半导体照明PDF电子书下载

一、基础知识篇 1

1．光的本质是什么，物体发光有哪几种方式？ 1

2．何谓电致发光？半导体发光为何属冷光？ 2

3．照明光源的发展经历了哪几个阶段？ 3

4．LED的工作原理与基本结构是什么？ 4

5．LED光源有哪些优势？ 6

6．在主要性能方面，目前白光LED与传统光源相比有哪些优缺点？ 7

7．什么是色温？什么是显色指数？ 8

8．通用照明对白光LED的光电性能有哪些基本要求？ 10

9．什么是人眼对光的视觉敏感曲线？ 10

10．人眼对光的视觉敏感曲线对我们了解LED照明有什么作用？ 11

11．LED的发展经历了哪几个阶段？ 12

12．何谓LED的伏安特性？LED的电功率是如何计算的？ 13

13．LED的基本特性是什么？ 16

14．何谓LED的电—光转换？如何表述光电转换效率？ 17

15．LED单色光（红、黄、蓝、绿等）的光谱与白光的光谱有什么区别？ 18

16．在通用照明领域，LED取代传统光源从目前来看还需克服哪些障碍？ 19

17．LED取代传统光源还有哪些需要攻克的课题，当前国际上LED发展的趋势如何？ 20

18．何谓绿色照明光源？它有哪些特点？ 22

19．为什么说21世纪照明产业将迎来自爱迪生发明白炽灯以来的又一次产业革命？ 23

20．哪些产业是LED产业链的构成部分？ 24

21．LED上游产业是指哪些产业？ 25

22．LED中游产业是指哪些产业？ 26

23．LED下游产业是指哪些产业？ 27

24．LED产业的发展，可以带动哪些相关产业的产品升级换代和技术创新？ 29

25．用半导体光源取代传统光源对我国这样一个照明光源生产与出口大国的重要意义何在？ 31

26．当前我国LED产品与国际先进水平相比，主要差距在哪里？ 32

27．我国发展半导体照明产业的优势何在？政府主管部门出台了哪些推进这一产业发展的重要举措？ 33

二、外延芯片篇 35

28．LED的发光有源层——PN结是如何制成的？哪些是常用来制造LED的半导体材料？ 35

29．什么是LED的内量子效率？不同的发光波长，假定内量子效率达100％，其电—光效率有何不同？ 36

30．LED PN结有源层发出的光子能否100％逸出到空气中？ 37

31．有哪些生长LED有源层的外延方法？它们各自有什么特点？ 39

32．哪些材料可以用做生长外延层的衬底材料？它们各自有哪些优缺点？ 39

33．当前，生产超高亮LED的外延方法主要有几种？什么是MOCVD？ 40

34．当前，用做半导体照明光源的高效LED的外延层结构有何创新和发展？它们的结构如何？ 41

35．当前的GaAs、GaP、GaAlAs、GaInAlP以及InGaN等均是无机半导体材料，除此之外，还有哪些无机材料可以制造发光二极管？目前研发的进展如何？ 43

36．简述有机半导体发光二极管发展历程，0LED等能否进入照明领域？ 44

37．国内LED外延产业的状况与发展趋势如何？ 45

38．LED芯片的制造流程是怎样的？ 46

39．LED芯片制造工序中，哪些工序对其光电性能有较重要的影响？ 48

40．芯片制造过程中通过哪些工艺技术措施可以提高芯片发光强度与出光效率？ 49

41．LED芯片为什么要分成诸如8mil，9mil…13～22mil，40mil等不同的尺寸？尺寸大小对LED光电特性有哪些影响？ 51

42．LED大功率芯片一般指多大面积的芯片？为什么？大功率芯片的版图设计有哪些特殊考虑？ 51

43．制造GaN外延材料的芯片工艺和加工设备与GaP、GaAs、InGaAlP相比有哪些不同的要求？为什么？ 53

44．什么是“激光剥离技术”？它在LED芯片制造中起什么作用？它主要用在哪类芯片制造中？ 53

45．“透明电极”芯片的结构与它的特点是什么？ 53

46．什么是“倒装芯片（Flip-Chip）”？它的结构如何？它有哪些优点？ 54

47．用于半导体照明的芯片技术的发展主流是什么？ 55

三、封装篇 56

48．提高LED芯片光子逸出率的途径有哪些？为什么说通过封装设计和封装材料改进可以提高LED光子逸出效率？ 56

49．简述提高LED芯片电—光转换效率的重要意义。 58

50．衡量LED器件电—光转换优劣的参数主要有哪些？ 59

51．LED芯片封装成发光二极管一般可以分成哪几种形式？它们在结构上各有什么不同？ 60

52．何谓功率型LED？请介绍一下它的发展概况。 61

53．LED芯片封装成器件一般的制造流程是什么？ 63

54．为什么要将芯片进行封装？封装后的器件比裸芯在性能上有什么不同？ 63

55．大面积功率LED芯片与常规小功率芯片相比对封装材料与工艺有什么特殊要求？ 64

56．何谓“一次光学设计”？LED封装中有哪几种出光透镜？它们有何特点？ 65

57．大功率LED的封装形式目前常见的有哪几种？它们有哪些异同？ 66

58．对于LED封装的环境条件要求是什么？有人说：车间的洁净度、防静电措施等对LED封装无所谓，这种说法对吗？ 68

59．我国似乎正在成为LED封装产业的庞大基地之一，如此迅速发展会不会带来负面效应？ 68

60．目前国内不少封装企业普遍存在的不足是什么？进一步发展中，应当注意哪些方面的问题？ 69

61．芯片固晶工艺中的“合金固晶”工艺是什么？ 69

62．当前国内LED企业对产品可靠性工作还有哪些可以改进和提高的方面？ 71

65．白光LED当前具有代表性的产品的水平如何？ 72

63．白光LED是通过哪些方法来实现的？ 72

64．当前，制造白光LED的主流方法是什么？ 72

四、应用篇 74

66．单个LED的流明效率与用LED作光源构成的灯具的流明效率有什么异同？ 74

67．为什么一只蓝光LED在涂上特殊的荧光粉构成白光LED后，其辐射光通量会比蓝光高出几倍甚至十几倍？ 75

68．照度的定义是什么？知道某个LED的辐射光通量，能否求出它的照度？ 76

69．当用发光角为60°的LED作数码相机闪光灯的白光光源时，要求在照射距离0.5m的照射面上照度为101x，试问这个LED的光通量应为多少？ 77

70．请问LED的光通量Ф与发光强度即光强是否能相互转换？ 78

71．LED的发光强度Iv与照度E之间如何进行换算？ 78

72．为什么说用积分球来测量LED的光通量时，可以认为：在积分球内表面任一点位置上得到的由另一部分反射出的照度，不受点的位置的影响？ 79

73．为什么LED PN结上温度升高会引起它的光电参数退化？ 80

74．LED的哪些参数与PN结温度相关？它们是何种关系？ 81

75．衡量LED长期使用性能退化的主要指标是什么？ 83

76．什么是LED的结温，它是如何产生的？ 84

77．简述结温对LED光输出的影响。 86

78．LED的正向电压与结温之间存在什么关系？ 87

79．当结温上升时，LED的发光波长与颜色如何变化？ 88

80．简述什么是热阻？它的定义和单位是什么？ 90

81．LED PN结上最高结温的含义是什么？ 91

82．试述LED器件的热阻模型，它由哪些部分构成？各有什么特点？ 92

83．为什么说提高光效可降低结温？提高LED光效的主要途径哪些？ 94

84．试述热阻在功率LED光源应用中的作用。 95

85．如何减小LED的热阻值？ 97

86．请简单介绍一下目前常用的热阻测试方法。 98

87．芯片局部过热的原因是什么，对LED的可靠使用有何隐患，如何测量芯片表面的温度分布？ 100

88．请介绍一下LED的光电参数中哪些参数与电流IF相关？ 101

89．LED工作时，较好的驱动方法是什么？ 102

90．有哪些常用的恒流驱动LED的方法？请作简单介绍。 104

91．能否推荐一些专用于LED的IC驱动芯片？ 108

92．如何实现LED的调光、调色？请举一简单例子说明。 110

93．LED的“寿命”是什么样一种概念？什么是“浴盆”曲线？ 112

94．LED失效的判断标准是什么？什么是失效率？ 114

95．平均无故障时间的含义是什么？可靠度又如何理解？ 115

96．LED器件的失效模型如何建立？ 116

97．是否可以通过试验来剔除早期失效的LED？ 117

98．什么是静电破坏？哪些类型的LED容易受静电破坏导致失效？ 118

99．LED与LED应用部件或系统的可靠性是否一样？应当如何正确理解？ 119

100．从哪些方面着手改进，可以提高LED在应用中的可靠性，降低失效率？ 120

102．LED要进入照明领域还存在哪些问题，还要做哪些工作？ 122

101．为什么用太阳能电池与白光LED组合的照明系统被称为是“真正的绿色照明”系统？ 122

附录：LED相关专利100例 124

（一）国外专利摘要 124

1．用于照明的基于发光二极管阵列的点阵结构 124

2．包括发光二极管和荧光发光二极管的混合白光源 125

3．采用特定网格关系的发光二极管阵列 125

4．基于三维网格结构的照明发光二极管阵列 127

5．用于信号设备的发光二极管组件 128

6．可表面装配的发光二极管光源和制造发光二极管光源的方法 128

7．具有改良电流分散结构的可扩展发光二极管 129

8．发光二极管的散热结构 130

9．片式发光二极管及其制造方法 131

11．以发光二极管的发光为基础的发光设备 132

10．自备散热器的发光二极管 132

12．发光二极管驱动电路和用它的光传输模块 134

13．GaN基Ⅲ—Ⅴ族氮化物发光二极管及其制造方法 134

14．发光二极管电源 135

15．白色发光二极管的制造方法 136

16．发光二极管灯串的优选实施例 137

17．发光二极管、照明装置以及制造这种发光二极管的方法 138

18．发光二极管光源 139

19．发光二极管电源 140

20．用于发白光二极管的磷光体和发白光二极管 141

21．发光二极管及半导体激光 141

22．带反射器和发光二极管的光源 142

23．具有多色发光二极管阵列的光源 143

24．发光二极管驱动电路 144

25．GaInN半导电层及其制备方法，包括该层的发光二极管和包括该发光二极管的发光器件 145

26．在GaN基板上的发光二极管芯片和用GaN基板上的发光二极管芯片制造发光二极管元件的方法 146

27．发光二极管芯片及其制造方法 147

28．具有基于氮化镓的辐射外延层序列的发光二极管芯片及其制造方法 148

29．尤其与发光二极管组合使用的被动辐射光模 149

30．具有至少一只发光二极管作为光源的照明单元 150

31．带有多个发光二极管芯片的元件 151

32．用于表面安装型发光二极管的引线框及其制造方法 152

33．发光二极管器件 153

34．发光二极管器件 153

35．发光二极管装置 154

37．一种旋转发光二极管全色显示设备 155

36．垂直结构InGaN发光二极管 155

38．发光二极管、光学半导体元件及适用的环氧树脂组合物及其制造方法 157

39．基于红绿蓝的发光二极管发光体系统 157

40．包括多个发光二极管的显示装置 159

41．发光二极管阵列 160

42．发光二极管的运行设备 161

43．用于发光二极管的基片 161

44．发光二极管 162

45．全色发光二极管（LED）显示系统 163

46．带有耦合输出结构的发光二极管 164

47．具有改进发光效率的有机发光二极管器件 165

48．大功率半导体激光二极管 165

49．半导体激光二极管及其制造方法 166

1．透明电极基板及其制造方法和有机发光二极管 167

50．第3～5族化合物半导体和发光二极管 167

（二）国内专利摘要 167

2．发光二极管的封装 168

3．一种高亮度粉红色发光二极管的制备方法 169

4．具有对边电极的发光二极管元件及其制造方法 170

5．半导体发光器件双异质结构及发光二极管 171

6．具有分散电流与提高发光面积利用率的发光二极管 171

7．在蓝宝石衬底上形成半导体发光二极管管芯的方法 172

8．发光二极管及其制造方法 173

9．叠置晶片全彩色发光二极管的封装结构及方法 174

10．发光二极管及其制造方法 175

11．发光二极管芯片的多芯片封装结构 176

13．具有微小透镜的表面黏着型发光二极管 177

12．中空LED发光二极管 177

14．发光二极管灯具 178

15．发光二极管照明光源装置 179

16．发光二极管字形、图形灯 180

17．白色发光二极管的制造方法 180

18．一种高功率的发光二极管封装方法 181

19．发光二极管面光源的改良方法 182

20．发光二极管 182

21．一种二极管结构及其静电放电防护电路 183

22．发光二极管的结构及其制造方法 184

23．液冷式发光二极管及其封装方法 185

24．Ⅲ族氮化物发光二极管及其制造方法 185

25．使用发光二极管的水管灯制造方法 186

26．紫红光发光二极管 187

27．提高发光二极管亮度的封装方法 187

28．发光二极管光源控制方法 188

29．一种白光发光二极管的制造方法 189

30．一种发光二极管装饰灯泡及其制造方法 190

31．发光二极管外延片电致发光无损检测方法 191

32．三波长白光发光二极管的制造方法 192

33．紫光发光二极管激发的三基色荧光粉和合成方法 193

34．大功率照明发光二极管 194

35．集合二极管新型光源 194

36．ZnO基同质结发光二极管 195

38．GaN基发光二极管用的荧光粉及其制备方法 196

37．ZnO基发光二极管 196

39．发光二极管支架 197

40．发光二极管封装结构 198

41．高亮度白光的二极管白光光源 198

42．大功率发光二极管灯 199

43．发光二极管的改良 200

44．连结式表面粘着型发光二极管 201

45．大功率发光二极管 202

46．发光二极管晶片的串联结构 202

47．功率型发光二极管 203

48．高效率大功率发光二极管 204

49．功率型发光二极管框架 205

50．一种GaN基多量子阱蓝光发光二极管 206