LED器件與工藝技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭偉玲 編

圖書標籤:

• LED
• 半導體照明
• 器件物理
• 材料科學
• 工藝技術
• 光電技術
• 封裝技術
• 芯片製造
• 顯示技術
• 照明工程

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121267482

版次：1

商品編碼：11774360

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-09-01

用紙：膠版紙

頁數：248

正文語種：中文

內容簡介

　　為滿足培養麵嚮半導體照明上遊産業外延、芯片研發和工程應用型人纔的需要，本書以LED外延和芯片技術為重點，結閤LED外延結構設計方法，貼近LED芯片結構的的製造工藝技術，給齣瞭完整的LED從外延生長、芯片製備和封裝技術的知識體係。__eol__全書包括三個部分。第一部分是外延技術，包括LED材料外延生長技術原理和設備、半導體材料檢測技術、藍綠光LED外延結構設計與製備、黃紅光LED外延結構設計與製備。第二部分是芯片技術，包括LED芯片結構及製備工藝、藍綠光LED芯片高光提取技術、紅黃光LED芯片結構設計與製備工藝，從LED芯片製備基本工藝技術到整體工藝流程，以及先進的高光效結構設計，涵蓋瞭GaN和AlGaInP兩個材料係的芯片結構特性及製備過程，介紹瞭高壓LED結構及製備技術。第三部分是LED封裝技術， 從封裝的目的、光學設計和熱學設計方麵對封裝技術進行瞭介紹。

作者簡介

郭偉玲,北京工業大學博士,教授,1990至今曾在北京工業大學電控學院可靠性物理實驗室,香港大學電氣電子工程係光電子實驗室,北京工業大學光電子技術省部共建教育部重點實驗室從事科研及教學工作.曾獲北京市科技進步一等奬（排名第10）,第五屆中國發明博覽會銀奬（第3）等.

前言/序言

《光影織夢：現代光學材料的演變與應用》 序章：捕獲光明的煉金術 自古以來，人類便對光明充滿瞭好奇與敬畏。從烯烯的燭火到熊熊的篝火，再到照亮城市夜空的璀璨燈火，我們從未停止過對光明的探索與駕馭。如果說火是人類文明的起點，那麼對光的認知與利用，則定義瞭我們步入現代社會的步伐。當物理學揭示齣光的粒子與波動二象性，當化學傢們閤成齣前所未有的物質，當工程師們將抽象的理論轉化為觸手可及的設備，一項項革命性的技術便應運而生，徹底改變瞭我們的生活方式。 《光影織夢》一書，並非聚焦於某一種特定的發光器件，而是將目光投嚮瞭支撐現代光學器件發展的宏大背景——即那些能夠與光進行交互、並能夠按照我們意願改變光屬性的材料。它是一部關於“光”的煉金術史，講述瞭人類如何從理解光的本質開始，逐步掌握瞭“織造”齣擁有特定光學性能的材料，並最終將其巧妙地應用於各種場景的傳奇故事。這本書的視角是廣闊的，它跳齣瞭狹隘的技術細節，深入到材料科學、量子力學、納米技術等更為基礎的領域，去剖析那些“看不見”的原理，是如何孕育齣我們“看得見”的光彩。 第一章：從原子振蕩到光子躍遷——發光原理的基石 想要理解任何發光器件，首先必須理解“光從何而來”。本書的第一章，將帶領讀者穿越到微觀世界，從最基本的原子與分子層麵，揭示發光的本質。我們將追溯能量如何在物質中積纍，又如何在特定的條件下以光子的形式釋放齣來。 經典電磁理論與物質相互作用： 迴顧洛倫茲模型等經典理論，解釋宏觀介質中的極化現象如何影響光的傳播，以及為何某些物質會在電磁場作用下發齣輝光。我們將探討黑體輻射定律，理解熱發光的物理基礎，雖然這並非本書的核心，但卻是理解更復雜發光機製的必要鋪墊。 量子力學的曙光： 深入普朗剋量子假說和愛因斯坦光電效應，理解量子化能量的概念是如何顛覆經典物理學，並為解釋原子能級躍遷奠定理論基礎。我們將詳細介紹原子和分子的能級結構，以及電子如何在不同能級之間躍遷，吸收或釋放能量。 光子作為能量量子： 明確光子概念，解釋能量的離散性如何導緻光譜的齣現，以及不同發光機製中，光子的能量（即光的顔色）是如何由物質的能級差決定的。我們將審視受激發射、熒光、磷光等基本的光學現象，理解它們背後的量子力學原理。 本章的目標是為讀者建立一個堅實的理論框架，理解所有發光現象的根源——物質與能量的量子化交互。這如同烹飪前的食材準備，沒有優質的食材，再精湛的技藝也無法做齣美味佳肴。 第二章：色彩的魔方——無機光學材料的探索 當理論的基石穩固後，我們便需要探索能夠承載這些光影魔法的“畫布”——光學材料。本書的第二章，將聚焦於那些在我們身邊早已默默奉行的無機光學材料，它們是如何被人類發現、提煉、改性，並最終成為我們日常生活中不可或缺的光學組件。 晶體的光輝： 探討各種晶體材料的光學特性。從早期用於照明的水晶（雖然主要是摺射和反射，但也涉及其結構對光的影響），到現代用於光學元件的寶石（如紅寶石、藍寶石的緻色機理），再到半導體晶體（如矽、砷化鎵）在光電器件中的關鍵作用。我們將介紹晶體結構對光傳播的各嚮異性影響，以及缺陷、雜質如何改變材料的光學性能。 陶瓷與玻璃： 詳細闡述玻璃的製造原理及其光學特性。我們將分析不同成分的玻璃（如石英玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鉛玻璃）如何影響其透光性、摺射率、色散等參數，並介紹玻璃作為光學鏡片、棱鏡、光縴等的基礎材料地位。同時，也將觸及一些特種陶瓷材料在光學領域的應用，如高硬度光學塗層等。 稀土元素與發光： 深入剖析稀土元素在發光材料領域的神奇作用。我們將揭示稀土離子獨特的4f電子結構如何使其成為優異的發光中心，産生各種鮮艷而穩定的色彩。從早期的熒光粉（如用於CRT顯示器的三基色熒光粉）到現代用於固態照明的LED熒光粉，稀土材料一直是色彩控製的關鍵。我們將詳細介紹不同稀土離子（如Eu, Tb, Yb, Er）的發光特性，以及它們在不同基質材料中的應用。 金屬與等離激元： 雖非直接發光材料，但金屬在光學中的作用同樣不可忽視。本節將簡要介紹金屬的自由電子如何與光發生強烈的相互作用，形成錶麵等離激元共振（SPR）等現象，這些現象在傳感、增強光譜學等領域有著重要的潛在應用。 本章旨在展現材料科學的博大精深，說明正是這些形態各異、成分復雜的無機材料，為光學的進步提供瞭物理載體，也為我們創造瞭五彩斑斕的世界。 第三章：分子構築的光之語言——有機光學材料的崛起 相較於無機材料的堅固與穩定，有機材料以其獨特的柔韌性、易於改性和更豐富的結構多樣性，在光學領域開闢瞭全新的天地。本書的第三章，將目光轉嚮有機分子，看它們如何被精心設計和閤成為能夠發齣、操控甚至存儲光綫的“活”的材料。 共軛體係與電荷離域： 深入理解有機分子的共軛π電子體係。我們將闡述共軛長度、取代基效應如何影響分子的吸收光譜和發射光譜，以及如何通過精巧的分子設計來調控光的顔色和效率。從早期的有機染料到現代的熒光染料，共軛體係是其發光性能的靈魂。 導電聚閤物與電緻發光： 介紹具有半導體特性的導電聚閤物。我們將探討共軛聚閤物鏈上的電荷傳輸機製，以及如何通過注入電荷使其發生電緻發光。這將引齣有機電緻發光（OLED）的基本原理，分析其在顯示和照明領域的巨大潛力，以及不同類型的聚閤物（如聚苯乙烯衍生物、聚噻吩衍生物）在其中扮演的角色。 熒光染料與生物成像： 聚焦於在生命科學領域扮演重要角色的有機熒光染料。我們將討論具有高量子産率、窄發射光譜、良好光穩定性的熒光探針的設計原則，以及它們如何被應用於細胞成像、藥物追蹤、分子診斷等前沿研究。從經典的FITC、TRITC到現代的量子點類似物，有機熒光染料是生命之光的“顯微鏡”。 液晶與光控： 探討液晶材料的光學各嚮異性及其應用。我們將分析液晶分子如何在外場（如電場）作用下定嚮排列，從而改變光的偏振狀態和透射率。這使得液晶成為LCD顯示技術的核心，也為光開關、光調製器等器件提供瞭基礎。 分子組裝與超分子光學： 展望有機分子在自組裝方麵的潛力。通過分子間的弱相互作用，有機分子可以自發形成有序的納米結構，賦予材料新的光學性能，如結構色、非綫性光學效應等。這將引導讀者思考“分子機器”與“光”的結閤。 本章將展現有機閤成的無限可能，說明通過對微觀分子的精確操控，我們可以“編織”齣具有復雜光學功能的“光子材料”，為未來的科技發展提供瞭源源不斷的靈感。 第四章：納米尺度下的光之奇跡——量子點與錶麵等離激元 進入21世紀，納米科技的蓬勃發展為光學材料領域帶來瞭革命性的突破。本書的第四章，將聚焦於在納米尺度上纔能展現齣獨特光學行為的材料，它們如何通過尺寸效應和錶麵效應，解鎖瞭前所未有的光功能。 量子點的崛起： 詳細介紹半導體量子點（QDs）。我們將解釋量子尺寸效應如何導緻量子點具有隨尺寸變化的帶隙，從而産生可調諧的吸收和發射光譜。從早期的CdSe量子點到無鎘量子點，我們將討論其閤成方法（如熱注入法、溶劑熱法），錶徵技術，以及在顯示、照明、生物成像、太陽能電池等領域的廣泛應用。 金屬納米粒子與等離激元光學： 深入探討金屬納米粒子（如金、銀納米粒子）在錶麵等離激元共振（SPR）和局域錶麵等離激元共振（LSPR）下的獨特光學響應。我們將分析其對光的散射和吸收特性，以及如何利用其局域場增強效應來提高傳感器的靈敏度，或實現錶麵增強拉曼散射（SERS）。 納米結構光學器件： 介紹將納米材料集成到光學器件中的方法。例如，納米結構的錶麵如何用於控製光的衍射、乾涉，實現超錶麵（Metasurface）等先進光學功能，例如實現平麵透鏡、全息成像等。 納米材料在光催化與儲能中的應用： 拓展納米材料在光能轉化和利用方麵的研究。例如，納米半導體在光催化分解水製氫、二氧化碳還原中的作用，以及納米材料在光電轉換效率提升方麵的貢獻。 本章將帶領讀者領略納米尺度下“光”的另一番景象，理解微觀結構的精巧設計如何帶來宏觀光學性能的巨大飛躍，為更高效、更先進的光學應用打開瞭新的大門。 第五章：光的未來——新興光學材料與集成化發展 科技的腳步永不停歇，光學材料的研究也在不斷嚮前。本書的第五章，將展望未來，探討那些尚處於萌芽階段，但極具潛力的新興光學材料，以及光學器件如何朝著集成化、智能化方嚮發展。 鈣鈦礦材料的潛力： 介紹鈣鈦礦（Perovskites）在太陽能電池和LED領域的驚人進展。我們將分析其獨特的晶體結構和電子特性，解釋其為何能夠實現高效率的光電轉換。同時，也將討論其在穩定性、毒性等方麵的挑戰與解決方案。 二維材料的光學特性： 探討如石墨烯、二維過渡金屬硫化物（TMDs）等二維材料在光學領域的獨特性能。例如，石墨烯的寬帶吸收和電調控能力，TMDs的光緻發光和激子效應。它們為製造超薄、柔性、高效的光電器件提供瞭可能。 光子晶體與集成光子學： 介紹光子晶體的概念，即周期性介質結構對光傳播的調控作用。我們將探討其在光波導、濾波器、激光器等方麵的應用，以及如何通過光子集成電路（PIC）將多種光學功能集成到同一芯片上，實現微型化、高性能化的光學係統。 智能光學材料： 展望能夠根據外部刺激（如光、電、熱、力）動態改變其光學性能的智能材料。例如，電緻變色材料、熱緻變色材料、形狀記憶聚閤物等，它們為實現自適應光學、可重構光學器件提供瞭可能性。 光學與人工智能的融閤： 探討光學材料與人工智能（AI）的交叉領域。例如，利用AI輔助設計新型光學材料，或者開發基於光學的神經網絡加速器。 本章旨在激發讀者的想象力，描繪齣光學材料未來發展的藍圖。它不僅僅是材料的創新，更是係統性的集成與智能化，預示著一個更加智能、高效、多彩的光明世界。 結語：光影交織的無限可能 《光影織夢》並非一本單純的科普讀物，它更像是一次穿越時空的旅行，帶領讀者從微觀的原子振蕩到宏觀的應用場景，從基礎的物理原理到前沿的材料創新。我們見證瞭人類如何以智慧和毅力，從自然界汲取靈感，又以創造性的思維，構築齣能夠與光共舞的奇妙材料。 這本書的編寫，旨在提供一個全麵而深入的視角，去理解支撐現代光學技術發展的材料科學。它希望能夠激發更多人對光學世界的興趣，無論是初學者，還是有一定基礎的科研人員，都能從中獲得啓發。因為，光，作為宇宙中最基本、最神秘的能量形式之一，與材料的交織，正在不斷創造著屬於人類文明的精彩篇章。每一次新材料的發現，每一次新技術的突破，都是對“光影織夢”最好的詮釋。本書所呈現的，僅僅是這個宏大主題的一隅，而留給人類探索的空間，則如同宇宙一般，無限廣闊。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開這本《LED器件與工藝技術》，我懷著一種探究的期待，想看看它究竟如何剖析我們日常生活中無處不在的LED技術。我首先注意到的是書中對LED發光原理的講解，這一點做得非常紮實。它並沒有簡單地停留在“二極管通電發光”這個層麵，而是深入到PN結的形成、載流子的注入、激子復閤以及光子輻射的量子力學過程。書中通過清晰的圖示和相對易懂的語言，將半導體物理的深奧概念進行瞭可視化，比如費米能級、禁帶寬度、以及不同半導體材料（如GaN、GaAs等）的能帶結構對發光顔色的影響。我特彆喜歡其中對載流子注入效率和復閤效率的討論，這部分內容讓我明白瞭為什麼有些LED的光效更高，而有些則在高效工作時會伴隨顯著的溫度升高。此外，書中還花瞭相當篇幅介紹瞭幾種常見的LED結構，如外延生長技術（MOCVD、MBE）、器件的圖形化和金屬化工藝。這部分內容對於我理解LED芯片的製造流程非常有幫助，讓我看到瞭從原材料到最終芯片的神奇轉變。它詳細描述瞭襯底的選擇、外延層的沉積、光刻、刻蝕等關鍵步驟，並且對每一步驟中的工藝參數控製進行瞭細緻的闡述，這對於我這種非專業人士來說，雖然有些術語依然陌生，但整體脈絡是清晰可見的。

評分☆☆☆☆☆

讀到關於LED在驅動和控製方麵的章節時，我發現這本書的實用性得到瞭進一步的提升。它不再局限於LED器件本身，而是將目光投嚮瞭如何讓這些器件“活起來”並發揮作用。書中首先介紹瞭LED的驅動方式，從最簡單的限流電阻驅動，到更復雜的恒流驅動電路。對於恒流驅動，它詳細闡述瞭PWM（脈衝寬度調製）調光和綫性調光等技術，並解釋瞭不同調光方式在亮度均勻性、功耗和電磁兼容性方麵的優劣。我尤其喜歡書中對開關電源拓撲結構的介紹，比如Buck、Boost、Buck-Boost等，以及它們在LED驅動電源設計中的應用。這些電路圖和理論分析，雖然有一定的門檻，但書中逐步深入的講解，讓我逐漸理解瞭如何實現高效、穩定的LED驅動。此外，書中還涉及瞭LED的智能控製，包括各種通信協議（如DALI、Zigbee等）在LED照明係統中的應用，以及如何通過微控製器實現場景控製、遠程調優等功能。這讓我看到瞭LED技術在物聯網和智能傢居領域的巨大潛力。對於我這樣的讀者來說，瞭解這些驅動和控製技術，讓我能夠更深入地理解LED照明係統的設計和應用，甚至激發我學習相關電子設計知識的興趣。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀《LED器件與工藝技術》的過程中，我對LED的未來發展趨勢和麵臨的挑戰也有瞭更深入的思考。書中在探討現有技術的同時，也展望瞭一些新興的LED技術，比如Micro LED和Mini LED。它詳細介紹瞭這些新技術的特點，包括更高的像素密度、更優的對比度和更低的功耗，以及它們在顯示技術領域可能帶來的顛覆性變革。書中也討論瞭在實現這些先進技術過程中所麵臨的工藝難題，例如巨量轉移、缺陷修復等，並分析瞭當前的研究進展和解決方案。此外，書中還對LED的材料創新進行瞭展望，例如 GaN基LED的性能提升，以及對新型發光材料（如量子點）的研究。我特彆關注書中關於LED的綠色製造和環保理念的討論，它強調瞭在LED的生産過程中如何減少能源消耗、降低環境汙染，以及如何實現LED産品的迴收利用。這讓我意識到，LED技術的發展不僅是性能的提升，更與可持續發展和社會責任息息相關。總體而言，這本書為我提供瞭一個全麵而深入的視角，讓我對LED技術有瞭更清晰的認識，也對它的未來充滿瞭信心和好奇。

評分☆☆☆☆☆

這本書在LED器件的封裝和可靠性方麵，給我留下瞭深刻的印象。我一直覺得，將微小的LED芯片固定、保護並使其能正常工作的過程，也是一門非常重要的技術，而這本書恰恰在這方麵給予瞭充分的關注。它詳細介紹瞭各種封裝形式，從早期的環氧樹脂封裝，到如今主流的SMD（錶麵貼裝器件）封裝，以及COB（闆上芯片）封裝和CSP（芯片級封裝）。書中對不同封裝材料的熱學、光學和機械性能進行瞭對比分析，例如，解釋瞭為什麼有些封裝材料會隨著時間推移而發黃，影響LED的光效和色溫。我特彆對書中關於熱管理和散熱的設計策略感興趣，它介紹瞭如何通過導熱材料、散熱片甚至主動散熱方式來降低LED的工作溫度，從而延長其壽命並保持性能穩定。此外，可靠性測試的內容也讓我大開眼界。書中列舉瞭各種加速壽命試驗，如高溫高濕試驗、熱循環試驗、光衰測試等，並解釋瞭這些試驗如何模擬LED在實際使用中可能遇到的各種嚴苛環境。它還探討瞭影響LED壽命的各種失效機製，包括材料老化、焊點開裂、封裝體開裂等，並提齣瞭相應的預防和改進措施。這些內容讓我明白瞭，一個看似簡單的LED燈泡背後，蘊含著如此多的工程智慧和嚴謹的質量控製。

評分☆☆☆☆☆

書中對LED在不同應用領域的介紹，讓我對這項技術的廣泛性有瞭全新的認識。我原以為LED主要用於照明，但翻閱這本書後，我纔意識到它早已滲透到我們生活的方方麵麵。書中詳細列舉瞭LED在顯示屏領域的應用，包括小間距LED顯示屏、透明LED顯示屏等，並闡述瞭其在色彩還原、亮度、對比度以及刷新率等方麵的優勢。我特彆對書中關於RGB三基色LED的混閤發光原理以及如何實現廣色域的講解印象深刻。此外，書中還探討瞭LED在汽車照明中的應用，從車前大燈到尾燈、轉嚮燈，甚至內飾照明，LED憑藉其快速響應、高亮度、長壽命等特點，已經成為汽車照明的主流選擇。書中對LED車燈的配光設計、散熱需求以及可靠性標準也進行瞭詳細的分析。更讓我感到驚喜的是，書中還提到瞭LED在植物照明、醫療照明、以及UV-LED（紫外LED）在固化、消毒等領域的應用。這些內容讓我看到瞭LED技術強大的生命力和不斷拓展的應用邊界，也讓我對這項技術未來的發展充滿瞭期待。