ch2第二章半導(dǎo)體發(fā)光顯示器件課件

§2半導(dǎo)體發(fā)光顯示器件（LED）§2半導(dǎo)體發(fā)光顯示器件（LED）WhatisLED?Lightemittingdiodes,commonlycalledLEDs,areusedfordozensofdifferentapplicationsandarefoundinallkindsofdevices(digitalclocks,remotecontrols,lightupwatchesandtellturnedonindicator).Televisionscreen光電子技術(shù)精品課程2.1、P-N結(jié)發(fā)光原理光電子技術(shù)精品課程P-N結(jié)發(fā)光原理光電子技術(shù)精品課程2.2、LED的伏安特性開啟電壓與材料有關(guān)，對(duì)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(shù)精品課程2.3、亮度與電流關(guān)系在低電流密度下，m=1.3~1.5；在高電流密度下，擴(kuò)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(fù)全以及隧道電流

光電子技術(shù)精品課程2.5、LED光源的特點(diǎn)

電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場(chǎng)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(gè)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(shí)，光衰為初始的50%響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)對(duì)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(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)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(jià)格：LED的價(jià)格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只LED的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，而通常每組信號(hào)燈需由上300～500只二極管構(gòu)成。光電子技術(shù)精品課程2.6、單色光LED的種類及其發(fā)展歷史最早應(yīng)用半導(dǎo)體P-N結(jié)發(fā)光原理制成的LED光源問世于20世紀(jì)60年代初。當(dāng)時(shí)所用的材料是GaAsP，發(fā)紅光（λ=650nm），在驅(qū)動(dòng)電流為20毫安時(shí)，光通量只有千分之幾個(gè)流明，相應(yīng)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(chǎn)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(xiàn)了GaAlAs的LED光源，使得紅色LED的光效達(dá)到10流明/瓦。90年代初，發(fā)紅光、黃光的GaAlInP和發(fā)綠、藍(lán)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(dá)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(dá)到50流明/瓦。光電子技術(shù)精品課程2.7、單色光LED應(yīng)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(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國本來是采用長(zhǎng)壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。

光電子技術(shù)精品課程360°LED環(huán)型顯示器光電子技術(shù)精品課程工作原理光電子技術(shù)精品課程光電子技術(shù)精品課程光電子技術(shù)精品課程分辨率的計(jì)算方法設(shè)每列LED個(gè)數(shù)為K，列長(zhǎng)度為L(zhǎng)，若有n列LED，列區(qū)間掃描等份數(shù)為m。若要形成正方形像素，必須設(shè)計(jì)L/K=2πr/nm，其中r為旋轉(zhuǎn)面半徑。例如設(shè)計(jì)一個(gè)8列LED的旋轉(zhuǎn)顯示屏，列區(qū)間等分為64份，每列有512個(gè)發(fā)光管，則可構(gòu)成一個(gè)512×512=26萬像素的