《
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。
wg_Z@iX 《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。
wo62R&ac 《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。
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q v 《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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`4ga~Ch 5~>j98K
)a!f")@uz U4Zx1ieCKH 目录
f*V^HfiQb 者序
fLRx{Nu 原书序
EWl9rF@I 前言
J*ofa> 第1章 LED:原理与挑战1
8bw,dBN 1.1
光源领域的革新历史1
iYa)*, 1.2 LED和照明3
3 p -SpUvp 1.3 LED的工作原理、颜色、效率、寿命和质量8
^-Ks_4 1.3.1 LED发出白光:原理与挑战11
oGXcu?ft 1.3.2 寿命13
<`q-#-V@ 1.3.3 LED的品质15
o7gZc/?n 1.4 LED面临的挑战16
"1dpv\ 1.5 参考文献18
@<OsTF L f&F9ImZ 第2章 III族氮化物电致发光二极管的衬底20
H[R6 ?H@$F 2.1 简介20
aA%x9\Y 2.2 晶体结构及其与6HSiC和Al2O3的外延关系22
U_9|ED: 2.3 异质外延的缺点和约束25
XYV`[,^h& 2.3.1 位错25
E-X02A 2.3.2 衬底的解取向27
F)l1%FCm 2.3.3 外延应力28
D41.$t[ 2.3.4 热应力29
>7?Lq<H 2.4 GaN在蓝宝石上的MOVPE生长30
yqJ>Z%)hf 2.4.1 GaN生长30
e*<pO@Uy 2.4.2 标准2D外延32
W;X:U. 2.4.3 3D外延生长33
g5nL7;`N 2.4.4 外延的横向过生长(ELO1S)34
0p,_?3nX 2.4.5 各向异性生长35
=%77~q-HL 2.4.6 两级ELOGaN生长(ELO2S)36
rWL&-AZQl 2.4.7 使用悬空外延技术的GaN生长38
Sw{rNzh%$ 2.4.8 纳米外延38
;M+~e~ 2.5 大块氮化物衬底40
\*fXPJ4 2.5.1 制造结晶GaN的HNPS(高氮压溶液法)41
I]#x0 ?D 2.5.2 GaN的氨热合成42
v&])D/a 2.5.3 GaN的卤化物气相外延(HVPE)42
8M4GforP 2.6 结论44
? _[q{i{ 2.7 参考文献44
qe uc^+P; ?Rh[S 第3章 III族氮化物高亮度LED51
(6)|v S 3.1 简介51
b^~4 k; < 3.2 GaN的pn结52
t,~feW, 3.3 有源区:InGaN/GaN量子阱54
;%AY#b4m 3.3.1 生长和结构55
[MAvU?; 3.3.2
光学性质56
| m#" 3.4 辐射效率61
meD83,L~N 3.5 结论与展望63
h?QGJ^#8 3.6 参考文献64
\O>;,(>i ?+] 第4章 二极管工艺设计67
%u?A>$Jn 4.1 简介67
CT.hBz
-S 4.2 数量级68
SR4 mbQ: 4.3 二极管结构70
4E$6&,\ 4.3.1 常规
芯片(CC)71
/p|L.&`U 4.3.2 倒装芯片(FC)71
@Y%i`}T%( 4.3.3 垂直薄膜(VTF)72
_k)EqPYu@ 4.3.4 薄膜倒装芯片(TFFC)72
`b)i;m 4.4 晶片级光提取73
C61E=$ 4.5 二极管工艺设计、蚀刻、接触沉积75
oJc v D 4.5.1 n型接触76
g s%[Cv 4.5.2 p型接触76
u~'j?K.^ 4.6 蚀刻78
RHI?_gf& 4.7 移除衬底79
s8*Q@0 4.8 发展趋势79
YQ-V^e6 4.9 参考文献80
w\>@>*E> @i>4k 第5章 封装83
YB9)v5Nz( 5.1 简介83
<a(739IF 5.2 各种封装工艺84
_10I0Z0 5.2.1 历史背景84
_ o6Zj1p 5.2.2 从晶片到芯片84
k~iA'E0- 5.2.3 带连接引脚的器件86
1VPxCB\ 5.2.4 SMT有引脚器件86
DbN_(mC 5.2.5 SMT无引脚器件90
;C5
J^xHI 5.2.6 其他技术90
g0s*4E 5.2.7 小结91
239gpf]} 5.3 热管理92
3Q#3S 5.3.1 目的92
ou\~^ 5.3.2 散热方式92
l Ztw[c 5.3.3 LED内的散热93
7!g4 `@!5M 5.3.4 各种封装工艺的比较95
Mgux(5`; 5.3.5 小结97
Z"9D1Uk 5.4 LED的光提取97
qc/)l~]?g{ 5.4.1 LED的横向光提取97
<xD6}h/ 5.4.2 利用
透镜实现垂直光提取98
nhB.>ReAi 5.4.3 透镜和密封材料100
)Q~K\bJf 5.4.4 透镜和密封的实现102
\~:_h#bW 5.5 LED器件的特性102
?fvK<0S` 5.5.1 热和电气特性102
6P`!yBAu 5.5.2 光学特性103
MJcWX|(y 5.5.3 筛选104
KCS},X_ 5.5.4 可靠性104
1v9#Fr Y 5.6 结论与展望105
'Fa~l'G7X 5.7 附录106
O<+x=>_ 5.8 参考文献109
|EP=<-| g-2(W 第6章 电致发光二极管的光电特性111
{xQ(xy 6.1 LED的光度测定111
. L]!* 6.1.1 基本知识概述111
kIH)>euZ 6.1.2 常用参数114
4u]>$?X1_ 6.1.3 光度计/辐射计应具备的性能115
I*=
=I4qx 6.1.4 发光强度的测量118
0?,%B?A8O 6.1.5 光通量的测量119
KiMEd373- 6.1.6 光谱测量125
6z1>(Za7> 6.2 LED的电气特性127
I~>Ye<g# 6.2.1 正向电压127
MMyJAGh
^G 6.2.2 温度效应128
()EiBl(kWk 6.2.3 光度测量用LED的工作条件129
zy@
nBi^ 6.2.4 规范化的立场130
R?J=5tO 6.3 参考文献130
j<-YK4.t &&|c-mD+* 第7章 LED的白光品质132
@<=<?T>1 7.1 简介:白光和视觉品质132
)uH#+IU 7.1.1 白光132
l'#a2Pl 7.1.2 与光品质有关的几个想法132
=U3rOYbP; 7.1.3 人类视觉功能:感受器、视网膜、大脑133
e/y\P&"eI 7.1.4 本章 内容134
Y2P%0 7.2 比色法和测光法的概念134
ck#MpQ!An 7.2.1 比色法134
aF:|MTC(~ 7.2.2 光度值137
u|M_O5^ 7.3 用LED获得白光140
Nr0}*8#j 7.3.1 基于短波长发射的白光二极管140
G>j4b}e 7.3.2 基于紫外光二极管的白光LED140
sEEyN3 N 7.3.3 将红光、绿光和蓝光结合140
>WYradLUi 7.3.4 多个LED结合和光谱优化的实例142
kPFqsq 7.3.5 白光LED颜色的标准化142
1zJ)x? 7.4 光源的显色性143
F@kd[>/[ 7.4.1 CIE对CRI的定义143
94GF8P 7.4.2 详细计算过程145
</)HcRj'e 7.4.3 CIE立场的改变,考虑了观察者的判断146
.L))EB 7.5 改善LED的发光品质146
C?7I(b: 7.5.1 模型146
}:4b_-&Q5 7.5.2 色彩模拟149
N Uo 7.5.3 实验验证149
K_CE.8G&{ 7.5.4 关于视觉评判复杂性的结论151
{|/y/xYgy' 7.6 LED在照明中的应用152
Ce!xa\ 7.7 结论:优点、措施和展望152
&bT \4 7.8 致谢152
]Qh0+!SdG 7.9 参考文献153
:6y;U S3.76& 第8章 OLED技术156
NaYr$` 8.1 简介156
I2<5#|CXpZ 8.1.1 有机材料:发展史156
h5VZ-v_j 8.1.2 第一个OLED器件的诞生156
Ig"QwvR 8.2 电致发光二极管157
+:#UU;W 8.2.1 有机
半导体的类别157
Zp
<^|=D 8.2.2 沉积技术概述158
y:ad%,. C 8.3 有机半导体:理论160
KBy*QA 8.3.1 有机化学半导性简介160
/zZ";4 8.3.2 非晶态有机固体的电子输运模型162
y8CH=U[ 8.4 OLED的电气特性164
8)51p+a 8.4.1 载荷子注入模型164
pF}WMt 8.4.2 载荷子输运模型164
HMPb%'U~ 8.5 OLED的各种结构166
/{*0
\`; 8.5.1 直接二极管和反向二极管166
C`r{B.t`GT 8.5.2 使用底发射和顶发射二极管166
TjLW<D(i> 8.5.3 异质结二极管和能带工程167
Y>Tok|PV 8.5.4 光提取168
U6yZKK 8.5.5 荧光与磷光169
Hw
1cc3! 8.6 OLED照明专用结构170
Z@QJ5F1y 8.6.1 单发光层结构170
dE]yb|Ld 8.6.2 双发光层材料171
u#~q86k 8.6.3 n发光层结构(n≥3)172
F%^)oQT+c 8.6.4 堆叠式OLED和叠层结构172
iFkXt<_A 8.6.5 转换器(下转换)172
_0E KE 8.7 OLED的稳定性与寿命:封装问题173
hmM2c15T5 8.8 用于照明的OLED175
jltW@co2sV 8.9 参考文献176
uo[W|Q 作者列表179