本書在介紹半導體照明器件———發(fā)光二極管的材料、機理及其制造技術的同時,詳細講解了器件的光 電參數測試方法,器件的可靠性分析、驅動和控制方法,以及各種半導體照明的應用技術。本書內容系統(tǒng)、 全面,通過理論聯(lián)系實際,重點突出了 “半導體照明”主題,反映了國內外最新的應用技術。
方志烈,1938年2月出生于江蘇江陰。1961年畢業(yè)于復旦大學并留校任教,現任該校教授。中國發(fā)光學會理事。上海市通信學會光通信專業(yè)委員會委員。
第1章光視覺顏色
11光
111光的本質
112光的產生和傳播
113人眼的光譜靈敏度
114光度學及其測量
12視覺
121作為光學系統(tǒng)的人眼
122視覺的特征與功能
13顏色
131顏色的性質
132國際照明委員會色度學系統(tǒng)
133色度學及其測量
第2章光源
21自然光源
211太陽
212月亮和行星
22人工光源
221人工光源的發(fā)明與發(fā)展
222白熾燈
223鹵鎢燈
224熒光燈
225低壓鈉燈
226高壓放電燈
227無電極放電燈
228發(fā)光二極管
229照明的經濟核算
第3章半導體發(fā)光材料晶體導論
31晶體結構
311空間點陣
312晶面與晶向
313閃鋅礦結構、金剛石結構和纖鋅礦結構
314缺陷及其對發(fā)光的影響
32能帶結構
33半導體晶體材料的電學性質
331費米能級和載流子
332載流子的漂移和遷移率
333電阻率和載流子濃度
334壽命
34半導體發(fā)光材料的條件
341帶隙寬度合適
342可獲得電導率高的p型和n型晶體
343可獲得完整性好的優(yōu)質晶體
344發(fā)光復合概率大
第4章半導體的激發(fā)與發(fā)光
41pn結及其特性
411理想的pn結
412實際的pn結
42注入載流子的復合
421復合的種類
422輻射型復合
423非輻射型復合
43輻射與非輻射復合之間的競爭
44異質結構和量子阱
441異質結構
442量子阱
第5章半導體發(fā)光材料體系
51砷化鎵
52磷化鎵
53磷砷化鎵
531GaAs060P040/GaAs
532晶體中的雜質和缺陷對發(fā)光效率的影響
54鎵鋁砷
55鋁鎵銦磷
56銦鎵氮
第6章半導體照明光源的發(fā)展和特征參量
61發(fā)光二極管的發(fā)展
62發(fā)光二極管材料生長方法
63高亮度發(fā)光二極管芯片結構
631單量子阱(SQW)結構
632多量子阱(MQW)結構
633分布布拉格反射(DBR)結構
634透明襯底技術(Transparent Substrate,TS)
635鏡面襯底(Mirror Substrate,MS)
636透明膠質黏結型
637表面紋理結構
64照明用LED的特征參數和要求
641光通量
642發(fā)光效率
643顯色指數
644色溫
645壽命
646穩(wěn)定性
647熱阻
648抗靜電性能
第7章磷砷化鎵、磷化鎵、鎵鋁砷材料生長
71磷砷化鎵氫化物氣相外延生長(HVPE)
72氫化物外延體系的熱力學分析
73液相外延原理
74磷化鎵的液相外延
741磷化鎵綠色發(fā)光材料外延生長
742磷化鎵紅色發(fā)光材料外延生長
75鎵鋁砷的液相外延
第8章鋁鎵銦磷發(fā)光二極管
81AlGaInP金屬有機物化學氣相沉積通論
811源材料
812生長條件
813器件生長
82外延材料的規(guī)模生產問題
821反應器問題:輸送和排空處理
822均勻性的重要性
823源的質量問題
824顏色控制問題
825生產損耗問題
83電流擴展
831歐姆接觸的改進
832p型襯底上生長
833電流擴展窗層
834氧化銦錫(ITO)
84電流阻擋結構
85光的取出
851上窗設計
852襯底吸收
853分布布拉格反射LED
854GaP晶片黏結透明襯底LED
855膠質黏著(藍寶石晶片黏結)
856紋理表面結構
86芯片制造技術
87器件特性
第9章銦鎵氮發(fā)光二極管
91GaN生長
911未摻雜GaN
912n型GaN
913p型GaN
914GaN pn結LED
92InGaN生長
921未摻InGaN
922摻雜InGaN
93InGaN LED
931InGaN/GaN雙異質結LED
932InGaN/AlGaN雙異質結LED
933InGaN單量子阱(SQW)結構LED
934高亮度綠色和藍色LED
935InGaN多量子阱(MQW)結構LED
936紫外LED
937AlGaN深紫外LED
938硅襯底GaN藍光LED
94提高質量和降低成本的幾個重要技術問題
941襯底
942緩沖層
943激光剝離(LLO)
944氧化銦錫(ITO)
945表面紋理結構
946圖形襯底技術(PSS)
947微矩陣發(fā)光二極管(MALED)
948光子晶體(Photonic Crystal,PC)LED
949金屬垂直光子LED(MVP LED)
第10章LED芯片制造技術
101光刻技術
102氮化硅生長
103擴散
104歐姆接觸電極
105ITO透明電極
106表面粗化
107光子晶體
108激光剝離(Laser Liftoff,LLO)
109倒裝芯片技術
1010垂直結構芯片技術
1011芯片的切割
1012LED芯片結構的發(fā)展
第11章白光發(fā)光二極管
111新世紀光源的研制目標
112人造白光的最佳化
1121發(fā)光效率和顯色性的折中
1122二基色體系
1123多基色體系
113熒光粉轉換白光LED
1131二基色熒光粉轉換白光LED
1132多基色熒光粉轉換白光LED
1133紫外LED激發(fā)多基色熒光粉
114多芯片白光LED
1141二基色多芯片白光LED
1142多基色多芯片白光LED
第12章LED封裝技術
121LED器件的設計
1211設計原則
1212電學設計
1213熱學設計
1214光學設計
1215視覺因素
122LED封裝技術
1221小功率LED封裝
1222SMD LED的封裝
1223芯片級封裝(CSP)
1224大電流LED的封裝
1225功率LED的封裝
1226功率LED組件
1227銦鎵氮類LED的防靜電措施
第13章發(fā)光二極管的測試
131發(fā)光器件的效率
1311發(fā)光效率
1312功率效率
1313量子效率
132電學參數
1321伏安特性
1322總電容
133光電特性參數——光電響應特性
134光度學參數
1341法向光強I0的測定
1342發(fā)光強度角分布(半強度角和偏差角)
1343總光通量的測量
1344量值傳遞
135色度學參數
1351光譜分布曲線
1352光電積分法測量色度坐標
136熱學參數(結溫、熱阻)
137靜電耐受性
第14章發(fā)光二極管的可靠性
141LED可靠性概念
1411可靠性的含義
1412可靠度的定義
1413LED可靠性的相關概念
142LED的失效分析
1421芯片的退化
1422環(huán)氧系塑料的壽命分析
1423管芯的壽命分析
1424熒光粉的退化
143可靠性試驗
1431小功率LED環(huán)境試驗
1432功率LED環(huán)境試驗
144壽命試驗
1441磷化鎵發(fā)光器件的壽命試驗
1442功率LED(白光)長期工作壽命試驗
1443加速壽命試驗
145可靠性篩選
1451功率老化
1452高溫老化
1453濕度試驗
1454高低溫循環(huán)
1455其他項目的選用
146例行試驗和鑒定驗收試驗
1461例行試驗
1462鑒定驗收試驗
第15章有機發(fā)光二極管
151有機發(fā)光二極管材料
1511小分子有機物
1512高分子聚合物
1513鑭系金屬有機化合物
152有機發(fā)光二極管的結構和原理
153OLED實現白光的途徑
1531波長轉換
1532顏色混合
154有機發(fā)光二極管的驅動
155有機發(fā)光二極管研發(fā)現狀
第16章半導體照明驅動和控制
161LED驅動技術
1611LED的電學性能特點
1612電源驅動方案
1613驅動電路基本方案
1614LED驅動器的特性
1615LED與驅動器的匹配
162LED驅動器
1621電容降壓式LED驅動器
1622電感式LED驅動器
1623電荷泵式LED驅動器
1624LED恒流驅動器
163LED集成驅動電路
1631電荷泵驅動LED的典型電路
1632開關式DC/DC變換器驅動LED的典型電路
1633限流開關TPS2014/TPS2015
1634六路串聯(lián)白光LED驅動電路MAX8790
1635集成肖特基二極管的恒流白光LED驅動器LT3591
1636低功耗高亮度LED驅動器LM3404
1637具有診斷功能的16通道LED驅動器AS1110
1638高壓線性恒流LED驅動電路
164控制技術
1641調光
1642調色
1643調色溫
1644智能照明
第17章半導體照明應用
171半導體照明應用產品開發(fā)原則
1711要從LED的優(yōu)點出發(fā)開發(fā)應用產品
1712應用產品市場啟動的判據——照明成本
1713應用產品的技術關鍵是散熱
1714遵循功率由低到高、技術由易到難的原則
1715造型設計要創(chuàng)新
1716照明燈具通則
172LED顯示屏
1721總體發(fā)展規(guī)模
1722產品技術完善
1723新品繼續(xù)拓展
173交通信號燈
1731道路交通信號燈
1732鐵路信號燈
1733機場信號燈
1734航標燈
1735路障燈
1736航空障礙燈
174景觀照明
1741城市景觀照明的功能作用
1742光源選擇以LED為佳
1743LED景觀燈具
1744LED景觀照明典型工程
1745景觀照明走向規(guī)范化
175手機應用
176汽車用燈
177LCD顯示背光源
1771小尺寸面板背光源的技術和市場狀況
1772中小尺寸面板背光源的技術和市場狀況
1773中大尺寸面板背光源的技術和市場狀況
1774大尺寸面板背光源的技術和市場狀況
178通用照明
1781便攜式照明
1782室內照明
1783室外照明
179光源效率和照明系統(tǒng)整體效率
第18章半導體照明的光品質
181色純度
182顯色性
1821顯色指數
1822光色品質量值系統(tǒng)
1823IES TM30-15光源顯色性評價方法
1824環(huán)境對Ra值的要求
1825不同LED白光的顯色指數
183舒適度
184LED色溫
185光色均勻度——色容差
186智能化LED生物節(jié)律照明
第19章半導體照明技術、市場現狀和展望
191材料
1911襯底
1912外延
1913芯片技術
192制造和測試設備
193LED器件和組件
194照明燈具系統(tǒng)
195智能控制LED照明工程系統(tǒng)
196中國半導體照明產業(yè)現狀
197中國半導體照明產業(yè)發(fā)展趨勢
198全球半導體照明市場展望
199LED的非視覺應用進展
1991植物生長
1992藍光高亮度LED集魚燈
1993醫(yī)療
1994LED可見光通信
參考文獻