LED复习资料讲义

二——LED.PPT

1、什么是半导体照明（固态（gシ面）照明）,半导体照明是第几代照明光源,又

是第几代电光源?

（1）用半导体材料制作（zhizuO）白光LED称为固态照明。

（2）第四代（3）第三代

2、LED产业的上游、中游和下游（xidyGu洛做哪些工作?

（1）上游:材料生长、结构设计;（2）中游:芯片制备;（3）下游:封

装。

3、什么是等电子中心（等电子陷阱）?什么的材料的发光是基于这种物理效应?

（1）等电子中心指半导体中的一种深能级杂质产生的ー种特殊的束缚态,有

时在禁带中可产生起陷阱作用的深能级,故又称为“等电子陷阱”。

（2）GaP系和GaAsP系是基于这种物理效应。

4、半导体材料能制作成发光芯片的要求和性能提升的原因是什么?

（1）要求:制作低缺陷的高质量薄膜;控制p型和n型的电子传导性;制作

高效的发光结构。

（2）原因:材料生长的改进;掺杂的改进;结构的改进。（pn结ー异质结ー-

双异质结ー量子阱）

5、目前,AlGaAs（填材料）适用于高亮度红光和红外LED。AlGalnP适用

于高亮度红、橙、黄及黄绿LED。GalnN适用于高亮度深绿、蓝、紫和紫外

LED〇

三ー——LED.PPT

1、在半导体中电子分布须遵循哪些基本原则和规则?

（1）最低能量原理:先填充低能级轨道,使原子系统能量最低;

（2）泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋相反的两个电子;

（3）洪德规则:能级简并的轨道上,电子尽可能自旋平行地分占不同的轨

道；全填满、半填满和全空状态比较稳定。

2、直接带隙和间接带隙半导体有哪些区别?并分别给出ー个实际的例子。

（1）直接带隙:（a）价带极大值和导带极小值都位于k空间的原点;（b）价带的

电子跃迁到导带时,只要求能量的改变,而电子的准动量不发生变化,称为直

接跃迁⑹直接跃迁对应的半导体材料称为直接禁带半导体。例子:GaAs,

GaN,ZnO

（2）间接带隙:（a）价带的极大值和导带的极小值不位于k空间的原点上;（b）

价带的电子跃迁到导带时,不仅要求电子的能量要改变,电子的准动量也要改

变,称为间接跃迁;（c）间接跃迁对应的半导体材料称为间接禁带半导体。例

子:Si,Ge

3、什么是直接跃迁和间接跃迁?他们有哪些（n百xi。）区别?

（1）价电子跃迁到导带时只要求能量改变而准动量（dbnglidng）不变,称为直

接跃迁;

价电子跃迁（yuCqidn）到导带时,能量和准动量同时发生变化,称为间接跃

迁。

（2）区别：（a）间接跃迁准动量也发生变化;

(b)单纯的光跃迁过程是直接跃迁,效率高;

(c)间接跃迁必须有声子参与,使能量守恒,故发生概率要小的多。

4、电子和空穴在允带能级上的分布遵守费米一狄拉克分布。能量为E能级电

子占据的几率为/(£)=

3鬻)

1、白炽灯的发光效率是8~151m/W左右,普通T-8卤素荧光灯光效可达皿/

W,T-5高效荧光灯可以达到80Im/W,LED光效可达2001m/w。

2、电子和空穴复合可分为ニ类:ー是伴随着光的辐射的复合,称为:辐射复

合。ー类是不伴随光的辐射,称为非辐射复合。

3、两种发光的复合，ー种发射的光是多方向的,称为自发辐射,ー种发射的

光方向一致,称为受激辐射。

4、电致发光的定义?

答:是某些物质受到外界电场作用而发光,也就是电能转化为光能的过程。

5、LED芯片的基本结构包含哪些功能层(用示意图表示),各功能层的具体

作用是什么?

答:衬底:支撑成长的单晶薄膜,厚度约300~500um；

掺杂:掺入P(N)型材料,改变磊晶层中主要导电载流子空穴(电子)

的浓度;

发光层:发光区,电子与空穴结合;

缓冲层:缓冲外延层与衬底之间因晶格差异造成的缺陷。(图p35_ppt)

6、用能带理论解释LED发光的基本原理。并给出相应的能带图。并说明LED

的发光波长是由什么决定的,给出相应的数学表达式。

答;能带解释;半导体中的电子能态分为导带与价带,二者之间由禁带隔

开。处于导带中的电子可自由移动,称为自由电子；处于价带中的电子称为价

电子，不能移动。当价电子得到足够的能量离开价带时就形成称为空穴的电子

空位,空穴可以在价带中移动,形成电荷量为+e。当半导体中导带电子密度大

于价带空穴密度,称为n型半导体,反之为p型。N型与p型接触,形成p_n

结。

当对p_n结施加正向偏压时,由于势垒高度降低,价带空穴由p区注入结

取,导带电子由n区注入结区,二者复合发光。发光波长由禁带宽度决定。

A(M»I)=—:--(-p--47_ppt)

遊(eり

7、什么是双异质结?画出相应的能带示意图,它对LED有什么影响?为什

么?

答:由宽带隙的n型和p型半导体夹ー层窄带隙半导体构造的,在激活区两

侧两种半导体的交接层之间形成两个异质势垒,这种势垒的结构称为双异质

结。(图p53_ppt)

影响：(1)提高载流子的注入效率(xidolii),从而提高LED效率。

(2)中间ー层的折射率通常较大,辐射的光不但(biidGn)强而且半宽较

窄。

8、什么是量子(liGngzi)阱?量子阱LED有什么优势?

2

答:由带宽不同的薄层材料交替生长在一起,而且窄带隙薄层被包夹在宽带

隙材料中间的一种微结构,其中窄带隙势阱层的厚度小于电子德布罗意波长,

电子能级变成分立的量子化能级,该结构为量子阱结构。

优势:（1）阀值电流降低;（2）可通过设计结构得到不同的波长。

9、量子阱和超晶格有什么相同和不同?

答:相同:均为两种或两种以上的半导体材料交替生长出的周期性薄层的微

结构材料。

不同：多量子阱载流子波函数之间耦合很小,且势垒足够厚;超晶格势垒

很薄,势垒间耦合强烈。

10、什么是德布罗意波长?给出其表达式。

答:一切微观粒子都具有波粒二象性,具有质量m和速度vde运动粒子也具

有波动性,波长为普朗克常数与动量的比值,即ス=以

11、试计算InGaN材料理论上的发光波长范围?

解:

"［加門=0.77。匕酶［G*|=3.42,b=l.43eV

其理论上发光波长范围是333~1689nm（将x=0和x=l分别代入）

四——LED.ppt

1、RGB和CMYK指的是什么,分别给出每个字母代表的含义?并简述他们的

区别。

答：CMYK指的是印刷的彩色模式,cyan（青色）、magenta（品红色）、

yellow（黄色）、black（黑色）；RGB是一种发光的色彩模式,red、green>blue〇

区别:CMYK是ー种依靠反光的色彩模式,需要外光源；只要在屏幕上显

示的图像就是RGB模式的。

2、什么是量子斯塔克效应?它如何实现白光LED?

答:对原子使用强大的电厂可以改变电子所能吸收的光线波长,这种现象被

称为斯塔克效应。要在原子中产生斯塔克效应,所需的电压非常之高以致无法

在芯片中采用。但在ー些细薄的材料中,可以产生一种强烈而敏感的斯塔克效

应,被称为量子限制斯塔克效应,这发生于可以接受的电压下。很多今日的高

端电讯设备使用能产生这种效应的薄型材料来在光纤中传输数据。当LED

外延片存在内应カ时,在量子阱内部产生电场,由于量子限制斯塔克效应辐射

复合效率会降低,从而降低器件的内量子效应,我们可能观察到由于量子限制

斯塔克效应引起的主波长红移。

3,制作白光LED目前（miiqidn）主流的有哪些方法?各有什么优缺点?目前主

要采用的哪种方法?这种主流的方法有什么原理性的缺点?

答:（1）在LED蓝光芯片（xinpidn）上涂覆YAG黄绿荧光粉:

优点:相当（xidngddng）简单,便于实现且效率高,资金投入不太大,因此具

有一定的实用性。

3

缺点:是荧光粉与胶混合后,均匀性较难控制。由于荧光粉易沉淀,导致布

胶不均匀、布胶量不好控制,因而造成出光均匀性差、色调一致性不好、色温

易偏离且显色性不够理想。

（2）紫外LED+RGB荧光粉:

优缺点:该种LED的显色性更好,但目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉

多为硫化物体系。这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大,故还没批量使用。

（3）三基色合成白光（红、绿、蓝的比例通常是3：6：1）：

优点：只要通过各色芯片的电流稳定、散热较好,那么这种方法产生的白光

比上述产生的白光稳定且制作简单。

光衰问题：驱动方法要考虑到不同芯片的光衰不一样。采用不同的电流进行

补偿,使之发出的光比例控制在3：6：k这样可以保持混合的白光稳定,从

而达到理想的效果。

4、除了主流的制作白光LED的方法外,试举例说明其他的制作白光LED的方

法。

答：（1）利用隧道结制造;（2）利用量子斯塔克效应;（3）在蓝色LED

上涂敷绿色和红色荧光粉;（4）用红、蓝、绿和黄四种芯片混出白光。

五——LED.PPT

1、什么是荧光粉?固体发光的基本原理是什么?发光材料的发光机理包含哪

三个基本过程?

答：所谓荧光粉是指那些可以吸收能量（这些所吸收的能量包括电磁波（含

可见光、X射线、紫外线）、电子束或离子束、热、化学反应等）,再经由能

量转换后放出可见光的物质,也称之为荧光体或夜光粉。

固体发光原理:当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击等

激发后,只要该物质不会因此而发生化学变化,它总要回复到原来的平衡状

态。在这个过程中,一部分多余的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这

部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的,就称这种现象为发

光。

三个基本过程:激发;能量传递（chudndi）;发光。

2、发光材料（cdilido）通常包含哪三种功能材料?他们分别起什么作用?

答:基质（jizhi）、激活剂和敏化剂;

基质:某种绝缘体或半导体材料,形成基本的能带结构,对激发能量额吸

收起决定性作用。

激活剂：掺杂进基质的离子或基团。通常是高效的发光中心（稀土离子、

过度金属离子）,在基质禁带中形成孤立能级系统,通过这些能级产生发光所

需要的基态或激发态。

敏化剂：掺进基质的某种离子,起能量传递作用,使能量从吸收处传递到

发光中心。

3、发光材料有哪几种构成形式?

答：（1）多晶或单晶形态的基质材料和激活剂组成（发光中心）。也可掺入

敏化剂。

（2）只有基质材料,利用某种本征缺陷作为发光中心。

（3）只有基质材料,利用本征激子态或带边电子态产生发光中心。

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4、固体发光一般有哪三种激发和发光过程?每ー种激发和发光过程又包含哪

些具体的发光形式?

答:(1)发光中心直接激发与发光(过程了解pll)：(a),自发发光;

(b).受迫发光

(2)基质激发发光:(a).直接落入发光中心激发态的发光;(b).浅陷

阱能级俘获的电子产生的发光；(c).深能级俘获的电子产生的发光。

(3)激子吸收引起的激发和发光。

5、什么是能量传递和能量输运?有哪几种机制?

答:能量传递:能量传递是指某ー激发中心把激发能的全部或一部分转交给

另ー个中。

能量输运：能量输运是指借助电子、空穴、激子等的运动,把激发能从ー

个晶体的ー处输运到另ー处的过程。

机制:再吸收;共振传递;借助载流子的能量输运;激子的能量传输。

1、荧光和磷光怎么区分?

答;把物质在受激发时的发光称为荧光；把激发停止后的发光称为磷光。以

10-8S为界,持续时间短于10-8S的发光为荧光,而把持续时间长于10-8S的发

光称为磷光。

2、第二代荧光粉ーー卤粉,在荧光灯的应用中存在哪些缺点?什么是色心?

答:(1)发光(fagudng)光谱中缺少450nm以下蓝光和600nm以上红光,使

灯的Ra值偏低。加入一定比例的蓝、红粉,Ra值可提高,但灯的光效又明显

下降。

(2)在紫外线185nm作用(zubyOng)下形成了色心,使灯的光衰较大。

色心:在原来(yudnldi)透明的晶体中产生光学吸收带的类原子缺陷和电子

缺陷称为色心。

3、三价稀土离子在晶体中的电子跃迁有哪几种方式?什么是f-f跃迁和f-d跃

迁,它们各有什么特点?

答：4f-4f和4f-5d之间的相互跃迁以及稀土离子与相邻阴离子间的电荷转移

跃迁。

其中f-f跃迁是宇称禁戒的。但实际上可以观察到这些跃迁产生的光谱,这

是由于在基质晶格内晶体环境的影响,这种禁戒会被部分解除或完全解除,使

电子跃迁有可能实现。

同时由于4f壳层电子被5s25p6壳层的8个电子包围，4f能级受外层电子轨道

的屏蔽,使f-f跃迁的光谱受外界晶体场影响较小,谱线表现为尖锐的吸收

峰。

f-d跃迁是因为4f激发态能级的下限高于5d能级的下限而使电子跃迁到较高

的5d能级而产生的电子跃迁。根据光谱选择定则,f-d电子跃迁是允许跃迁,

吸收强度比f-f跃迁大四个数量级。

4、什么是稀土荧光粉的激活发光和非激活发光?各有什么特点?

答:(1)在高温下向基质中掺入激活剂出现杂质缺陷,由这种缺陷引起的发

光叫激活发光。特点：大部分发光材料都是属于激活型的,激活杂质即充当

发光中心。

(2)由于发光材料基质的热歧化作用出现的结构缺陷所引起的发光叫做非

激活发光(或叫自激活发光)。特点:产生这种发光不需要添加激活杂质。

5

5、稀土荧光粉有哪些优点?（p47）

答:（1）与一般元素相比,稀土元素4f电子层构型的特点,使其化合物具

有多种荧光特性。（2）由于稀土元素4f电子处于内层轨道,受外层s和P轨

道的有效屏蔽,很难受到外部环境的干扰,4f能级差极小,f-f跃迁呈现尖锐的

线状光谱,发光的色纯度高。（3）荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级。

（4）吸收激发能量的能力强,转换效率高。（5）物理化学性质稳定,可承受

大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。

6、稀土荧光粉有哪些分类方式?

答:（1）按发光材料中稀土的作用分类:（a）.稀土离子作为激活剂;（b）.稀

土化合物作为基质材料。（2）应用范围:照明材料、显示材料、检测材料等

（3）激发方式:光致发光材料、阴极射线发光材料、电致发光材料、高能量

光子激发发光材料、光激励发光材料和热释发光材料等。

7、凡是含有稀土元素的发光材料都称为稀土发光材料。在基质中作为发光中

心而掺入的离子称为激活剂。

1、荧光粉的一次特性有什么别称（bi6ch@ng）?包含哪些具体的特性?（p60）

答：别称（bidchOng）:测试性能。

①吸收光谱（xlshOuguangp匕）；②激发光谱;③发射光谱;④量子效率;⑤

发光效率;⑥余辉;⑦粒度

2、荧光粉的二次特性有什么别称?包含哪些具体的特性?

答:别称：使用性能。

①分散性：荧光粉必须具有良好的分散性,才能得到均匀的涂层。

②稳定性：荧光粉的稳定性包括热稳定性、化学稳定性和耐紫外光辐照稳

定性。

③光衰特性：光衰特性指荧光粉的光输出随点燃时间而衰减的性质。

3、什么是荧光粉的吸收光谱,激发光谱,发射光谱,量子效率,发光效率和

余辉?

答:①吸收光谱:吸收光谱表示荧光粉吸收能量与辐照光波长的关系。

②激发光谱:荧光粉的激发光谱表示材料在某种波长光的激发下,发光强

度随激发光波长的变化,反映不同波长的光对发光材料的激发效果。

③发射光谱:荧光粉的发射光谱表示发光材料的发光能量与波长的关系。

④量子效率:荧光粉所发射的光子数与所吸收的激发光子数的比值。

⑤发光效率:荧光粉发光的光通量与激发能量之比。

⑥余辉：荧光粉在激发停止后的发光。

4、白光LED用荧光粉有哪些特殊要求?

答:①在蓝光、长波紫外光激发下,荧光粉产生高效的可见光发射,其发射

光谱满足白光要求,光能转换率高,流明效率高。

②荧光粉的激发光谱应与LED芯片的蓝光或紫外光发射光谱相匹配。

③荧光粉的发光应具备优良的温度猝灭特性。

④荧光粉的物理、化学性能稳定,抗潮,不与封装材料、半导体芯片等发

生作用〇

一⑤荧光粉耐紫外光子长期轰击,性能稳定。

6

⑥荧光粉的颗粒细,8um以下。

5、什么是温度猝灭?发光材料发生热猝灭有哪些主要的原因?

答:温度猝灭也称为热猝灭是指对于各种发光材料,随着温度的上升,其发

光强度下降,发射光谱红移。

原因:主要两方面:ー是由于温度的升高,晶格振动加剧,从而使发光中心的

晶格弛豫增强,无辐射跃迁几率增大,发光效率降低,这是人们通常所说的温度

特性;ニ是由于温度升高,使发光中心的状态或周围的微环境发生某种本质性变

化,从而降低了发光效率,即人们通常所说的“热稳定性”。

6、为什么荧光灯用久之后(zhihbu)会变暗?

答：各种商品荧光粉使用在荧光灯上由于长时间照射温度升高,发生温度猝

灭,使其荧光性能(xingndng)越来越低,这就是为什么荧光灯用久之后会变暗

的原因。

1、通常采用(c百iybng)的黄色荧光粉为铀激活的钮铝石榴石,化学分子式是(Y3-

x-yGdy)(A15-zGaz)012:Ce3+x,也可以写成YAG:Ce,其中YAG为基质,Ce

为激活剂。

2、简述制备YAG荧光粉的方法。目前工业主要采用哪种方法?

答：(1)高温固相法;(2)溶胶ー凝胶法(sol-gel)；(3)燃烧合成法;

(4)喷雾热解法;

(5)化学共沉淀法。目前主要采用高温固相法。

3、为了改善白光LED的色度学质量,常采用稀土激活硫化物红色荧光材料和

纯绿色稀土激活的铝酸盐荧光粉。(pl21)

六——LED.PPT

1、简述LED发光管的制作流程。

答:(1)衬底材料生长或购买衬底；(2)LED结构M0CVD生长；(3)

芯片加工；

(4)芯片切割;(5)器件封装。

2、常用的蓝绿光LED衬底有哪些,各有什么优缺点?

答:(1)蓝宝石(A1203)：.(a)生产技术成熟、器件质量较好;

(b)稳定性很好,能够运用在高温生长过程中;

(c)机械强度高,易于处理和清洗。

(d)难加工。

(2)硅(Si):硅是热的良导体,所以器件的导热性能可以明显改善,从

而延长了器件的寿命。硅的原材料丰富,工艺水平完善,具有价格优势。

(3)碳化硅(SiC):优点:碳化硅的导热系数为490W/m•K,要比蓝宝

石衬底高出10倍以上。缺点：碳化硅制造成本较高,实现其商业化还需

要降低相应的成本。

3、画出蓝宝石的切面视图,标注C面、A面、M面和R面,并指出晶面指

数。(作业本)

4、常用的蓝宝石衬底有哪些?各有什么特点?

答:(1)C-Plane蓝宝石基板:这是广大厂家普遍使用的供GaN生长的蓝宝

石基板面,工艺成熟、成本相对较低、物化性能稳定,在C面进行磊晶的技术成

熟稳定.

7

(2)R-Plane或M-Plane蓝宝石基板:主要用来生长非极性/半极性面GaN

外延薄膜,以提高发光效率。通常在蓝宝石基板上制备的GaN外延膜是沿c轴

生长的,而c轴是GaN的极性轴,导致GaN基器件有源层量子阱中出现很强

的内建电场,发光效率会因此降低,发展非极性面GaN外延,克服这一物理现

象,使发光效率提高。

(3)图案化蓝宝石基板(PatternSapphireSubstrate简称PSS)：以成长

(Growth)或蚀刻(Etching)的方式,在蓝宝石基板上设计制作出纳米级特定规则的

微结构图案藉以控制LED之输出光形式(xingshi),并可同时减少生长在蓝宝

石基板上GaN之间的差排缺陷,改善磊晶质量,并提升LED内部量子效率、

增加光萃取效率。

1、目前,生长(shOngzhing)单晶硅的方法主要有直拉法、区熔法和外延(wGiydn)

法。

2、直拉法生长单晶硅要经过熔料、弓I晶、缩颈、放肩、等径生长和收尾六个

阶段。

七一LED.PPT

1、水平结构LED芯片和垂直结构LED芯片在结构上有什么区别?同水平结构

LED芯片相比,垂直LED芯片有哪些优势?

答:水平结构LED芯片的两个电极在LED芯片的同一侧,电流在n一和pー类

型限制层中横向流动不等的距离。垂直结构的LED芯片的两个电极分别在

LED外延层的两侧,由图形化电极和全部的pー类型限制层作为第二电极,使得

电流几乎全部垂直流过LED外延层,极少横向流动的电流,可以改善平面结构

的电流分布问题,提高发光效率,也可以解决P极的遮光问题,提升LED的发

光面积。

2、简述制作垂直LED芯片的方法。

答：(1)采用碳化硅基板生长GaN薄膜,优点是在相同操作电流条件下,

光衰少、寿命长,不足处是硅基板会吸光。

(2)利用芯片黏合及剥离技术制造。优点是光衰少、寿命长,不足处是须

对LED表面进行处理以提高发光效率。

(3)采用异质基板如硅基板成长氮化线LED磊晶层,优点是散热好、易加

エ。

1、什么是液相外延、气相外延和分子束外延?

答：(1)液相外延(LiquidPhaseEpitaxy)：

采用从溶液中再结晶原理的外延生长方法称液相外延;

(2)气相外延(VaporPhaseEpitaxy)：

使化学气体中半导体成分结晶在衬底表面,从而生长出半导体层的过

程;

(3)分子束外延(MolecularBeamEpitaxy)：

在超高真空条件下精确控制原材料的分子束强度,并使其在加热的基片

上进行外延生长的一种技术。

2、外延生长有哪些显著优点?

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答:(1)外延生长中,外延层中的杂质浓度可以方便地通过控制反应气流

中的杂质含量加以调节,而不依赖于衬底中的杂质种类与掺杂水平。

(2)外延(wdiydn)生长可以选择性的进行生长,不同材料的外延生长,不

同成分的外延生长,这对于器件的制备尤为重要。

(3)一些半导体材料目前只能(zhin@ng)用外延生长来制备,如GaN.

3、简述(jidnshii)气相外延生长(VPE,vaporphaseepitoxy)的原理。

答:是让生长原材料以气体或电浆粒子的形式传输至芯片表面,这些粒子在

失去部份的动能后被芯片表面晶格吸附(Adsorb),通常芯片会以热的形式提供

能量给粒子,使其游移至晶格位置而凝结(Condensation)。(在此同时粒子和晶

格表面原子因吸收热能而脱离芯片表面称之为解离)

4、简述化学气相沉积(CVD)的优点。

答：准确控制薄膜的组分和掺杂水平、可在复杂的衬底上沉积薄膜、不需要

昂贵的真空设备、高温沉积可改善结晶完整性、可在大尺寸基片上沉积薄膜。

1、什么是MOCVD(metalorganicchemicalvapordeposition)?它有哪些特

点?

答：是ー个将特定的源材料通过一系列严格控制,传输到加热生长区,在此生

长区,源材料热分解后的元素化合形成具有一定光、电性能的晶体材料。

特点：(1)适应性强,可以生长大部分化合物半导体材料;

(2)可通过精确控制各种气体的流量来控制外延层的组分,电学和光

学性质;

(3)可以生长原子级的超薄层以及多层、异质结构材料,超晶格,量

子阱等微结构材料

(4)可生长大面积均匀薄膜,膜的均匀性和电学性重复性较好,易于

产业化;

(5)MOCVD介于LPE和MBE二者之间(速率、纯度)。

2、在MOCVD中,基本的化学反应方程式是?

答：ARn+BHn-AB+nRH

A、B是组成外延材料的元素,R是有机基团。

例:(CH3)3Ga(g)+AsH3(g)->GaAs(s)+3CH4(g)

(C2H5)3Ga(g)+(C2H5)3P(g)+3H2(g)->GaP(s)+6C2H6(g)

3、目前半导体芯片生长普遍采用的生长技术是MOCVD技术。

八一LED.PPT

1、芯片工艺的作用是什么?

答:(1)芯片加工:从外延片(wafer)形成LED芯片(chip),如电极制作

等;

(2)芯片切割:将LED芯片从外延(wdiydn)片上分开。

2、芯片工艺包含哪些部分(biifen)?每个部分各包含哪些具体的工艺流程?

答：前エ艺(gOngyi)、后エ艺、点测分选三部分。

(1)前エ艺:外延片上做成一颗颗晶粒;

(2)后エ艺:后エ艺是将前工艺做成的含有数目众多管芯的晶片减薄,然

后用激光切割成一颗颗独立的管芯。

(3)点测分选;(a)点测大圆片或方片上每ー颗晶粒电性和光学性能;

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（b）将大圆片按照条件表分成规格一致的方片;

（c）吸除外观不良部分,并贴上标签

3、试计算半径为2in的大圆片切成尺寸为20mil的芯片,能切多少个?

解:R=2in=2000milS=pi*RA2d=20mil

s=dA2n=S/s=3.14*2000人2/400=31400（颗）

九一LED.PPT

1、为什么要对LED进行封装?

答:（1）保护芯片;（2）完成电气互联;（3）满足电学、光学和热学的技

术参数

2、小功率LED芯片有哪些封装方式?

答:引脚式封装;平面式封装;表面贴装式（SMDLED）；食人鱼封装

（PiranhaLED）〇

3、引脚式封装的步骤?引脚式封装中环氧树脂有什么作用?

答:（1）将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在支架上;

（2）芯片的正极用金属丝键合连到另一引线架上;

（3）负极用银浆粘结在支架反射杯内或用金丝和反射杯引脚相连；

环氧树脂的作用:（1）保护管芯等不受外界侵蚀；（2）采用不同的形状

和材料性质（掺或不掺散色剂）起透镜或漫射透镜功能,控制光的发散角。

4、引脚式封装和食人鱼封装各有什么优点?

答:引脚式:

食人鱼封装:（1）铜制支架,面积较大,因此传热和散热快;（2）食人

鱼LED比63mm、65mm引脚式的管子传热快,从而可以延长器件的使用寿

命。

5、SMD贴片式封装的流程?

答:PCB清洁、点胶、固晶、焊线、封装、切割和入库。

1、倒装封装为什么能提高LED的出光效率?

答:光线由一种介质进入另一种介质时,入射光一部分被折射,另一部分被

反射。

若光线由光密介质（折射率nl）射向光疏介质（折射率n2）,当入射角

（il）大于全反射临界角（ic）时,折射光线消失,光线全部被反射。ic=Sin-

ln2/nl,n2<nl,若n2与nl的数值相差越大,则全反射临界角（ic）越小,

光线越容易发生全反射现象。

2、简述（jidnsh口白光LED封装的一般工艺流程。

答:固晶、固晶烘烤、焊线、荧光粉涂布、荧光粉烘烤、透镜安装/灌胶成

型、胶体烘烤、半切、初测、二切、测试（cもshi）分档、检查包装。

3、照明用的LED有哪些特殊（怕shU）的要求?

答:①更高的发光效率；②更高的单灯光通量;③更好的光学特性（光指

向性、色温、显色性等）；④更大的输入功率；⑤更高的可靠性（更低的失

效率、更长的寿命等）；

⑥更低的光通量成本。

4、提高LED的发光效率有哪些方法?

〇

答:①提高芯片的发光效率;②将芯片发出的光有效地萃取出来;③将萃

取出来的光高效地导出LED管体外;④提高荧光粉的激发效率（对白光）；

⑤降低LED的热阻。

5、提高LED单灯光通量和输入功率的途径有哪些?

答:（1）在输入功率一定的前提下,提高LED的发光效率；（2）采用大

面积芯片封装LED,加大工作电流；（3）采用多芯片高密度集成化封装功率

型LED〇

6、LED在封装之前,一般需要检验,主要是检验哪些内容?

答:（1）是否有机械损伤及麻点；（2）芯片尺寸及电极大小是否符合エ艺

要求；（3）电极图案是否完整。

7、目前改善白光LED在低色温区的显色性的主要方法有哪些?

答;①尽量选用短波长的蓝色芯片（入D<460nm）；

②分析白光LED发光谱线的缺陷,选用含可弥补这些缺陷的物质的合适的

荧光粉；

③改善荧光粉的涂布技术,保证荧光粉得到充分而均匀的激发；

④采用其它具有显色性优势的白光生成技术路线。

+-LED.PPT

1、LED的IV曲线具有单向导电性和非线性特性。

2、小功率LED的正向电压是正向电流在めA时的电压。大功率LED的正向

电压通常是是正向电流在350mA的电压。

3、名词解释

（1）LED的点亮时间；指接通电源使发光亮度达到正常的10%开始,一直

到发光亮度达到正常值的90%所经历的时间。

（2）LED的熄灭时间;指正常发件的散热能力差。

光减弱至原来的10%所经历的时间。4、通过哪些方法可以降低LED的结

H-一-LEDJ»PT温?

1、什么是热阻,它的数学表达式如答:（1）减少LED本身的热阻;

何?（2）控制额定输入功率；（3）减少

答;指反映阻止热量传递能力的综LED与二次散热机构安装介面之间的

合参量（单位:C/W）,即物体持续热阻；（4）良好的二次散热机构；

传热功率为1W时,导热路径两端的（5）降低环境温度。

5、热传递方式有哪些?在LED主要

温差。n_AアーT厂Ta考虑哪些热传递方式?为什么?

3Po答;热对流、热传导和热辐射。

2、热量（rMiGng）对LED有哪些（ndxi。）LED主要考虑热传导.

影响?从热能分析,假设マ=发散功率

（1）发光强度降低；（2）发光主波（Pd）=VfXIf,而且Vf和If相对变

长偏移；（3）严重（ydnzhbng）降低化比较小,所以主要从热传导考虑

LED的寿命,加速LED的光衰。（p38）

3、LED的结温上升的原因有哪些?6、什么是帕尔帖效应?它的机理是

答:（1）元件不良的电极结构；什么?

（2）P—N结的注入效率不完美；答:帕尔贴效应;

（3）出光效率的限制;（4）LED元机理：由于接触电位差的存在,

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使通过结合处的电子经历电位突变,4.眩光的分类:1.直接眩光3.光幕眩

当接触电位差与外电场同向时,电场光2,反射眩光

カ做功使电子能量增加。同时,电子4、照明设计应考虑以下的主要因素

与晶体点阵碰撞将此能量变为晶体内