ch2第二章半導體發(fā)光顯示器件課件

§2半導體發(fā)光顯示器件（LED）§2半導體發(fā)光顯示器件（LED）WhatisLED?Lightemittingdiodes,commonlycalledLEDs,areusedfordozensofdifferentapplicationsandarefoundinallkindsofdevices(digitalclocks,remotecontrols,lightupwatchesandtellturnedonindicator).Televisionscreen光電子技術精品課程2.1、P-N結發(fā)光原理光電子技術精品課程P-N結發(fā)光原理光電子技術精品課程2.2、LED的伏安特性開啟電壓與材料有關，對于GaAs是1.0V；GaAs1-xPx、Ga1-xAlxAs大致是1.5V；發(fā)紅光的GP是1.8V，發(fā)綠光的GaP是2.0V。反向擊穿電壓一般在-5V以上。光電子技術精品課程2.3、亮度與電流關系在低電流密度下，m=1.3~1.5；在高電流密度下，擴散電流起支配作用，m≈1。自發(fā)輻射情況下

由于存在非輻射復全以及隧道電流

光電子技術精品課程2.5、LED光源的特點

電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據產品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%適用性：很小，每個單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境穩(wěn)定性：10萬小時，光衰為初始的50%響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級，LED燈的響應時間為納秒級對環(huán)境污染：無有害金屬汞顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和帶隙，實現紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬S色，最后為綠色價格：LED的價格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只LED的價格就可以與一只白熾燈的價格相當，而通常每組信號燈需由上300～500只二極管構成。光電子技術精品課程2.6、單色光LED的種類及其發(fā)展歷史最早應用半導體P-N結發(fā)光原理制成的LED光源問世于20世紀60年代初。當時所用的材料是GaAsP，發(fā)紅光（λ=650nm），在驅動電流為20毫安時，光通量只有千分之幾個流明，相應的發(fā)光效率約0.1流明/瓦。70年代中期，引入元素In和N，使LED產生綠光（λ=555nm），黃光（λ=590nm）和橙光（λ=610nm），光效也提高到1流明/瓦。到了80年代初，出現了GaAlAs的LED光源，使得紅色LED的光效達到10流明/瓦。90年代初，發(fā)紅光、黃光的GaAlInP和發(fā)綠、藍光的GaInN兩種新材料的開發(fā)成功，使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年，前者做成的LED在紅、橙區(qū)（λ=615nm）的光效達到100流明/瓦，而后者制成的LED在綠色區(qū)域（λp=530nm）的光效可以達到50流明/瓦。光電子技術精品課程2.7、單色光LED應用最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用，產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用長壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產生2000流明的白光。經紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中，Lumileds公司采用了18個紅色LED光源，包括電路損失在內，共耗電14瓦，即可產生同樣的光效。

光電子技術精品課程360°LED環(huán)型顯示器光電子技術精品課程工作原理光電子技術精品課程光電子技術精品課程光電子技術精品課程分辨率的計算方法設每列LED個數為K，列長度為L，若有n列LED，列區(qū)間掃描等份數為m。若要形成正方形像素，必須設計L/K=2πr/nm，其中r為旋轉面半徑。例如設計一個8列LED的旋轉顯示屏，列區(qū)間等分為64份，每列有512個發(fā)光管，則可構成一個512×512=26萬像素的