半導(dǎo)體照明概論

第1章  緒論 1
1．1  光源與照明的發(fā)展歷史 2
1．2  典型電光源 3
1．2．1  白熾燈與鹵鎢燈 4
1．2．2  熒光燈、節(jié)能燈和無極燈 5
1．2．3  高壓鈉燈 6
1．2．4  半導(dǎo)體照明光源 7
1．3  照明的經(jīng)濟核算 8
1．4  照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)簡介 9
1．5  照明電器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)簡介 11
1．6  照明的生物安全 13
1．7  綠色照明 14
1．8  半導(dǎo)體照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè) 15
1．8．1  技術(shù)特點 15
1．8．2  產(chǎn)業(yè)概述 16
1．8．3  發(fā)展與創(chuàng)新 19
思考題 19
參考資料 20
第2章  光度學(xué)與色度學(xué)基礎(chǔ) 22
2．1  人眼結(jié)構(gòu)與視覺 22
2．2  光度學(xué) 23
2．2．1  視覺函數(shù) 23
2．2．2  輻射度學(xué)與基本參量 24
2．2．3  光度學(xué)與基本參量 25
2．2．4  輻射光源的光視效能與光效 27
2．3  色度學(xué) 27
2．3．1  顏色匹配函數(shù)與色度圖 27
2．3．2  色純度 33
2．3．3  白光光源色參數(shù) 34
2．3．4  顏色的混合與顯色性 36
2．4  輻射光源的光色指標(biāo) 39
思考題 41
習(xí)題 41
參考資料 42
第3章  半導(dǎo)體照明光源物理基礎(chǔ) 43
3．1  晶體學(xué)基礎(chǔ) 43
3．1．1  空間點陣 43
3．1．2  晶面指數(shù)和晶向指數(shù) 44
3．1．3  常見晶體結(jié)構(gòu)及其幾何特征 45
3．1．4  晶體的堆垛方式 46
3．2  晶體的電子結(jié)構(gòu) 47
3．2．1  晶體的結(jié)合鍵 47
3．2．2  晶體中電子的能態(tài) 48
3．2．3  晶體的結(jié)合能 51
3．3  半導(dǎo)體基礎(chǔ) 54
3．3．1  能帶與載流子的運動 54
3．3．2  本征半導(dǎo)體 55
3．3．3  摻雜半導(dǎo)體 55
3．3．4  簡并半導(dǎo)體及能帶 57
3．3．5  外加電場下半導(dǎo)體的能帶圖 58
3．4  直接帶隙與間接帶隙半導(dǎo)體 59
3．5  pn結(jié)及特性 60
3．5．1  pn結(jié)的形成 60
3．5．2  pn結(jié)的特性 61
3．5．3  載流子的復(fù)合 65
3．6  半導(dǎo)體發(fā)光材料條件 70
3．7  異質(zhì)結(jié)及特性 73
3．7．1  異質(zhì)結(jié)概念 73
3．7．2  異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料特性 74
3．8  量子阱及特性 76
思考題 78
習(xí)題 79
參考資料 79
第4章  發(fā)光二極管 81
4．1  發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)及原理 81
4．1．1  發(fā)光二極管芯片基本結(jié)構(gòu) 81
4．1．2  光子與電子的相互作用 82
4．1．3  發(fā)光二極管原理 84
4．2  雙異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管 86
4．3  量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管 88
4．4  發(fā)光二極管特性 89
4．4．1  電性能 89
4．4．2  光性能 92
4．4．3  熱性能 98
4．5  白光發(fā)光二極管 102
4．5．1  熒光粉轉(zhuǎn)換白光發(fā)光二極管 103
4．5．2  多芯片封裝白光發(fā)光二極管 105
4．5．3  單片集成白光發(fā)光二極管 106
4．6  照明用白光發(fā)光二極管的特征參數(shù)與要求 108
4．6．1  光通量 108
4．6．2  發(fā)光效率 109
4．6．3  顯色指數(shù) 110
4．6．4  色溫 111
4．6．5  穩(wěn)定性 112
4．6．6  熱阻對色溫的影響 112
4．6．7  抗靜電特性 115
4．6．8  典型產(chǎn)品 117
思考題 118
習(xí)題 118
參考資料 119
第5章  半導(dǎo)體照明光源材料與器件 121
5．1  半導(dǎo)體發(fā)光材料體系 123
5．1．1  化合物半導(dǎo)體 123
5．1．2  發(fā)光二極管典型材料 124
5．2  外延技術(shù) 129
5．2．1  晶體結(jié)構(gòu)與外延 129
5．2．2  典型外延技術(shù) 131
5．2．3  GaN基外延材料的MOCVD生長 138
5．2．4  外延材料的測試分析 141
5．3  芯片技術(shù) 144
5．3．1  芯片工藝流程 144
5．3．2  芯片結(jié)構(gòu)與實現(xiàn) 148
5．4  光萃取技術(shù) 151
5．4．1  基本原理 151
5．4．2  芯片設(shè)計與光提取 151
5．5  熒光材料 159
5．5．1  發(fā)光與發(fā)光材料 159
5．5．2  照明燈用發(fā)光材料 164
5．5．3  白光LED用發(fā)光材料 165
5．6  LED封裝材料與技術(shù) 181
5．6．1  封裝材料 182
5．6．2  封裝工藝 184
5．6．3  典型封裝結(jié)構(gòu) 187
5．6．4  熱管理 192
思考題 195
參考資料 196
第6章  半導(dǎo)體照明燈具、評價與設(shè)計技術(shù) 201
6．1  半導(dǎo)體照明燈具 201
6．1．1  基本構(gòu)成 201
6．1．2  典型燈具及應(yīng)用 202
6．2  半導(dǎo)體照明燈具評價 205
6．2．1  燈具配光曲線 206
6．2．2  光束角 206
6．2．3  光通量 207
6．2．4  色溫 207
6．2．5  顯色指數(shù) 207
6．2．6  燈具遮光角 208
6．2．7  燈具發(fā)光效率 208
6．2．8  燈具利用系數(shù) 208
6．3  半導(dǎo)體照明燈具設(shè)計 208
6．3．1  光學(xué)設(shè)計 208
6．3．2  驅(qū)動電路設(shè)計 216
6．3．3  可靠性設(shè)計 230
6．4  照明中的控制技術(shù) 252
6．4．1  智能燈具的應(yīng)用現(xiàn)狀 252
6．4．2  智能照明中的傳感器技術(shù) 253
6．4．3  智能照明中的MCU 254
6．4．4  智能照明中的通信網(wǎng)絡(luò) 258
6．5  半導(dǎo)體照明標(biāo)準(zhǔn) 264
6．5．1  我國半導(dǎo)體照明產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)體系 264
6．5．2  國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化組織 266
6．5．3  主要標(biāo)準(zhǔn)概述 268
思考題 272
習(xí)題 272
參考資料 273
第7章  有機發(fā)光二極管 276
7．1  有機半導(dǎo)體發(fā)光機理 276
7．2  OLED的電氣性質(zhì) 278
7．2．1  載荷子注入模型 278
7．2．2  載荷子輸運模型 278
7．3  OLED材料 279
7．4  OLED的器件結(jié)構(gòu) 282
7．4．1  OLED的一般結(jié)構(gòu) 282
7．4．2  OLED照明專用結(jié)構(gòu) 283
7．5  OLED的制備工藝 285
7．6  OLED的封裝 288
7．7  OLED的應(yīng)用 290
7．7．1  OLED的顯示應(yīng)用 290
7．7．2  OLED的照明應(yīng)用 292
思考題 293
第8章  半導(dǎo)體照明展望 294
8．1  概述 294
8．2  技術(shù)發(fā)展 295
8．2．1  LED材料、器件與封裝 296
8．2．2  可見光通信技術(shù) 297
8．2．3  非視覺照明應(yīng)用技術(shù) 298
8．3  市場分析 298
8．3．1  總體市場前景趨勢 299
8．3．2  分類市場規(guī)模分析 300
參考資料 305
附錄A  中外文對照關(guān)鍵詞索引 307