1.吉尔德实验选择的波长分别为630nm(红)、540nm(绿)、460nm(蓝)的光谱为三原。
2.显性:特殊显指数Ri为光源对某一种标准样品的显指数,其表达式为Ri=100-4.6△Ei,一般来说,Ra在80到100之间,其显效果最优;在50到80之间,其显效果一般;Ra小于50,其显效果为差。
3.直接带隙与间接带隙半导体:直接带隙半导体材料就是导带最小值(导带底)和价带最大值在k空间中同一位置。电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴(形成半满能带)只需要吸收能量。直接带隙半导体的重要性质:当价带电子往导带跃迁时,电子波矢不变,在能带图上是竖直地跃迁,这就意味着电子在跃迁过程中,动量可保持不变--满足动量守恒定律。相反,如果导带电子下落到价带(即电子与空穴复合)时,也可以保持动量不变--直接复合,即电子与空穴只要一相遇就会发生复合(不需要声子来接受或提供动量)。因此,直接带隙半导体中载流子的寿命必将很短;同时,这种直接复合可以把能量几乎全部以光的形式放出(因为没有声子参与,故也没有把能量交给晶体原子)一发光效率高(这也就是为什么发光器件多半采用直接带隙半导体来制作的根本原因)。 直接带隙半导体的例子:GaAs、InP半导体。相反,Si、Ge 是间接带隙半导体。
间接带隙半导体材料(如Si、Ge)导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置。形成半满能带不只需要吸收能量,还要改变动量。
间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置。k 不同,动量就不同,从一个状态到另一个必须改变动量。
与之相对的直接带隙半导体则是电子在跃迁至导带时不需要改变动量。
锗和硅的价带顶 Ev都位于布里渊区中心,而导带底Ec则分别位于<100>方向的简约布里渊区边界上和布里渊区中心到布里渊区边界的 0.85 倍处,即导带底与价带顶对应的波矢不同。这种半导体称为间接禁带半导体。
4.半导体发光材料条件:(1)直接带隙半导体。(2)合适的禁带宽度。(3)半导体材料可形成良好的n型和p型掺杂,具备高的n型和p型导电率。(4)用于LED等发光器件的半导体材料要求具有高的晶体质量。
(1)直接带隙半导体。直接带隙半导体中导带底的电子可直接跃迁到价带顶与空穴复合,所以跃迁概率大,发光效率高,适合用于发光材料和器件;而间接带隙导带底和价带顶的空
穴发生跃迁需要声子参与以保持动量守恒,这种跃迁是二级微扰过程,所以跃迁概率小,不适合用于发光材料和器件。
(2)合适的禁带宽度。发光材料中电子-空穴对最大概率的跃迁应于导带底到价带项的跃迁,所以LED发射的光子能量约等于有源区半导体材料的禁带宽度。LED发光波长入(nm)和半导体材料禁带宽度Eg(eV)的关系为:入=1240/Eg
5.异质结是指不同材料之间的界面(结),即禁带宽度不同的两种半导体材料结合所形成的晶体界面。含有异质结的两层以上的结构被称为异质结构。
6.发光二极管原理:正向偏压降低了势垒有效高度、减薄了耗尽区,使得n区的电子和 p区的空穴分别扩散通过 p-n 结而进入p区和 n 区形成了扩散电流。该电流增加了 p-n结耗尽区附近的过剩少子浓度,它们将与相应区域的多子“碰撞”发生复合,复合的过程应满足能量守恒定律。非辐射复合时,释放的能量消耗在晶格振动上使LED 芯片发热,辐射复合时则释放光子使 LED 芯片发光。樱桃采摘机
7.实现白光LED 的主要途径有如下三种技术:一是利用蓝光LED 激发黄荧光粉合成白光;
二是利用紫外光波长LED激发红绿黄三荧光粉合成白光;三是直接利用补LED的光(如红、绿、蓝LED)混合实现白光。一般情况下,白光的合成多在封装工艺实现,也可以利用GaN 基单芯片 LED 中的蓝光和黄光量子阱发出双光直接在芯片中合成并发射白光。
8. 热阻对温的影响:随着LED性能的提高,单颗芯片的功率逐渐增大,很多应用情况下芯片的热流密度大于100W/cm。如果散热问题解决不好,热量集中在尺寸很小的芯片内,使得芯片内部温度越来越高。芯片温度过高会带来许多问题:1使蓝光 LED 的波长发生红移,并对白光LED的坐标、温产生影响。若偏离了荧光粉的吸收峰,将导致荧光粉量子效率降低,影响出光效率;2温度对荧光粉的激发特性也有很大影响。随着温度上升,荧光粉量子效率降低,出光减少、辐射波长也会发生变化。较高的温度还会加速荧光粉的老化。3加速器件老化,缩短 LED工作寿命,甚至还会导致芯片烧毁。改进LED 的散热能力,降低LED的热阻是实现半导体照明的关键
9.3300K到5000K为中间温。3300K以下冷,5000K以上暖。
10.白光LED光源器件根据制作过程可分为前段材料生长,中段芯片制备和后段器件封装。外延生长是指在单晶衬底上生长于衬底材料具有相同或接近结晶学取向的薄层单晶的过程。
衬底是支撑外延薄膜的基底,GaAs基LED和AlGaInP基LED大都采用GaAs基底。
11.按照其化学反应机理和显影原理,可分为负性胶和正性胶两类。光照后形成不可溶物质的为负性胶;反之,对某些溶剂是不可溶的,经过光照后变成可溶物质的是正性胶。
褐煤干燥12.LED芯片结构有:正装结构,倒装结构,垂直结构三种,包括常规芯片,倒装芯片,垂直薄膜和薄膜倒装芯片等。
13.封装结构:引脚式封装,表贴式封装,食人鱼封装,功率型LED封装,COB封装(板上芯片直装)。
14.OLED一般由阳极,空穴注入层,有机发光层,电子传输层和阴极组成。
15.什么是温?什么是显系数?
(1)根据黑体的热力学温度下和其颜之间的确定关系可用黑体的温度表示光源的颜称为温,光源的温可定义为和光源有相同温(品)的黑体温度,用温表示的光源品点一定在黑体品迹线上。
声源定位
(2)显指数表示光源的显性,表示待测光源下物体颜与参照光源下的物体颜相符的程度。
滚刷16.为何LED采用恒流驱动模式?
液压滑环答:根据V(T)=V(T0)-Kr(T-T0)公式,若采用恒压源驱动LED,当结温升高后,由于开启电压减少,将会导致电流的急剧增加,很容易损伤LED。因此,采用恒流源驱动LED更为可取。
17.同质结LED发光效率低,双异质结合量子阱LED发光效率高的原因是什么?
同质结:(1)有源区过剩载流子浓度较低,致使其内量子效率很低。(2)p-n结p型层较薄,半导体表面缺陷密度远高于内部。这些缺陷导致间接复合系数增加,降低LED的内量子效率。(3)同质结两侧材料的禁带宽度一致,会发生光子再吸收现象。
双异质结:(1)有超注入高的电子/空穴注入比极高的np结电子有效势垒的综合作用下,能在较小的正向偏压作用下维持有源区过剩载流子浓度高状态,保证了内量子效率远高于同质结。(2)光子再吸收概论低于同质结(3)可无吸收传输。
量子阱LED:(1)势阱薄,内量子效率高于DH-LED(2)分立能级结构使注入效率更高,辐射光子能量更集中,光谱更纯。(3)采用MQW结构获得更大的输出光通率。
18.如何提高LED的光引出效率?
在器件结构设计中,加厚顶层及在LED衬底增加反射层可有效提升光引出效率,在封装设计中,在芯片四周涂覆曲面形的高折射率胶体。
19.(1)利用蓝光LED激发黄荧光粉。优点:技术成熟,结构简单,制作工艺易行,成本低,发光效率高。缺点:stock频移将造成能量损失,荧光粉与封装材料老化导致温漂移,光谱中缺少红光,温偏高,显指数低。 (2)利用紫外光波长LED激发红绿黄三荧光粉。优点:易获温及温空间分布一致且显指数高。缺点:光效低乎蓝光LED,stock频移造成能量损失,材料在紫光下易老化,紫光泄露。(3)补LED光混合。优点:没有使用荧光粉,排除了荧光粉非辐射复合和stocks频移造成的能量损失,荧光粉老化对光源寿命的限制。缺点:各基光LED电压,光功率,发光波长均随电流变化,目变化速率不同,需对合颜LED分别增加负反馈电路,电路设计复杂,成本高。工作温度会带来额外波长。消息推送服务