2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：半導(dǎo)體的發(fā)光與顯示

半導(dǎo)體發(fā)光與顯示OLED的優(yōu)點(diǎn)1.柔軟，可以是任意形狀，所以O(shè)LED顯示屏的外形不受限制，可以是任何形狀，可以放到任意物體的表面。由于使用了新的基質(zhì)材料，OLED顯示屏比目前最薄的薄膜電晶體管（TFT）屏幕還要平整得多。

可以放在衣服上的顯示屏可以卷起來(lái)的顯示屏2.可視角度大3.與無(wú)機(jī)晶體半導(dǎo)體發(fā)光二極管相比，成本低4.制備技術(shù)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：1.亮度低2.穩(wěn)定性相對(duì)差3.工藝重復(fù)性有待提高LED的發(fā)展歷史羅塞夫lossew.o.w在1923年就發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體SiC中偶然形成的p-n結(jié)的光發(fā)射1965年世界上的第一只商用化LED誕生，用鍺制成，單價(jià)45美元，為紅光LED，發(fā)光效率0.1lm/w1968年利用半導(dǎo)體攙雜工藝使GaAsP材料的LED的發(fā)光效率達(dá)到1lm/w,并且能夠發(fā)出紅光、橙光和黃光1971年出現(xiàn)GaP材料的綠光LED，發(fā)光效率也達(dá)到1lm/wLED的發(fā)展歷史80年代，重大技術(shù)突破，開(kāi)發(fā)出AlGaAs材料的LED，發(fā)光效率達(dá)到10lm/w1990年到2001年，AlInGaP的高亮度LED成熟，發(fā)光效率達(dá)到40—50lm/w1990年基于SiC材料的藍(lán)光LED出現(xiàn)，發(fā)光效率為0.04lm/w90年代中期出現(xiàn)以藍(lán)寶石為襯底的GaN藍(lán)光LED，到目前仍然采用該技術(shù)色彩絢麗的單色LEDLED的分類按發(fā)光顏色：分為紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等。按LED出光處摻或不摻散射劑、有色還是無(wú)色：可分成有色透明、無(wú)色透明、有色散射和無(wú)色散射四種類型。按發(fā)光管出光面特征：分為圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等LED的分類按LED的結(jié)構(gòu)：分為全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流：分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度<10mcd）；超高亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度>100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10～100mcd間的叫高亮度LED。超輻射發(fā)光二極管（SLD)LED、SLD、LD的區(qū)別器件LEDSLDLD器件結(jié)構(gòu)Pn結(jié)復(fù)合區(qū)＋吸收區(qū)＋端面增透膜異質(zhì)結(jié)＋諧振腔光輸出功率<1mW0.3-5mW1-100nW光譜半寬nm50-10030-90<0.5相干長(zhǎng)度不相干短，微米長(zhǎng)，毫米光束分散角12030-4015-45工作原理自發(fā)輻射自發(fā)輻射＋光放大受激輻射＋光放大應(yīng)用領(lǐng)域顯示、照明，短距離光通信光纖陀螺、光纖傳感光纖通信、光盤(pán)存儲(chǔ)，激光測(cè)距，光纖傳感，光學(xué)儀器1、顯示方法的演變歷史2、LED顯示屏3、LED顯示器結(jié)構(gòu)4、LED顯示屏的分類5、LED顯示屏的廣泛應(yīng)用6、LED顯示屏發(fā)展趨勢(shì)顯示方法的演變歷史傳統(tǒng)的白積燈>霓虹燈>廣告燈箱>平面招牌廣告>磁翻版>陰極管（crt）或石英管（dv）大型電視(成本非常昂貴)>彩色液晶顯示>映像投影設(shè)備>電視墻（tv-wall）>LED顯示屏

LED顯示屏

LED電子顯示屏（

LED

panel

）是通過(guò)一定的控制方式，用于顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的LED器件陣列組成的顯示屏幕。是集微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長(zhǎng)，工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者。LED顯示屏的分類按基色劃分單色--構(gòu)成LED顯示屏的發(fā)光像元只有一種顏色，一般是紅色或綠色。雙基色--構(gòu)成LED顯示屏的發(fā)光像元有紅綠兩種顏色，依靠紅綠兩種基色的不同灰度等級(jí)組合可以顯示多種顏色。可以顯示文字、圖片、動(dòng)畫(huà)以及視頻圖像。室內(nèi)雙基色手機(jī)背光源LED顯示屏的分類全彩色--構(gòu)成LED顯示屏的發(fā)光像元有紅綠藍(lán)三種顏色，依靠紅綠藍(lán)三種基色的不同灰度等級(jí)組合可以較好地還原自然界的色彩，具有豐富的表現(xiàn)力，從理論上講，其色彩的還原能力超過(guò)電視機(jī)，按控制方式劃分條屏—條屏由單片機(jī)控制，主要用于文字顯示，本身可獨(dú)立工作，可用遙控器輸入信息，也可與計(jì)算機(jī)通訊，接收計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的信息。圖文屏—圖文屏由單片機(jī)控制，一般無(wú)灰度控制，即發(fā)光像元只有一個(gè)亮度等級(jí)，通過(guò)發(fā)光點(diǎn)的亮或滅組成文字或圖形顯示，雙基色圖文屏可顯示紅綠黃三種顏色視屏—視屏是指LED屏幕與其控制計(jì)算機(jī)的顯示器具有點(diǎn)-點(diǎn)對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系，條屏按使用環(huán)境劃分

室內(nèi)--室內(nèi)屏指LED顯示屏用于室內(nèi)環(huán)境，由于觀看距離短，面積較室外屏小得多，因此像素點(diǎn)也較小，室內(nèi)屏的像素規(guī)格主要有Ф3、Ф3.75、Ф4.8、Ф5以及Ф8室外--室外屏指LED顯示屏用于室外環(huán)境，要求亮度較高，一般采用聚光封裝，犧牲視角換取亮度；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面要考慮防水、防潮、防腐蝕等措施；室外屏一般面積較大，因此像素點(diǎn)也較大，室外屏的像素規(guī)格主要有Ф11、方12，方15，

Ф19、Ф26、Ф32等LED顯示屏的廣泛應(yīng)用證券交易、金融信息顯示場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)信息顯示。航班住處顯示系統(tǒng)（Flight

information

Display

system）.港口、車(chē)站旅客引導(dǎo)信息顯示體育場(chǎng)館信息顯示道路交通信息顯示調(diào)度指揮中心信息顯示郵政、電信、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示廣告媒體新產(chǎn)品演出和集會(huì)展覽會(huì)室內(nèi)全彩戶外雙基色室內(nèi)雙基色顯示系統(tǒng)室內(nèi)點(diǎn)陣式全彩

芝加哥千禧公園的中心裝飾，皇冠噴泉室外大LED全彩色屏幕城市建筑裝飾燈光工程LED顯示屏發(fā)展趨勢(shì)高亮度、全彩化

藍(lán)色及純綠色LED產(chǎn)品自出現(xiàn)以來(lái)，成本逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化材料、技術(shù)的成熟及市場(chǎng)價(jià)格的基本均衡之后，LED顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)