光140 A{gniYqvB`  
7.3.1 基于短波长发射的白光二极管140 ]"i^VVw  
7.3.2 基于紫外光二极管的白光LED140 hlHle\[ds  
7.3.3 将红光、绿光和蓝光结合140 SKVQ !^o  
7.3.4 多个LED结合和光谱优化的实例142 z"Wyf6H0T  
7.3.5 白光LED颜色的标准化142 7+m.:~H3}  
7.4 光源的显色性143 ;eP.B/N  
7.4.1 CIE对CRI的定义143 20)8e!jP  
7.4.2 详细计算过程145 G4"[ynlWV  
7.4.3 CIE立场的改变，考虑了观察者的判断146 a'7RzN ,]  
7.5 改善LED的发光品质146 Jy0(g T  
7.5.1 模型146 (o!i9)  
7.5.2 色彩模拟149 / 16 r_l  
7.5.3 实验验证149 f4^\iZ{`G  
7.5.4 关于视觉评判复杂性的结论151 _p%@x:\  
7.6 LED在照明中的应用152 r?WOum  
7.7 结论：优点、措施和展望152 %D[6;PT  
7.8 致谢152 ];Y tw6A  
7.9 参考文献153 jC'Diu4|Q  
67wq8|  
第8章 OLED技术156 D#11 N^-K  
8.1 简介156 nc:K!7:  
8.1.1 有机材料：发展史156 uD:tT~  
8.1.2 第一个OLED器件的诞生156 W<H<~wf#  
8.2 电致发光二极管157 cN| gaL  
8.2.1 有机半导体的类别157 n ZzGak  
8.2.2 沉积技术概述158 eit%U  
8.3 有机半导体：理论160 (?z"_\^n/  
8.3.1 有机化学半导性简介160 2bTM0-  
8.3.2 非晶态有机固体的电子输运模型162 7/FF}d  
8.4 OLED的电气特性164 -aIB_  
8.4.1 载荷子注入模型164 ,h'omU7  
8.4.2 载荷子输运模型164 0y=lf+xA*  
8.5 OLED的各种结构166 e;&fO[2  
8.5.1 直接二极管和反向二极管166 {y
|j**NZ  
8.5.2 使用底发射和顶发射二极管166 19i[DR  
8.5.3 异质结二极管和能带工程167 [?F]S:/i  
8.5.4 光提取168 Og"\@
n  
8.5.5 荧光与磷光169 Wp
//SV  
8.6 OLED照明专用结构170 $!
:xjb  
8.6.1 单发光层结构170 n<MreKixE  
8.6.2 双发光层材料171 &=laZxe  
8.6.3 n发光层结构（n≥3）172 jn>RE   
8.6.4 堆叠式OLED和叠层结构172 rq^VOK
|L  
8.6.5 转换器（下转换）172 Q}]RB$ZS  
8.7 OLED的稳定性与寿命：封装问题173 ]]|vQA^  
8.8 用于照明的OLED175 01o,9_|FL  
8.9 参考文献176 a`zw5  
作者列表179