LED-半导体发光显示器件ppt课件.ppt

《LED-半导体发光显示器件ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章半导体发光显示器件（LED）发光二级管（LED）显示半导体LED的发光原理LED的特性与发光效率LED制造中的主要工艺技术LED的工艺流程LED的应用及行业分析白色LED照明灯地砖灯手电筒可弯曲橡胶材质上的LED显示方案，其宣称是业界第一个结合高分辨率、全彩影像并具备缩放功能的可弯曲LED显示产品。§1概述（1）什么是LED？发光二级管是一种电光转化器件，具有p-n结结构。在p-n结加正向电压，产生少子注入，少子在传输过程中不断扩散，不断复合而发光。（2）LED的发光特点：LED的发光颜色，与白炽灯等发出的白色光等不同，而是近于单色光，

2、换句话说，其发光的光谱是很窄的。通过选择半导体材料，目前生产的发光二极管可以发射红外、红、橙、黄、绿、蓝等范围相当宽的各种各样的颜色。电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境稳定性：10万小时，光衰为初始的50%响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级.发光二极管(LED)LED的萌芽期L

3、ED的注人型发光现象是1907年H.J.Round在碳化硅晶体中发现的。1923年O.W.Lossew在S的点接触部位观测到发光，从而使注人型发光现象得到进一步确认。1952年J.R.Haynes等在锗，硅的P－N结，以及1955年G.A.Wolff在GaP中相继观测到发光现象。发光二极管(LED)的发展历史20世纪60年代可以说是基础技术的确立时期。从1962年Pankove观察到GaAs中P－N结的发光开始，相继发表关于GaAs，GaP，GaAsP，ZnSe等单晶生成技术、注人发光现象的大量论文，1968年GaAsP红色LED灯投人市场，

4、1969年R.H.Saul等人发表GaP红色LED的外部发光效率达7.2％，从此实用化的研究开发加速展开在70～80年代，由于基板单晶生长技术、P－N结形成技术、元件制造、组装自动化等技术的迅速进步。近年来，采用高辉度红色、绿色LED的平面显示元件已广泛用于各种信息显示板。对于最难实现的蓝色LED，采用了SiC，数年前也达到了实用化，已有显示灯产品供应市场发光二极管(LED)的发展历史§2半导体发光原理（LED）有关p-n结的基本知识（1）本征半导体：没有杂质和缺陷的半导体。（导带中电子浓度n0与价带中空穴浓度p0相等）（3）p型半导体：掺入

5、比基体材料低一价的杂质，形成施主能级（电子浓度远小于空穴浓度）。（2）n型半导体：掺入比基体材料高一价的杂质，形成施主能级（电子浓度远大于空穴浓度）。（4）p-n结：p型半导体与n型半导体相接触形成的结构。P-N结发光原理由于少数载流子在电场作用下能量增加，这些载流子在同质结或异质结区的注入与复合而产生的发光叫做结型电致发光（又称注入式电致发光）。概据这种发光现象制成的发光器件称为结型电致发光显示器件。LED是注入式电致发光显示器件的典型。当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要从浓度高的地方

6、向浓度低的地方扩散。扩散到对方的载流子在P区和N区的交界处附近被相互中和掉，使P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这样在两种半导体交界处逐渐形成由正、负离子组成的空间电荷区（耗尽层）。由于P区一侧带负电，N区一侧带正电，所以出现了方向由N区指向P区的内电场外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。注入的少数载流子（少子）与多数载流子（多子）复合时，便

7、将多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加正向电压时的导电情况外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场的作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。LED的伏安特性开启电压与材料有关，对于GaAs是1.0V；GaAs1-xPx、Ga1-xAlxAs大致是1.5V；发红光的GP是1.8V，发绿光的GaP是2.0V。反向击穿电压一般在-5V以上。电压小于开启点无电流LED的发光效率复合

8、理论导带中的电子与价带中的空穴相复合时，一定要释放出多余的能量。放出能量的方式有两大类:（1）发射光子，成为辐射复合；（2）不发射光子，称为非辐射复合。最后转变为热