当前课程知识点:创新材料学 > 半导体固体照明及相关材料 > 发光二极管及其结构 > 白色LED光源的实现方式及其特征
我们看看这是从1997年开始
实现了白光LED
我们看看它的发展过程
就是白色LED
照明光源的开发历史
及进展概略
1997年到2008年
1997年藉由蓝光LED
465与YAG就是说石榴石
这种石榴石这种荧光体
这种荧光体发的是黄光
黄光哪儿来的
是由蓝光激发这种石榴石
产生黄光
那么实现了白光
什么意思
就是蓝光发出来的LED光线
一部分要透过荧光体
那时还有一部分蓝的
另外一部分
蓝光它要激发这种YAG荧光体
使它发黄光
黄光跟蓝光互为补色关系
它互为补色关系
它就会产生白光
这是最早的
因为1993年实现了蓝光
1997年它就发现了白光
1998年藉由近紫外LED
400纳米的
说它叫近紫外
但是一般我们说可见光范围
都是380到780
那么它说是近紫外
我们就认可它是近紫外
400纳米左右
与三原色荧光体相组合
创造出真正意义上的
半导体固体白色发光
注意它是用近紫外
400纳米的近紫外
激发三种荧光体
哪三种荧光体
红绿蓝三种荧光体
那么红的发红光
绿的发绿光
蓝的发蓝光
这样组合起来就会
制造出来了真正意义的那种
从这种意义上讲
它在1998年
就是像我们现在日光灯
有点相似了
是什么
它是用紫外线
它是 荧光灯是用紫外线
照射红绿蓝三色荧光体
这个是用近紫外的
400纳米左右的照射红绿蓝
三色荧光体
那么这产生了真正意义上的白光
那么它有什么优缺点
它的量子效率
它当时的量子效率
是外部量子效率40%
这是白色发光的发光效率
应该是效能了
60到80每瓦流明
可以到120每瓦流明
那平均显色性指数是90
什么叫做平均显色性指数
待会儿我们再说
2011年RGB白色LED
这是又往前进展了
那么后来
还是用近紫外
那么量子效率比原来高了
2003年它也是用蓝光的LED
用YIG荧光体
它的什么
它的显色指数高了
后边当然还是在
在这个基础之上
我们说现在我们看看
实现白色发光的LED
那么现在用的比较多的
实际上实现白色发光的
有着下边讲的四种方法
一种方法是蓝光LED
再加荧光体 黄色荧光体
激发源为460纳米的
蓝光氮化镓铟
代表性的荧光体是YAG
效率高 各种色温度
发光已实现化
这是常用的
我们现在常用的最多的
这是蓝色荧光体
就是蓝色LED
加黄光荧光体
那么第二种
近紫外的LED
来激发荧光体
注意 激发源为365到420的
近紫外LED
荧光体为蓝绿红的复合组合
显色性好 色偏差好
但是效率不够高
第三种是蓝光LED
再加上绿光LED
再加上红光LED
那么这种由RGB三原色的LED光
实现混色
由于不使用荧光体
因此光的损失小
可以实现全色化
但是最大的问题是什么
最大的问题价钱太贵
实现起来比较复杂
为什么说
蓝光LED得有个控制系统
绿光LED也有个控制系统
红光LED也有个控制系统
那么控制系统很复杂
实现起来就比较难
这是第一条
另外一条由于目前的像素比较大
几个毫米
这样
要做显示器去用它
这不行 为什么不行
人眼睛可以看出来
你说是红绿蓝混成一个白色
人眼一看不是白色
是红绿蓝三色
所以是有问题的
那么第四种方法
是蓝绿光LED
再加上橙色LED
由互为补色的关系的两色混色
再低的色温的效率高
但是显色性低
那么现在实现白光的
用的最多的是蓝光LED
再加上什么
再加上黄光荧光体
或者是近紫外的LED再加上
近紫外的LED
再加上红绿蓝荧光体
那么这种价格比较便宜
这种发展前景比较好
这种用于什么
蓝光LED 绿光LED 红光LED
主要是用做室外大屏
你们看中关村里边
那个E世界
或者是那个中关村那里边
那个大楼里边那个
外边那个
太阳光底下都能动态显示的
都是利用这种
那一个大屏很贵的 几百万
它为什么贵
就是因为每一个像素
有三个亚像素组成的
每一个像素
有三个亚像素组成的
一个亚像素
就得有一个蓝光LED
绿光LED 红光LED
每一个亚像素一套控制系统
那个就是价钱很贵了
但是它比其他的平板显示器
最大的优越性是什么
它发光非常强
在太阳光底下也可以看到
在体育馆
搭的广告牌
这都可以
屏可以做的很大
整个的墙上都可以做成大屏
超大屏 超亮度
反应时间也相当快
这是它的特点
但是以它作为家用电视是不行的
就在于什么
第一是价钱太贵
第二条它像素太大
几个毫米
几个毫米做电视
人眼睛就可以看得到
红绿蓝 红绿蓝不是白色的
这就是实现全色
白色显示的这种白色光
实现白色光
当然是为了照明用的
全色显示是为了
大屏幕显示用的
这就是我们说的几种
实现白色的方法
白光的方法
好 你们看
实现LED白色发光的
不同方式及其特征
第一个是红绿蓝
三色的LED
多个半导体芯片组合合成
发自三色LED的配光各异
产生严重的色分离
缺乏可见光谱中的某些成分
不适合用于照明光源
那么这是它的
它的色带线性
显色性也比较低
第二种方法是常用的
单芯片加上绿色荧光体方式
由蓝光LED和黄光荧光体
得到()白光
易发生色分离
不能得到均匀配色
作为照明光源不很理想
但是可以用
它的发光效率还是比较高的
还是最高的可以说
它的显色性不够特别好
第三种是单芯片
再加多色的荧光体
由蓝光LED与黄光红光
荧光体相组合
那么红光荧光体实现白色
与蓝光LED的特性关系极大
没有短波长的光
那么K不如这个高
但是显色性指数非常好
第四种是单芯片加多色荧光体
近紫外的LED
激发红绿蓝荧光体发光实现白光
可以得到高显色性的
均匀配光
最适合于照明光源
可获得覆盖可见光领域的
接近连续光谱的发光
显色性最好
K可以大于80每瓦流明
它的显色性指数到100
所以第一种方式不能做光源
但是做显示器可以
第二种光源是用的最多
是大陆的货
大陆的
非常普及的
第三种发展前景最好
但是价钱比较贵
它显色性指数非常好
那么这里讲什么叫做显色性指数
所谓显色性指数
就是说光源照到
某一个物体上
人眼看到的
跟实际上的那个颜色是一样的
那这就叫做显色性
那谁的显色性指数最好
太阳光最好
人长期在太阳光下
太阳光照射一个花一个草
一个树 一个木
这一看人看非常舒服
那么如果显色性不好
显色性越低
就是跟原来的
那个本身的颜色差异越大
达到100%
就是完全自然的显示了
如果是
比方说第一种情况
它显色性指数才40%
这就是比较差了
比方说
我们看自由市场里面有卖肉的
卖肉的那个市场
它肯定不用这种
显色性指数等于40的
它肯定是用白质灯来照
白质灯一照
显出肉的本色
五花肉非常清楚
非常喜人
如果是拿
显色性指数是40的来照
那么照出来
甭说是那个猪肉了
看人的眼睛像死尸一样那样
那怎么能行
所以人不习惯这种颜色
提高它的显色性指数
是照明光源的一个很重要的问题
那么这张图
就是说明一个什么问题
就是说不同的光源
产生的光都是白光
这也是白光
你们看这个光源是谁
是蓝光LED
再加黄光荧光体
这个是蓝光LED加上RG荧光体
这个是短波长的LED
加上RGB荧光体
这个是RGB
LED就是一个红一个绿一个蓝
你们看看尽管都是白光
它布线分布是不一样的
人的眼睛对这个还是有感觉的
如果定量看反映在什么
反映在效率 相对比值
最高的是它这种
那显色性它就很差了
那么最好的
这种是三色
我可以配的最好
三色配的最好
这个是最差的
当然它的优点它是简单
这个就很复杂了等等这些
实现白光
有各种不同的方式
就根据的用途来选择
是选在日常的照明光源
还是做手术的时候的光源
还是在美术馆里边用的光源
都不一样的
要选择光源
根据它的特性进行选择
-创新材料学导论
--创新材料学导论
-第一讲 集成电路与硅晶圆
--何谓集成电路
--从单晶硅棒到晶圆
-第一讲 集成电路与硅晶圆--作业
-集成电路布线覆膜工艺
-半导体和集成电路材料--集成电路布线覆膜工艺
-曝光光源向短波长进展和干法刻蚀代替湿法刻蚀
--光学曝光技术
--摩尔定律继续有效
-曝光光源向短波长进展和干法刻蚀代替湿法刻蚀--作业
-电子封装及分类方法
--电子封装的分类
-电子封装及分类方法--作业
-印制线路板材料及制图方法
--三维(3D)封装
--印制线路板用材料
-印制线路板材料及制图方法--作业
-积层式印制线路板及元器件安装方法
--半导体封装的设计
--第二章小结
-积层式印制线路板及元器件安装方法--作业
-液晶显示器及原理
--液晶显示原理
-液晶显示器及原理--作业
-液晶显示器的制造及产业的发展
--液晶屏(盒)制作
--ITO透明导电膜
-液晶显示器的制造及产业的发展--作业
-几种液晶及相关部件的工作原理
--LED背光源
-几种液晶及相关部件的工作原理--作业
-触控屏、3D显示及等离子体显示器
--电阻式触控屏
--电容式触控屏
--PDP屏制作
-触控屏、3D显示及等离子体显示器--作业
-发光二极管及其结构
--发光二极管简介
--发光二极管的特征
-发光二极管及其结构--作业
-白光LED相关材料及应用
-半导体固体照明及相关材料--白光LED相关材料及应用
-期末考试--考试