《
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。
%E1~I\n:F 《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。
V QPq+78 《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。
rM [Ps=5 《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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=:~~RqHl .a=M@;p 目录
b\=0[kBQw 者序
Ug_zyfr 原书序
T:;e 73 前言
htM5Nm[g 第1章 LED:原理与挑战1
5? c4aAn 1.1
光源领域的革新历史1
U%gP2]t%cs 1.2 LED和照明3
px4Z 1.3 LED的工作原理、颜色、效率、寿命和质量8
WNm,r>6m 1.3.1 LED发出白光:原理与挑战11
`Yoafa 1.3.2 寿命13
,e.y4
vnU 1.3.3 LED的品质15
Oq+C<}eg 1.4 LED面临的挑战16
H@G7oK 1.5 参考文献18
2$\1v*: .]r[0U 第2章 III族氮化物电致发光二极管的衬底20
{zVJlJKxs 2.1 简介20
0>Mm |x*5 2.2 晶体结构及其与6HSiC和Al2O3的外延关系22
D3XQ>T [*q 2.3 异质外延的缺点和约束25
XHN?pVZ7 2.3.1 位错25
,wX/cUyZ
2.3.2 衬底的解取向27
Fi7pq2 2.3.3 外延应力28
c?q#?K
aF 2.3.4 热应力29
1-w1k^e 2.4 GaN在蓝宝石上的MOVPE生长30
!m_'<=)B4~ 2.4.1 GaN生长30
3D<P
[.bS 2.4.2 标准2D外延32
(6 0,0|s 2.4.3 3D外延生长33
OEB_LI' 2.4.4 外延的横向过生长(ELO1S)34
L?al2aopF 2.4.5 各向异性生长35
4+v~{ 2.4.6 两级ELOGaN生长(ELO2S)36
sGdt) 2.4.7 使用悬空外延技术的GaN生长38
Lg Bs<2 2.4.8 纳米外延38
3kKXzIh 2.5 大块氮化物衬底40
oWXvkDN
2.5.1 制造结晶GaN的HNPS(高氮压溶液法)41
L0+@{GP? 2.5.2 GaN的氨热合成42
{_k 6 t 2.5.3 GaN的卤化物气相外延(HVPE)42
i}HF 2.6 结论44
A\4Gq 2.7 参考文献44
WU=Os8gR 3*8#cSQ/6o 第3章 III族氮化物高亮度LED51
^GRd;v=-@ 3.1 简介51
+?mZ_sf8w 3.2 GaN的pn结52
r43dnwX 3.3 有源区:InGaN/GaN量子阱54
ig?]kZ 3.3.1 生长和结构55
_II;$_N 3.3.2
光学性质56
o^7NZ]m 3.4 辐射效率61
YciZU 3.5 结论与展望63
=faV,o&{` 3.6 参考文献64
P6IhpB59 v[Ar{t& 第4章 二极管工艺设计67
N4H nW0 4.1 简介67
{{2ZWK 6| 4.2 数量级68
OsC1('4@ 4.3 二极管结构70
V]vk9M2q[l 4.3.1 常规
芯片(CC)71
_Z8zD[l 4.3.2 倒装芯片(FC)71
"h:xdaIE/p 4.3.3 垂直薄膜(VTF)72
r-'j#|^tz 4.3.4 薄膜倒装芯片(TFFC)72
~hM4({/QN 4.4 晶片级光提取73
VK$+Nm) 4.5 二极管工艺设计、蚀刻、接触沉积75
qPzgGbmD9 4.5.1 n型接触76
A1YIPrav( 4.5.2 p型接触76
Q>sq:R+' 4.6 蚀刻78
t3bN
PK^ 4.7 移除衬底79
NEJ
Nu_Z 4.8 发展趋势79
O"Xjv`j: 4.9 参考文献80
T[<9Ty'^ t%8*$"~X 第5章 封装83
Gia_B6*Y[ 5.1 简介83
DoImWNLo 5.2 各种封装工艺84
CZbp}:| 5.2.1 历史背景84
?]sj!7 5.2.2 从晶片到芯片84
8c~b7F
\ 5.2.3 带连接引脚的器件86
I^lb;3uR 5.2.4 SMT有引脚器件86
@$~%C) %u 5.2.5 SMT无引脚器件90
[kC-g @ 5.2.6 其他技术90
M+nz~,![ 5.2.7 小结91
}|A%2!Q} 5.3 热管理92
8G{} r 5.3.1 目的92
@-u/('vpB 5.3.2 散热方式92
*4r;H2%c 5.3.3 LED内的散热93
eqjl$QWPJS 5.3.4 各种封装工艺的比较95
&4BN9`|: 5.3.5 小结97
Soop)e 5.4 LED的光提取97
UHR)]5Lt 5.4.1 LED的横向光提取97
[QL)6Xr 5.4.2 利用
透镜实现垂直光提取98
A\z[/3& RK 5.4.3 透镜和密封材料100
QF\NHV 5.4.4 透镜和密封的实现102
r0S"}<8O 5.5 LED器件的特性102
&WsDYov? 5.5.1 热和电气特性102
G]5'U"c j3 5.5.2 光学特性103
gbKms;: 5.5.3 筛选104
QEtZ]p1H@ 5.5.4 可靠性104
Vl'|l)b4W 5.6 结论与展望105
n]_8!NU 5.7 附录106
lfWxdi 5.8 参考文献109
JY%c< "3}Bv
X 第6章 电致发光二极管的光电特性111
9~u1fk{ 6.1 LED的光度测定111
x~Pv 6.1.1 基本知识概述111
"-^TA_XfI 6.1.2 常用参数114
[n66ZY#U] 6.1.3 光度计/辐射计应具备的性能115
}{9E~"_[ 6.1.4 发光强度的测量118
=">O;L.xj 6.1.5 光通量的测量119
@gs
Kb*, 6.1.6 光谱测量125
HfmTk5|/ 6.2 LED的电气特性127
j;<;?IW 6.2.1 正向电压127
j7O7P+DmS 6.2.2 温度效应128
w9z((\5 6.2.3 光度测量用LED的工作条件129
PVV \@ 6.2.4 规范化的立场130
c< \:lhl 6.3 参考文献130
~fQ#-ekzqk #nn2odR 第7章 LED的白光品质132
e9N 1xB 7.1 简介:白光和视觉品质132
5H?`a7q N 7.1.1 白光132
Az"3f 7.1.2 与光品质有关的几个想法132
rXfQ_ 7.1.3 人类视觉功能:感受器、视网膜、大脑133
|\Qr
cf 7.1.4 本章 内容134
G|X1c}zAL 7.2 比色法和测光法的概念134
ly6?jVJ 7.2.1 比色法134
uKtrG,/ p 7.2.2 光度值137
.F}ZP0THnZ 7.3 用LED获得白光140
]y!|x_5c3 7.3.1 基于短波长发射的白光二极管140
8[}MXMRdb 7.3.2 基于紫外光二极管的白光LED140
KqaeRs.u 7.3.3 将红光、绿光和蓝光结合140
`EV[uj&1S 7.3.4 多个LED结合和光谱优化的实例142
7uxy<#Ar 7.3.5 白光LED颜色的标准化142
P1H`NOC 7.4 光源的显色性143
{P-KU RQ 7.4.1 CIE对CRI的定义143
-zMXc"'C^k 7.4.2 详细计算过程145
H}JH339 7.4.3 CIE立场的改变,考虑了观察者的判断146
/koNcpJ 7.5 改善LED的发光品质146
#p*OLQ3~ 7.5.1 模型146
'{U56^b] 7.5.2 色彩模拟149
j3z&0sc2(0 7.5.3 实验验证149
bg[q8IBCd 7.5.4 关于视觉评判复杂性的结论151
tse(iX/D 7.6 LED在照明中的应用152
ugucq},[ 7.7 结论:优点、措施和展望152
3]<$;[Q 7.8 致谢152
B 2&fvv? 7.9 参考文献153
jw#'f%* r~TiJ?8I 第8章 OLED技术156
U*v//@WbH 8.1 简介156
nM)] 8.1.1 有机材料:发展史156
$ShL^g@ 8.1.2 第一个OLED器件的诞生156
3(6i6 vV 8.2 电致发光二极管157
{EZ
; 8.2.1 有机
半导体的类别157
t'0r4&\ 8.2.2 沉积技术概述158
)#i]exZ 8.3 有机半导体:理论160
Cl4y9| 8.3.1 有机化学半导性简介160
QTK\" 8.3.2 非晶态有机固体的电子输运模型162
yq\)8Fe 8.4 OLED的电气特性164
N;RZIg(x 8.4.1 载荷子注入模型164
t`H^!
b 8.4.2 载荷子输运模型164
4$d|}ajH 8.5 OLED的各种结构166
&R pQ2*4n 8.5.1 直接二极管和反向二极管166
mMu3B2nke= 8.5.2 使用底发射和顶发射二极管166
Xp._B4g 8.5.3 异质结二极管和能带工程167
j08|zUe 8.5.4 光提取168
H>-,1/IY 8.5.5 荧光与磷光169
*sB=Ys? 8.6 OLED照明专用结构170
tkV:kh< L~ 8.6.1 单发光层结构170
9v<BO$
,a 8.6.2 双发光层材料171
8~\Fpz|Og 8.6.3 n发光层结构(n≥3)172
Hfm4 8.6.4 堆叠式OLED和叠层结构172
g|e^}voRM 8.6.5 转换器(下转换)172
B,|M
8.7 OLED的稳定性与寿命:封装问题173
:#c? `>uV 8.8 用于照明的OLED175
n4(w?,w} 8.9 参考文献176
;^O^&< 作者列表179