发光二极管显示LED专题课件.ppt

本章安排
一、引言
二、LED的发光机理
三、结构与材料
四、LED的制造工艺
五、LED的特性
六、LED显示器件常用材料性能
七、LED的应用
发光二极管显示LED
2020/12/8
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定义
发光二极管（LED）是一种固态发光，是利用半导体或类似结构把电能转换成光能的元件，属于低场下的注入式电致发光。
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优缺点
亮度高，室温下，全色LED大屏幕，5000－10000cd/m2
工作电压低，1-5V，可与Si逻辑电路匹配
响应速度快，10－7-1 0－9s
彩色丰富，已研制出红绿蓝和黄橙的LED
尺寸小，寿命长（十万小时）
工作温度宽
电流较大（对七段式LED数码管、10mA/段），功耗大，散热问题突出
发光光谱窄，久视易疲劳
受单晶尺寸限制，拼接才能实现大屏幕显示
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发展历史
1923年，由Lossew在产生p-n结的SiC中发现注入式电致发光
1962年，Pankove发现砷化镓p-n节发光，继而报道了GaAs、GaP、ZnSe等单晶生长及注入发光现象，LED得到迅速发展
1964年，Grimmeiss和Scholz以GaP间接带材料隙得到橙、黄、绿的LED
80年代，蓝光的LED研制出来，用宽带隙n型或半绝缘的GaN、ZnS或ZnSe上形成肖特基势垒形成
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Axial Intensity
100
10
1
400 450 500 550 600 650 700
Wavelength in nm
SiC

GaInN
GaInN
GaInN
GaP : N
GaP: N
GaAsP
GaAsP
GaAsP
Al In GaP
Al In GaP
Al In GaP
GaA I As (DH)
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LED的分类
1． 按发光管发光颜色分 按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。
根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管适于做指示灯用
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2． 按发光管出光面特征分
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。
圆形灯按直径分为φ2mm、、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；-1（1/4）。
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由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类： （1）高指向型。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。 （2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。 （3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。
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3、按发光二极管的结构分     按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
4．按发光强度和工作电流分  按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度100mcd）；～10cd间的叫高亮度发光二极管。  一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。
除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。
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二 LED的发光机理
LED器件发光是一个载流子被激发、然后产生辐射跃迁的过程。
载流子被激发的过程:半导体中的载流子在吸收一定能量后，产生由低能级向高能级的跃迁，形成非平衡载流子。
（1） 光致发光：是由能量大于半导体能带间隙的入射光吸收产生少数载流子的过程。它在研究半导体材料时常用
激发载流子发光的方式有四种：
发光二