发光二极管LED显示技术ppt课件
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2024发光二极管LEDPPT课件
发光二极管LEDPPT课件•发光二极管LED基本概念与原理•发光二极管LED材料与制备技术•发光二极管LED器件结构与封装形式•发光二极管LED驱动电路设计与应用实例目录•发光二极管LED性能测试与评估方法•总结回顾与展望未来发展趋势01发光二极管LED基本概念与原理发光二极管定义及分类定义发光二极管（LED）是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件，具有高效、环保、寿命长等特点。
分类根据发光颜色、芯片材料、封装形式等不同，LED可分为多种类型，如单色LED、双色LED、全彩LED、大功率LED等。
工作原理与发光机制工作原理LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在PN结附近，当注入少数载流子时，会与多数载流子复合而发出光子，从而实现电能到光能的转换。
发光机制LED的发光颜色与半导体材料的禁带宽度有关，不同材料的禁带宽度不同，发出的光子能量也不同，因此呈现出不同的颜色。
此外，通过改变LED的电流、电压等参数，还可以实现亮度和颜色的变化。
主要参数及性能指标主要参数LED的主要参数包括光通量、发光效率、色温、显色指数等，这些参数决定了LED的发光效果和使用性能。
性能指标评价LED性能的指标主要有寿命、可靠性、安全性等，这些指标对于LED的应用和推广具有重要意义。
应用领域及市场前景应用领域LED广泛应用于照明、显示、指示、背光等领域，如家居照明、商业照明、景观照明、交通信号灯、户外广告屏等。
市场前景随着人们对节能环保意识的提高和LED技术的不断发展，LED市场呈现出快速增长的趋势。
未来，LED将在更多领域得到应用，市场前景广阔。
02发光二极管LED材料与制备技术如砷化镓、磷化镓等，具有高亮度、高效率、长寿命等特点。
半导体材料荧光粉材料封装材料用于LED 的波长转换，可调整LED 的发光颜色。
如环氧树脂、硅胶等，用于保护LED 芯片和提高其稳定性。
030201常用材料类型及特点通过化学气相沉积等方法在衬底上生长出所需的半导体材料。
发光二极管LED显示技术ppt课件
• 1980年代初，已是年过五旬的赤崎勇带着学生天野浩 重启了有关氮化镓的研究。1986年，他们成功制出了 以前被认为不可能制造出的氮化镓晶体。1989年，他 们发现这将电流通入晶体的话，后者的发光可以得到 增强。随后，日亚化学工业的员工中村修二注意到了 赤崎勇师徒的研究成果。他顺着师徒的研究方向，最 终在1993年制出了高亮度的蓝光LED。
• 到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、 黄和绿光的LED。
• 90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，随即又制造出 能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。
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10
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• 1972年，斯坦福大学的赫伯·马洛斯卡（Herb Maruska ）与威利·怀恩斯（Wally Rhines），以及该校的材料科 学与工程学博士研究生们研发出了第一种能发出蓝紫 光的LED，这种LED的材料为掺镁（Mg）的氮化镓， 发出的光太弱，不足以投入实际使用。
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26
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• 大多数便携式电子产品都采用锂离子电池作电源，它们在 充满电之后约为4.2 V，安全放完电后约为2.8 V，显然白光 LED不能由电池直接驱动。如果能够对LED的正向电流直接 进行恒流驱动的话，只要恒流值相同，各LED的发光强度 就比较相近。考虑到晶体管的输出特性具有恒流的性质， 所以可以用晶体管来驱动LED，如图4.3（b）所示。
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LED脉冲驱动原理
• 此外，利用人眼的视觉暂留特性，采用反复通断电的方式 使LED器件点燃的方法就是脉冲驱动法，如图4.3（c）所示。
• 脉宽调制 （Pulse-Width Modulation，PWM）技术是一种传 统的调光方式，它利用简单的数字脉冲，反复开关LED驱 动器，系统只要通过调节脉冲的占空比就可获得合适的平 均电流，从而调节LED的亮度。该技术的优点在于：能够 提供高质量的白光、应用简单、效率高。但有一个致命的 缺点是容易产生电磁干扰，有时甚至会产生人耳能听见的 噪声。
• 到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、 黄和绿光的LED。
• 90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，随即又制造出 能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。
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• 1972年，斯坦福大学的赫伯·马洛斯卡（Herb Maruska ）与威利·怀恩斯（Wally Rhines），以及该校的材料科 学与工程学博士研究生们研发出了第一种能发出蓝紫 光的LED，这种LED的材料为掺镁（Mg）的氮化镓， 发出的光太弱，不足以投入实际使用。
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• 大多数便携式电子产品都采用锂离子电池作电源，它们在 充满电之后约为4.2 V，安全放完电后约为2.8 V，显然白光 LED不能由电池直接驱动。如果能够对LED的正向电流直接 进行恒流驱动的话，只要恒流值相同，各LED的发光强度 就比较相近。考虑到晶体管的输出特性具有恒流的性质， 所以可以用晶体管来驱动LED，如图4.3（b）所示。
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LED脉冲驱动原理
• 此外，利用人眼的视觉暂留特性，采用反复通断电的方式 使LED器件点燃的方法就是脉冲驱动法，如图4.3（c）所示。
• 脉宽调制 （Pulse-Width Modulation，PWM）技术是一种传 统的调光方式，它利用简单的数字脉冲，反复开关LED驱 动器，系统只要通过调节脉冲的占空比就可获得合适的平 均电流，从而调节LED的亮度。该技术的优点在于：能够 提供高质量的白光、应用简单、效率高。但有一个致命的 缺点是容易产生电磁干扰，有时甚至会产生人耳能听见的 噪声。
发光二极管的闪烁显示课件
发光二极管的驱动与控制
发光二极管的驱动方式
直流驱动
通过向发光二极管提供直流电压 来激发电子，从而实现发光。
脉冲驱动
通过向发光二极管提供脉冲电压 来激发电子，从而实现发光。
交流驱动
通过向发光二极管提供交流电压 来激发电子，从而实现发光。
发光二极管的亮度控制
调节电流
分段调节
通过调节流过发光二极管的电流大小 来控制亮度。
传感器
03
利用发光二极管的发光特性，开发出各种光电传感器，用于环
境监测、医疗诊断等领域。
发光二极管的未来展望
新材料和新技术
随着新材料和新技术的发展，发光二极管将不断取得突破，性能 将得到进一步提升。
智能化和网络化
发光二极管将与物联网、人工智能等技术结合，实现智能化和网 络化显示。
绿色环保
发光二极管具有长寿命、低能耗、环保等优点，未来将在绿色环 保领域发挥更加重要的作用。
频率要求
为了不引起视觉疲劳，闪 烁频率通常在50Hz至 100Hz之间。
视觉感知
人类对光线的感知具有适 应性，能够区分出亮灭状 态的变化。
发光二极管闪烁显示的实现
硬件需求
需要稳定的电源、适当的 限流电阻以及相应的控制 电路。
控制方式
通过调节电流的通断时间 ，实现发光二极管的亮灭 控制。
编程接口
根据不同的开发平台和编 程语言，使用相应的库函 数或API进行编程。
CHAPTER 04
发光二极管的制作与调试
发光二极管的制作流程
准备材料
发光二极管、电阻、电容、电感、导 线等电子元件，以及必要的工具如电 烙铁、焊锡等。
焊接元件
按照电路图将发光二极管、电阻、电 容、电感等元件焊接在一起。
发光二极管的驱动方式
直流驱动
通过向发光二极管提供直流电压 来激发电子，从而实现发光。
脉冲驱动
通过向发光二极管提供脉冲电压 来激发电子，从而实现发光。
交流驱动
通过向发光二极管提供交流电压 来激发电子，从而实现发光。
发光二极管的亮度控制
调节电流
分段调节
通过调节流过发光二极管的电流大小 来控制亮度。
传感器
03
利用发光二极管的发光特性，开发出各种光电传感器，用于环
境监测、医疗诊断等领域。
发光二极管的未来展望
新材料和新技术
随着新材料和新技术的发展，发光二极管将不断取得突破，性能 将得到进一步提升。
智能化和网络化
发光二极管将与物联网、人工智能等技术结合，实现智能化和网 络化显示。
绿色环保
发光二极管具有长寿命、低能耗、环保等优点，未来将在绿色环 保领域发挥更加重要的作用。
频率要求
为了不引起视觉疲劳，闪 烁频率通常在50Hz至 100Hz之间。
视觉感知
人类对光线的感知具有适 应性，能够区分出亮灭状 态的变化。
发光二极管闪烁显示的实现
硬件需求
需要稳定的电源、适当的 限流电阻以及相应的控制 电路。
控制方式
通过调节电流的通断时间 ，实现发光二极管的亮灭 控制。
编程接口
根据不同的开发平台和编 程语言，使用相应的库函 数或API进行编程。
CHAPTER 04
发光二极管的制作与调试
发光二极管的制作流程
准备材料
发光二极管、电阻、电容、电感、导 线等电子元件，以及必要的工具如电 烙铁、焊锡等。
焊接元件
按照电路图将发光二极管、电阻、电 容、电感等元件焊接在一起。
发光二极管LED显示技术ppt课件
制作工艺与材料选择
制作工艺
LED显示屏的制作工艺包括表面 贴装技术（SMT）、插灯工艺和 压铸铝工艺等，不同的工艺有不
同的优缺点和适用范围。
材料选择
LED显示屏的主要材料包括LED芯 片、PCB板、驱动IC、电源和散热 材料等，优质的材料可以保证显示 屏的性能和稳定性。
防护等级
根据应用场景和环境条件，选择适 当的防护等级，以确保LED显示屏 在恶劣环境下也能正常工作。
节能环保
LED显示屏具有节能环保的特 点，相比传统显示技术更加节 能。
高亮度
LED显示屏具有高亮度的特点 ，能够在强光下保持清晰的显 示效果。
长寿命
LED显示屏的寿命长达数万小 时，维护成本低。
灵活多变
LED显示屏可以制作成各种形 状和尺寸，适应不同的应用场 景。
应用领域及市场前景
应用领域
LED显示屏广泛应用于室内外广告、体育场馆、演艺舞台、 会议展览等领域。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓 展，LED显示屏的应用范围还将不断扩大。
发光二极管LED显 示技术ppt课件
目录
• LED显示技术概述 • 发光二极管基础知识 • LED显示器件与驱动电路 • LED显示屏设计与制作 • LED显示系统控制软件设计 • LED显示技术应用实例分析
01
LED显示技术概述
LED显示原理及发展历程
发光原理
LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。其核心部 分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡 层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时
色温
表示光源光色的尺度，单位为开尔文（K）。
专题三有机发光二极管OLED显示技术分解课件
根据驱动方式的不同，OLED器件可以分为无源驱动型（PM-OLED） 和有源驱动型（AM-OLED）两种。
无源驱动型不采用薄膜晶体管（TFT）基板，一般适用于中小尺 寸显示；有源驱动型则采用TFT基板，适用于中大尺寸显示，特 别是大尺寸全彩色动态图像的显示。
目前，无源驱动型OLED技术已经比较成熟，商业化的产品都是无源驱 动型；有源驱动型OLED技术发展很快，已经有产品推出了。
3.1.1 OLED的结构及发光原理
OLED本质上属于电致发光（EL）显示器件。通过加在两电极的
电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子能级
的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。这种现像称为电致 发光或场至发光（EL）。
电致发光（EL）按激发光过程的不同分为二大类：
（1）注入式电致发光：直接由装在晶体上的电极注入少数载流子 （电子和空穴），当电子与空穴在晶体内再复合时，以光的形式释 放出多余的能量。 LED和OLED都属于注入式电致发光。
业标准，并荣获国家技术发明一等奖等多项荣誉。
目前OLED技术发展的重要趋势：
（1）开发新型OLED有机材料； （2）改善生产工艺，提高成品率，以保证产品推向市场后的 竞争力；
（3）研制彩色显示屏及相关驱动电路； （4）为了实现大屏幕，研发低温多晶硅TFT方式驱动的OLED显示器。
第14页，共46页。
还很难判断孰优孰劣。
2．2002年～2005年，OLED的成长阶段。在这段时期人们开始逐 渐接触到更多带有OLED的产品，例如车载显示器、PDA、手机、DVD、 数码相机、头戴用微显示器和家电产品等。仍以无源驱动、单色 或多色显示、10寸以下的小面板为主，但有源驱动的全彩色10寸以上的
面板也开始投入使用。
无源驱动型不采用薄膜晶体管（TFT）基板，一般适用于中小尺 寸显示；有源驱动型则采用TFT基板，适用于中大尺寸显示，特 别是大尺寸全彩色动态图像的显示。
目前，无源驱动型OLED技术已经比较成熟，商业化的产品都是无源驱 动型；有源驱动型OLED技术发展很快，已经有产品推出了。
3.1.1 OLED的结构及发光原理
OLED本质上属于电致发光（EL）显示器件。通过加在两电极的
电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子能级
的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。这种现像称为电致 发光或场至发光（EL）。
电致发光（EL）按激发光过程的不同分为二大类：
（1）注入式电致发光：直接由装在晶体上的电极注入少数载流子 （电子和空穴），当电子与空穴在晶体内再复合时，以光的形式释 放出多余的能量。 LED和OLED都属于注入式电致发光。
业标准，并荣获国家技术发明一等奖等多项荣誉。
目前OLED技术发展的重要趋势：
（1）开发新型OLED有机材料； （2）改善生产工艺，提高成品率，以保证产品推向市场后的 竞争力；
（3）研制彩色显示屏及相关驱动电路； （4）为了实现大屏幕，研发低温多晶硅TFT方式驱动的OLED显示器。
第14页，共46页。
还很难判断孰优孰劣。
2．2002年～2005年，OLED的成长阶段。在这段时期人们开始逐 渐接触到更多带有OLED的产品，例如车载显示器、PDA、手机、DVD、 数码相机、头戴用微显示器和家电产品等。仍以无源驱动、单色 或多色显示、10寸以下的小面板为主，但有源驱动的全彩色10寸以上的
面板也开始投入使用。
中小学优质课件发光二极管LED课件
产品差异化与创新
分析市场上LED产品的差异化特点，探讨产品创新对市场竞争的 影响。
未来发展趋势预测及挑战应对
01
02
03
04
技术发展趋势
预测未来LED技术的发展方向， 如更高效、更环保、更智能等。
市场拓展方向
探讨LED产品在照明、显示、 背光等领域的应用拓展情况。
产业链整合与优化
分析产业链上下游企业的整合 趋势，以及如何通过优化产业
背光领域
LED背光技术已广泛应用于液晶电视、 电脑显示器等电子产品中，提高了显示 效果和节能性能。
其他应用领域
医疗美容
LED光疗仪、LED面膜等产品在医疗 美容领域得到了广泛应用。
科研实验
LED作为光源在科研实验领域也有广 泛应用，如光谱分析、光化学反应等。
植物生长灯
LED植物生长灯能够模拟自然光，促 进植物生长，已广泛应用于农业领域。
03 发光二极管LED 应用领域
指示灯与照明领域
交通信号灯
LED作为交通信号灯的光 源，具有高亮度、长寿命、 低能耗等优点。
汽车照明
LED在汽车照明领域应用 广泛，如车头大灯、雾灯、 刹车灯等。
室内外照明
LED灯具已广泛应用于家 庭、商场、办公室等室内 外照明场所。
显示屏与背光领域
显示屏
LED显示屏具有高亮度、高对比度、 长寿命等优点，已广泛应用于户外广 告、体育场馆等领域。
链提升产业竞争力。
挑战与应对策略
针对产业发展过程中可能遇到 的挑战，提出相应的应对策略
和建议。
THANKS
感谢观看
03
2. 发光二极管除了作为指示灯和显示屏外，还有哪些其他应用？可以 引导学生了解其在照明、装饰等领域的应用。
分析市场上LED产品的差异化特点，探讨产品创新对市场竞争的 影响。
未来发展趋势预测及挑战应对
01
02
03
04
技术发展趋势
预测未来LED技术的发展方向， 如更高效、更环保、更智能等。
市场拓展方向
探讨LED产品在照明、显示、 背光等领域的应用拓展情况。
产业链整合与优化
分析产业链上下游企业的整合 趋势，以及如何通过优化产业
背光领域
LED背光技术已广泛应用于液晶电视、 电脑显示器等电子产品中，提高了显示 效果和节能性能。
其他应用领域
医疗美容
LED光疗仪、LED面膜等产品在医疗 美容领域得到了广泛应用。
科研实验
LED作为光源在科研实验领域也有广 泛应用，如光谱分析、光化学反应等。
植物生长灯
LED植物生长灯能够模拟自然光，促 进植物生长，已广泛应用于农业领域。
03 发光二极管LED 应用领域
指示灯与照明领域
交通信号灯
LED作为交通信号灯的光 源，具有高亮度、长寿命、 低能耗等优点。
汽车照明
LED在汽车照明领域应用 广泛，如车头大灯、雾灯、 刹车灯等。
室内外照明
LED灯具已广泛应用于家 庭、商场、办公室等室内 外照明场所。
显示屏与背光领域
显示屏
LED显示屏具有高亮度、高对比度、 长寿命等优点，已广泛应用于户外广 告、体育场馆等领域。
链提升产业竞争力。
挑战与应对策略
针对产业发展过程中可能遇到 的挑战，提出相应的应对策略
和建议。
THANKS
感谢观看
03
2. 发光二极管除了作为指示灯和显示屏外，还有哪些其他应用？可以 引导学生了解其在照明、装饰等领域的应用。
《LED发光二极管》课件-2024鲜版
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应用领域与前景
照明
显示
背光
前景
LED照明产品具有高效、节能、 环保、寿命长等优点，广泛 应用于室内、室外照明。
LED显示屏具有高亮度、高对 比度、色彩鲜艳等特点，适 用于室内外各种显示场合。
LED背光技术为液晶显示提供 了均匀、高亮度的光源，广 泛应用于电视、电脑显示器 等领域。
随着技术的不断进步和应用 领域的不断拓展，LED发光二 极管的前景非常广阔。未来， LED将在智能照明、可穿戴设 备、生物医学等领域发挥更 大的作用。同时，随着环保 意识的提高和能源紧缺的压 力，高效、节能的LED产品将 更加受到市场的青睐。
国内外LED行业标准逐渐统一，有利于提升产品质量和促进 市场规范化发展。
环保要求
随着全球环保意识的提高，LED作为节能环保的照明产品受 到越来越多国家的青睐，相关政策法规对LED产业发展具有 积极影响。
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未来发展趋势预测
技术创新
智能化发展
随着科技的不断进步，LED技术将不断创新， 如Mini LED、Micro LED等新型显示技术将 逐渐应用于更多领域。
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发光原理及过程
电子空穴对复合
在半导体材料中，电子从高能级 跃迁到低能级时与空穴复合，释
放出能量。
2024/3/27
光子发射
复合释放的能量以光子的形式发出， 形成可见光或其他波段的光。
颜色与波长
发光颜色取决于半导体材料的禁带 宽度，不同禁带宽度对应不同波长 的光。
9
特性参数与性能指标
发光效率（Luminous Effici…
芯片检测技术
利用X射线衍射、PL谱等 手段，对芯片进行质量检 测和性能评估。
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2024版发光二极管PPT课件
发光二极管PPT课件•发光二极管基本概念与原理•发光二极管制造工艺及流程•发光二极管应用领域及市场前景•发光二极管性能评价与测试方法目•发光二极管驱动电路设计与实践•发光二极管产业发展现状与趋势分析录发光二极管基本概念与原理01发光二极管定义及发展历程01发光二极管（LED）是一种半导体发光器件，具有体积小、寿命长、能耗低等优点。
02发展历程：从20世纪60年代初期出现到现在，LED技术不断革新，应用领域不断拓展。
发光原理与结构特点发光原理LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在两端加上正向电压后，载流子发生复合引起光子发射而产生光。
结构特点LED通常由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂等部分组成，具有抗震性能好、耐冲击等特点。
材料选择与性能参数材料选择LED的主要材料包括半导体材料、电极材料、封装材料等，不同材料的选择对LED的性能和稳定性有重要影响。
性能参数LED的主要性能参数包括发光效率、发光角度、色温、显色指数等，这些参数决定了LED的应用范围和效果。
发光二极管制造工艺及流程02利用MOCVD 等设备，在蓝宝石或硅衬底上生长多层半导体材料，形成发光层。
外延片生长芯片加工芯片测试与分选通过光刻、蚀刻等工艺，将外延片加工成具有特定电极结构的芯片。
对加工完成的芯片进行测试，筛选出性能符合要求的产品。
030201芯片制备工艺根据应用需求，发光二极管可采用不同的封装形式，如直插式、贴片式、大功率等。
封装类型选用高性能的封装材料，如硅胶、环氧树脂等，以提高产品的耐候性、耐高低温性能。
封装材料采用先进的封装工艺，如真空封装、共晶焊接等，确保产品的稳定性和可靠性。
封装工艺封装技术及其重要性从原材料采购、芯片制备、封装到成品测试，形成完整的生产流程。
生产流程在每个生产环节设立质量控制点，进行严格的质量检查和测试，确保产品质量符合要求。
质量控制点建立完善的质量追溯体系，对每批产品进行追溯和跟踪，以便及时发现问题并采取措施。
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• 到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、 黄和绿光的LED。
• 90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，随即又制造出 能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。
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• 1972年，斯坦福大学的赫伯·马洛斯卡（Herb Maruska ）与威利·怀恩斯（Wally Rhines），以及该校的材料科 学与工程学博士研究生们研发出了第一种能发出蓝紫 光的LED，这种LED的材料为掺镁（Mg）的氮化镓， 发出的光太弱，不足以投入实际使用。
• 二十世纪50年代，英国科学家在电致发光的实验中使用半 导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于60年代 面世。第一个商用LED仅仅只能发出不可视的红外光，但 迅速应用于感应与光电领域。
• 60年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见
的红光LED。磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更
• LED发光机理：电子与空穴发生复合时放出的能量
P
内建电场 空间电荷区
N
+++ ++ +++ ++ +++ ++ +++ ++
空穴
扩散
电子
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漂移
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能带理论简要介绍
• 能带内的电子可以连续存在，能带之间无电子存在。 • 较高能量的区域为填满电子的能带称为导带，较低能
量的区域填满电子的能带称为价带。导带和价带之间 就是禁带。 • 带隙/能隙，导带最低点和价带最高点的能量之差。
• 1980年代初，已是年过五旬的赤崎勇带着学生天野浩 重启了有关氮化镓的研究。1986年，他们成功制出了 以前被认为不可能制造出的氮化镓晶体。1989年，他 们发现这将电流通入晶体的话，后者的发光可以得到 增强。随后，日亚化学工业的员工中村修二注意到了 赤崎勇师徒的研究成果。他顺着师徒的研究方向，最 终在1993年制出了高亮度的蓝光LED。
第4章 发光二极管(LED)显示技术
• 4.1 发光二极管基本知识 • 4.2 发光二极管显示器件
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引言
• LED就是light emitting diode ，发光二极管的英文缩写， 简称LED。
• 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。
No Image
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• 超亮度蓝光芯片是白光LED的核心，在这个发光芯片上抹 上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自芯片上的蓝色光源再 转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。 今天在LED市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如粉红 色。
• 然而，LED的发展不单纯是它的颜色还有它的亮度，像计 算机一样，遵守摩尔定律的发展。每隔18个月它的亮度就 会增加一倍。早期的LED只能应用于指示灯、早期的计算 器显示屏和数码手表。今天，白光LED发光效率最高已超 过100lm/W, 市场应用领域的白光LED光效一般约在70lm/W 左右，已经远远超过传统节能灯，如今超亮LED已广泛用 于照明中，LED时代已经来临。
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• LED晶片材料:发光半导体，具有单向导电性 • 对LED材料的要求：
− 1）电子与空穴的数量尽量多 − 2）要求电子与空穴复合时放出的能量应与所需要的发
光波长相对应
• 晶片的组成：磷化镓(GaP)、镓铝砷(GaAlAs)、砷 化镓(GaAs)、氮化镓（GaN）、等材料组成，其内 部结构具有单向导电性。
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LED发展简史
• 1907年Henry Joseph Round第一次在一块碳化硅里观察到电 致发光现象。由于发出的黄光太暗，不适合实际应用，研 究被摒弃了
• 1936年,George Destiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的 报告。随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了“电致 发光”这个术语。
• LED显示屏（LED panel）是一种通过控制大量半导体发 光二极管的显示方式，靠灯的亮灭来显示。用来显示文 字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种 信息的显示屏幕。
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• LED显示屏不仅可以用于室内环境还可以用于室外环 境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优 点。
• LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本 身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：
• 发光效率：
− = ice
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提高出光效率
• LED材料折射率很高 n = 3.6 • 反射率=(n1-n2)2/(n1+n2)2 • 提高外部出光效率的方法：降低反射率，提高透过
亮，甚至产生出橙色的光。
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• 到70年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出 灰白绿光。LED采用双层磷化镓芯片(一个红色另一个是绿 色)能够发出黄色光。就在此时，俄国科学家利用金刚砂制 造出发出黄光的LED。尽管它不如欧洲的LED高效。但在70 年代末，它能发出纯绿色的光。
• 80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮 度的LED的诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。
− 亮度高 − 工作电压低 − 功耗小 − 小型化 − 寿命长 − 耐冲击 − 性能稳定。
• LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更 高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性， 可靠性、全色化方向发展。
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白色LED照明灯
地砖灯
手电筒 . 7
礼品灯 7
360° LED环形显示器
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4.1 发光二极管基本知识
• 半导体光源的物理基础 • 发光二极管的结构 • 发光二极管的驱动 • 发光二极管的特点及应用. Nhomakorabea14
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4.1.1半导体光源的物理基础
• 发光二极管（LED）：固态半导体器件 • 核心：半导体的晶片
− P型半导体：空穴占主导地位 − N型半导体：电子占主导地位
• 2014年，蓝光LED的发明人中村修二与天野浩与赤崎 勇获得了该年度的. 诺贝尔物理学奖。 11
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2014 诺贝尔物理学奖
• 官方获奖理由
• for the invention of efficient blue light-emitting diodes which has enabled bright and energy-saving white light sources
• 90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，随即又制造出 能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。
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• 1972年，斯坦福大学的赫伯·马洛斯卡（Herb Maruska ）与威利·怀恩斯（Wally Rhines），以及该校的材料科 学与工程学博士研究生们研发出了第一种能发出蓝紫 光的LED，这种LED的材料为掺镁（Mg）的氮化镓， 发出的光太弱，不足以投入实际使用。
• 二十世纪50年代，英国科学家在电致发光的实验中使用半 导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于60年代 面世。第一个商用LED仅仅只能发出不可视的红外光，但 迅速应用于感应与光电领域。
• 60年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见
的红光LED。磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更
• LED发光机理：电子与空穴发生复合时放出的能量
P
内建电场 空间电荷区
N
+++ ++ +++ ++ +++ ++ +++ ++
空穴
扩散
电子
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漂移
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能带理论简要介绍
• 能带内的电子可以连续存在，能带之间无电子存在。 • 较高能量的区域为填满电子的能带称为导带，较低能
量的区域填满电子的能带称为价带。导带和价带之间 就是禁带。 • 带隙/能隙，导带最低点和价带最高点的能量之差。
• 1980年代初，已是年过五旬的赤崎勇带着学生天野浩 重启了有关氮化镓的研究。1986年，他们成功制出了 以前被认为不可能制造出的氮化镓晶体。1989年，他 们发现这将电流通入晶体的话，后者的发光可以得到 增强。随后，日亚化学工业的员工中村修二注意到了 赤崎勇师徒的研究成果。他顺着师徒的研究方向，最 终在1993年制出了高亮度的蓝光LED。
第4章 发光二极管(LED)显示技术
• 4.1 发光二极管基本知识 • 4.2 发光二极管显示器件
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引言
• LED就是light emitting diode ，发光二极管的英文缩写， 简称LED。
• 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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• 超亮度蓝光芯片是白光LED的核心，在这个发光芯片上抹 上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自芯片上的蓝色光源再 转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。 今天在LED市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如粉红 色。
• 然而，LED的发展不单纯是它的颜色还有它的亮度，像计 算机一样，遵守摩尔定律的发展。每隔18个月它的亮度就 会增加一倍。早期的LED只能应用于指示灯、早期的计算 器显示屏和数码手表。今天，白光LED发光效率最高已超 过100lm/W, 市场应用领域的白光LED光效一般约在70lm/W 左右，已经远远超过传统节能灯，如今超亮LED已广泛用 于照明中，LED时代已经来临。
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• LED晶片材料:发光半导体，具有单向导电性 • 对LED材料的要求：
− 1）电子与空穴的数量尽量多 − 2）要求电子与空穴复合时放出的能量应与所需要的发
光波长相对应
• 晶片的组成：磷化镓(GaP)、镓铝砷(GaAlAs)、砷 化镓(GaAs)、氮化镓（GaN）、等材料组成，其内 部结构具有单向导电性。
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LED发展简史
• 1907年Henry Joseph Round第一次在一块碳化硅里观察到电 致发光现象。由于发出的黄光太暗，不适合实际应用，研 究被摒弃了
• 1936年,George Destiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的 报告。随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了“电致 发光”这个术语。
• LED显示屏（LED panel）是一种通过控制大量半导体发 光二极管的显示方式，靠灯的亮灭来显示。用来显示文 字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种 信息的显示屏幕。
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• LED显示屏不仅可以用于室内环境还可以用于室外环 境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优 点。
• LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本 身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：
• 发光效率：
− = ice
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提高出光效率
• LED材料折射率很高 n = 3.6 • 反射率=(n1-n2)2/(n1+n2)2 • 提高外部出光效率的方法：降低反射率，提高透过
亮，甚至产生出橙色的光。
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• 到70年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出 灰白绿光。LED采用双层磷化镓芯片(一个红色另一个是绿 色)能够发出黄色光。就在此时，俄国科学家利用金刚砂制 造出发出黄光的LED。尽管它不如欧洲的LED高效。但在70 年代末，它能发出纯绿色的光。
• 80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮 度的LED的诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。
− 亮度高 − 工作电压低 − 功耗小 − 小型化 − 寿命长 − 耐冲击 − 性能稳定。
• LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更 高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性， 可靠性、全色化方向发展。
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地砖灯
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礼品灯 7
360° LED环形显示器
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• 半导体光源的物理基础 • 发光二极管的结构 • 发光二极管的驱动 • 发光二极管的特点及应用. Nhomakorabea14
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4.1.1半导体光源的物理基础
• 发光二极管（LED）：固态半导体器件 • 核心：半导体的晶片
− P型半导体：空穴占主导地位 − N型半导体：电子占主导地位
• 2014年，蓝光LED的发明人中村修二与天野浩与赤崎 勇获得了该年度的. 诺贝尔物理学奖。 11
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2014 诺贝尔物理学奖
• 官方获奖理由
• for the invention of efficient blue light-emitting diodes which has enabled bright and energy-saving white light sources