文档介绍：LED发光显示材料
一、什么是LED
二、LED 的发光原理—复合理论
三、LED材料
四、LED的优点
五、我国LED产业现状
LED (Light Emitting Diode),即发光二极管,其利用固体半导体芯片作为发光材料,两端加上正电压半导体中载流子复合,放出过剩能量,引起光子发射,产生可见光。
LED 的发展
诞生: 1964年红色发光二极管首次研发成功,次年,全球第一款商
用 LED 用锗制作成功,当时售价45美元。
指示应用阶段:20世纪80年代之前,LED主要用作指示灯,光色只有红橙
绿等几种。
一、什么是LED
一、什么是LED
信号与显示阶段:
随着 LED 亮度的提高,使其能够应用于室外运动信息公布
等显示方面的应用。
全彩应用及普通照明阶段:
随着高亮蓝色 LED 的出现,彩色显示所需的三基色全部研制成
功,同时,使合成白光成为可能。
二、LED 的发光原理—复合理论
能带理论:
能带分裂形成能带,能带表示原子中电子能量可取的范围,在用能带示意图表示电子的带间跃迁时,表示的是电子能量的变化,而非空间位置的变化。
N型半导体:
由于掺入了杂质,使禁带中产生了靠近导带底的允带,即杂质引入的多余电子能量接近于导带底代表的能量。
P型半导体:
由于掺入了杂质,使禁带中产生了靠近价带顶的允带,即杂质提供了能量接近于价带顶所代表的能量的空位。
二、LED 的发光原理—复合理论
P-N结:
无外加电场时,由于P-N结两端存在电子、空穴的浓度梯度,将使电子空穴分别扩散到P区、N区。扩散的结果是形成内建电场阻止进一步的扩散。在正向偏压下,P-N结中将通过持续电流。
复合理论:
在正向偏压下,n区电子越过内建场进入p区,遇到空穴,电子将与空穴复合,即电子将填充到空穴位置上,同时以光子形式辐射能量,产生可见光。
三、LED材料
由复合理论可知,LED的发光是由于电子能带间跃迁辐射能量而产生的。
带间跃迁复合发光频率 hv=△E △E=(ev)/ λ(μm)
可见光的光谱范围为 380nm~780nm,则对应的材料的禁带宽度应满足
<Eg<
LED材料包括二元合金、三元合金、四元合金及蓝色LED 材料。
随着材料组分的增加,材料的设计具有了更大的自由度,可根据实际需要调节禁带宽度。
三、LED材料
蓝光LED 材料的出现较晚,1994年日亚公司研发人员利用GaN材料研制
出了,世界上首只实用型蓝光LED。
蓝光LED的问世,是一项里程碑式的重大事件。至此,三基色红绿蓝LED
商用型均研制成功。实用型蓝光LED的问世,将LED应用带入了“全彩应用及
普通照明阶段”
四、LED的优点
LED是环保性最好的光源。
LED为固态冷光源,十分坚固耐用,寿命非常长。
单色性好,色彩鲜艳丰富,灯光清晰柔和。
体积小,质量轻,应用灵活,易于设计轻薄短小的灯具和产品。
响应速度快。
发光效率高,能量消耗低。
LED在直流低压下工作,尤其适合于太阳能供电。
五、我国LED产业现状
与集成电路一样,我国LED产业的起步并不晚。
20世纪70年代正式起步,80年代形成产业,90年代已具有相当规模,90年代后期高亮LED产业得到迅速发展。
LED外延片和芯片方面:
技术上与先进差距超过5年。
LED封装方面:
相对成熟,但由于国外高档芯片不供应大陆封装,限制了产品档次的提高。
专利技术方面:
专利数量排世界前五位,但发明专利少,技术含量低;与国外热点申请方
向发生了偏离。
五、我国LED产业现状