高清PDF带书签《LED照明应用技术》 高清晰可复制文字版 国际电气工程先进技术译丛

前言
照明领域正发生着一场革命吗？的确，随着新型半导体器件和发光体，即LED的出现，照明领域正面临着前所未有的突破性技术进展。起初，LED的低功率和低光通量使其无法用于照明，应用仅局限于指示灯。然而，20世纪80年代中期蓝光LED的发明使将红光、绿光和蓝光LED结合或利用磷光体蓝光至黄光的部分转换来获得白光成为可能。用ED可实现电子照明，为照明公司开辟了新的商业机会。因此，实验室和公司均致力于增加LED的效率和光通量。这些努力已经转化为重要成果。
LED照明是一种新生事物，目前看来LED在照明领域的扩张似乎无可阻挡。LED已经成为白炽灯的可靠替代品，白炽灯将因为效率低而遭到淘汰。ED具有诸多优点，性能不断增强，且制造成本逐渐降低，相比于荧光灯，其竞争力越来越强。2009年将是LED真正兴起的一年吗？我们还无从得知，但无论如何高亮度白光LED已经出现，本书的目标是向读者全面介绍LED的科学和技术知识，包括完整的LED制造步骤、从光电特性到发光特性的方方面面，以及OLED技术。
第1章首先简要回顾了LED的发展史，随后提出了LED照明的相关问题，并分析了高亮度ED仍要面对的问题和挑战。可以认为本章是本书的导论。
接下来的4章将依次介绍LED的制造步骤。首先，第2章介绍了可实现任何蓝光LED的氨化镓(GN)材料及其在异质衬底上的外延生长问题。随后介绍金属有机汽相外延技术，最后给出大块GaN晶体生长的部分结果。
第3章将关注p结本身。在简要回顾蓝光ED的发明历史后，作者将介绍GN半导体中pn结的实现方法，以及将量子阱插入pm结中使LED效率增加的方法。随后将讨论二极管的光学性能和辐射效率。最后是结论与展望。
第4章的内容是可获得高效率LED的二极管异质结构晶片工艺。介绍各种LED结构和LED设计技术的进展，比较各种结构和技术的优缺点。随后讨论连续的技术工艺步骤。
第5章介绍LED芯片的封装。首先回顾从第一款LED器件到目前产品的发展历史，然后主要讨论高亮度LED的封装问题及热管理问题。接着介绍光提取和有关材料等主光学问题。最后论述LED技术数据表中给出的各方面特性。
第6章为LED性能的评价方法。首先研究光度测定问题，即LED的发光性能问题；随后介绍LED的电气和热特性。然而，为了实现LED照明，要求LED的光品质达到一定水平，这就是第7章的主题。这一章首先介绍白光的基础知识，然后是用LED产生白光的各种方法。最后，作者从照明的角度提出并讨论了几种评价LED光源光品质的近期成果。
最后，如果说氮化镓LED(目前是主流LED)的发明造就了LED的概念，那么对OLED的出现必须予以考虑。第8章从照明应用的角度讨论了这项最初用于显示器的技术。希望通过这种综合性的概述，本书能够满足关注LED技术的工程师、教师和学生的需要，并促进照明领域的技术突破和革新。注意到仅在几年前，对于照明技术的飞速进展，人们还无法想象得到。
非常感谢各位作者对本书的贡献。
Patrick Mottier

内容索引：

目录
译者序
原书序
前言
第1章LED:原理与挑战1
1.1光源领域的革新历史1
1.2ED和照明………………3
1.3LED的工作原理、颜色、效率、寿命和质量…8
1.3.1ED发出白光：原理与挑战…11
1.3.2寿命13
1.3.3ED的品质…15
1.4LED面临的挑战……………16
1.5考文献…18
第2章Ⅲ族氮化物电致发光二极管的衬底20
2.1简介………20
2.2品休结构及其与6H-SiC和A1,03的外延关系………22
2.3异质外延的缺点和约束……25
2.3.1位错25
2.3.2衬底的解取向……………27
2.3.3外证应力………28
2.3.4热应力……29
2.4GN在蓝宝石上的MOVPE生长…30
2.4.1GaN生长30
2.4.2标准2D外延……………32
2.433D外延生长……33
2.4.4外延的横向过生长(EL01S)34
2.4.5各向异性生长……35
2.4.6两级EL0GN生长(EL02S)36
2.4.7使用悬空外延技术的GN生长………38
2.4.8纳米外延…,38
2.5大块氨化物衬底…………40

2.5.1制造结品GaN的HNPS(高氮压溶液法41
2.5.2GN的氨热合成……42
2.5.3GaN的卤化物气相外延(HVPE)42
2.6结论……44
2.7梦考文献………44
第3章Ⅲ族氨化物高亮度LED51
3.1简介51
3.2GN的pn结…52
3.3有源区：nGaN/GaN量子阱54
3.3.1生长和结构55
3.3.2光学性质…56
3.4辐射效率…61
3.5结论与展望……63
3.6参考文献…………64
第4章二极管工艺设计67
4.1简介67
42数量级……68
4.3二极管结构70
4.3.1常规芯片(CC)71
4.3.2倒装芯片(F℃)71
4.3.3垂直薄膜(VT℉)72
4.3.4薄膜倒装芯片(TF℉C)72
4.4晶片级光提取73
4.5二极管工艺设计、蚀刻、接触沉积75
4.5.1n型接触76
4.5.2p型接触76
4.6蚀刻78
4.7移除衬底79
4.8发展趋势79
4.9参考文献80
第5章封装………83
5.1简介83
5.2各种封装工艺……84
5.2.1历史背景…84
5.2.2从晶片到芯片…84

5.2.3带连接引脚的器件……86
5.2.4ST有引脚器件86
5.2.5ST无引脚器件………90
5.2.6其他技术。90
5.2.7小结91
53热管理……92
5.3.1目的92
5.3.2散热方式92
5.3.3LED内的散热93
5.3.4各种封装工艺的比较95
5.3.5小结…97
5.4LED的光提取。97
5.4.1LED的横向光提取97
5.4.2利用透镜实现垂直光提取…98
5.4.3透镜和密封材料…………100
5.4.4透镜和密封的实现………102
5.5LED器件的特性102
5.5.1热熟和电气特性…102
5.5.2光学特性………103
5.5.3筛选……104
5.5.4可靠性…104
5.6结论与展望…105
5.7附录…106
5.8参考文献…109
第6章电致发光二极管的光电特性…111
61LED的光度测定…………111
6.1.1基本知识摄述………111
6.1.2常用参数114
6.1.3光度计/辐射计应具备的性能115
6.1.4发光强度的测量…118
6.1.5光通量的测量…………119
6.1.6光谱测量…………125
6.2LED的电气特性……127
6.2.1正向电压………127
6.2.2温度效应…………128
6.2.3光度测量用LED的工作条件…129
6.2.4规范化的立场…………………130

6.3参考文献………130
第7章LED的白光品质…132
7.1简介：白光和视觉品质……132
7.1.1白光132
7.1.2与光品质有关的儿个想法…………132
7.1.3人类视觉功能：感受器、视网膜、大脑…133
7.1.4本章内容……134
7.2比色法和测光法的概念………………134
7.2.1比色法…134
7.2.2光度值…137
7.3用LED状得白光……140
7.3.1基于短波长发射的白光二极管…140
7.3.2基于紫外光二极管的白光LD140
7.3.3将红光、绿光和蓝光结合……10
7.3.4多个LED结合和光谱优化的实例…142
7.3.5白光LED颜色的标准化…142
7.4光源的显色性………143
7.4.1CE对C江的定义……143
7.4.2详细计算过程………145
7.4.3CE立场的改变，考虑了观察者的判断…146
7.5改善LED的发光品质146
7.5.1模型……146
7.5.2色彩模拟…………149
7.5.3实验验证………149
7.5.4关于视觉评判复杂性的结论……151
7.6ED在照明中的应用………152
7.7结论：优点、措施和展望152
7.8致谢………152
7.9参考文献………153
第8章OLED技术…156
8.1简介………156
8.1.1有机材料：发展史……156
8.1.2第一个0LED器件的诞生…156
8.2电致发光二极管……157
8.2.1有机半导体的类别………157
8.2.2沉积技术概述………158

8.3有机半导休：理论……160
8.3.1有机化学半导性简介160
8.32非品态有机固休的电子输运模”162
8.40LED的电气特性……164
8.4.1载荷子注入模型……164
8.4.2载荷子输运模型…164
8.50LED的洛种结构………166
8.5.1直接二极管和反向二极管……166
8.5.2使用底发射和顶发射二极管…………166
8.5.3异质结二极管和能带工程……167
8.5.4光提取…………168
8.5.5荧光与碳光………169
8.60LED照明专用结构………170
8.61单发光层结构…170
8.6.2双发光层材料……171
8.6.3n发光层结构(n≥3)172
8.64堆叠式0LED和叠层结构…172
8.6.5转换器（下转换）172
8.70LED的稳定性与寿命：封装问题…173
8.8用于照明的0LED………175
8.9参考文献…176
作者列表……………179

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