发光二极管资料课件.pptVIP

LED（Lightemittingdiode）发光二极管光源LED半导体光放大器半导体注入激光器

1、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。?B（亮度）高，室温下，全色LED大屏幕，5000－2

?1962年,GE、Monsanto、IBM的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓（GaAsP）半导体化合物，从此可见光发光二极管步入商业化发展进程。80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAsLED，它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。这一技术进步使LED能够应用于室外信息发布以及汽车高位刹车灯(CHMSL)设备。?1990年，业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术，?1993年，日本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二极管，?20世纪90年代后期，研制出通过蓝光激发YAG荧光粉产生白光的LED，但色泽不均匀，使用寿命短，价格高。随着技术的不断进步，近年来白光LED的发展相当迅速，白光LED的发光效率已经达到38lm/W，实验室研究成果可以达到70lm/W，大大超过白炽灯，向荧光灯逼近。

半导体照明的发展非常迅速。统计表明，自上世纪60年代诞生以来，每隔十年，LED成本下降十倍而发光效率提高十倍。2006年，日本日亚化学（Nichia）实现了150Lm/W的发光效率，比美国光电工业发展协会（OIDA）设定的目标提早了6年。而几年前市场憧憬2010年才能商业化的瓦级单灯，在2006年就已进入商用，目前已相当普及。

?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。在很长的一段时间内都无法提供发射蓝光的LED?第一个有历史意义的蓝光LED也出现在90年代早期（日亚公司1993宣布，中村修二博士发明），再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标准去衡量，它与俄国以前的黄光LED一样光源暗淡。?90年代中期，出现了超亮度的氮化镓（GaN)LED。当前制造蓝光LED的晶体外延材料是氮化铟镓(InGaN)。氮化铟镓LED可以产生五倍于氮化镓LED的光强。?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，利用这种技术可制造出任何可见颜色的光。?近期开发的LED不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光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，即每隔18个月它的亮度就会增加一倍，曾经暗淡的发光二极管现在真正预示着LED新时代的来临。

多晶片型，将红绿蓝三种LED封装在一起，同时使其发光而产生白光.单晶片型。是把蓝光或者紫光、紫外光的LED作为光源，在配合使用荧光粉发出白光。进一步分成两类:1、是发光源使用蓝光LED，以460nm波长的蓝光晶粒涂上一层YAG萤光物质。便可得出所需的白光（日亚专利）。2、是使用近紫外和紫外光，丰田合成(ToyodaGosei)与东芝所共同开发的白光LED，是采用紫外光LED与萤光体组合的方式。其发光效率却仍低于蓝光LED与萤光体组合的方式，至于价格与产品寿命，两者差距不大。在过去，只有蓝光LED使用GaN做为基板材料，但是现在从绿光领域到近紫外光领用的LED，也都开始使用GaN化合物做为材料了。并且伴随着白光LED应用的扩大，市场对其效能的期待也逐渐增加。从单纯的角度来看，高效率的追求一直都是被市场与业者所期待的。

400450500550600650700Wavelengthinnm

半导体发光二极管工作原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。注入式电荧光1.合适的半导体材料；2.pn结的二极管器件结构；3.正偏压下注入电子-空穴对，提供发光所需能量；4.电子-空穴复合，产生自发辐射，发射光子。

假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在近PN结面数μm以内产生。

?发光二极管中，电子-