2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体的发光与显示

半导体发光与显示OLED的优点1.柔软，可以是任意形状，所以OLED显示屏的外形不受限制，可以是任何形状，可以放到任意物体的表面。由于使用了新的基质材料，OLED显示屏比目前最薄的薄膜电晶体管（TFT）屏幕还要平整得多。

可以放在衣服上的显示屏可以卷起来的显示屏2.可视角度大3.与无机晶体半导体发光二极管相比，成本低4.制备技术简单缺点：1.亮度低2.稳定性相对差3.工艺重复性有待提高LED的发展历史罗塞夫lossew.o.w在1923年就发现了半导体SiC中偶然形成的p-n结的光发射1965年世界上的第一只商用化LED诞生，用锗制成，单价45美元，为红光LED，发光效率0.1lm/w1968年利用半导体搀杂工艺使GaAsP材料的LED的发光效率达到1lm/w,并且能够发出红光、橙光和黄光1971年出现GaP材料的绿光LED，发光效率也达到1lm/wLED的发展历史80年代，重大技术突破，开发出AlGaAs材料的LED，发光效率达到10lm/w1990年到2001年，AlInGaP的高亮度LED成熟，发光效率达到40—50lm/w1990年基于SiC材料的蓝光LED出现，发光效率为0.04lm/w90年代中期出现以蓝宝石为衬底的GaN蓝光LED，到目前仍然采用该技术色彩绚丽的单色LEDLED的分类按发光颜色：分为红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。按LED出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色：可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。按发光管出光面特征：分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等LED的分类按LED的结构：分为全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构按发光强度和工作电流：分有普通亮度的LED（发光强度<10mcd）；超高亮度的LED（发光强度>100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度LED。超辐射发光二极管（SLD)LED、SLD、LD的区别器件LEDSLDLD器件结构Pn结复合区＋吸收区＋端面增透膜异质结＋谐振腔光输出功率<1mW0.3-5mW1-100nW光谱半宽nm50-10030-90<0.5相干长度不相干短，微米长，毫米光束分散角12030-4015-45工作原理自发辐射自发辐射＋光放大受激辐射＋光放大应用领域显示、照明，短距离光通信光纤陀螺、光纤传感光纤通信、光盘存储，激光测距，光纤传感，光学仪器1、显示方法的演变历史2、LED显示屏3、LED显示器结构4、LED显示屏的分类5、LED显示屏的广泛应用6、LED显示屏发展趋势显示方法的演变历史传统的白积灯>霓虹灯>广告灯箱>平面招牌广告>磁翻版>阴极管（crt）或石英管（dv）大型电视(成本非常昂贵)>彩色液晶显示>映像投影设备>电视墙（tv-wall）>LED显示屏

LED显示屏

LED电子显示屏（

LED

panel

）是通过一定的控制方式，用于显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的LED器件阵列组成的显示屏幕。是集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示系统。它以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作性能稳定而日渐成为显示媒体中的佼佼者。LED显示屏的分类按基色划分单色--构成LED显示屏的发光像元只有一种颜色，一般是红色或绿色。双基色--构成LED显示屏的发光像元有红绿两种颜色，依靠红绿两种基色的不同灰度等级组合可以显示多种颜色。可以显示文字、图片、动画以及视频图像。室内双基色手机背光源LED显示屏的分类全彩色--构成LED显示屏的发光像元有红绿蓝三种颜色，依靠红绿蓝三种基色的不同灰度等级组合可以较好地还原自然界的色彩，具有丰富的表现力，从理论上讲，其色彩的还原能力超过电视机，按控制方式划分条屏—条屏由单片机控制，主要用于文字显示，本身可独立工作，可用遥控器输入信息，也可与计算机通讯，接收计算机发来的信息。图文屏—图文屏由单片机控制，一般无灰度控制，即发光像元只有一个亮度等级，通过发光点的亮或灭组成文字或图形显示，双基色图文屏可显示红绿黄三种颜色视屏—视屏是指LED屏幕与其控制计算机的显示器具有点-点对应的映射关系，条屏按使用环境划分

室内--室内屏指LED显示屏用于室内环境，由于观看距离短，面积较室外屏小得多，因此像素点也较小，室内屏的像素规格主要有Ф3、Ф3.75、Ф4.8、Ф5以及Ф8室外--室外屏指LED显示屏用于室外环境，要求亮度较高，一般采用聚光封装，牺牲视角换取亮度；在结构设计方面要考虑防水、防潮、防腐蚀等措施；室外屏一般面积较大，因此像素点也较大，室外屏的像素规格主要有Ф11、方12，方15，

Ф19、Ф26、Ф32等LED显示屏的广泛应用证券交易、金融信息显示场航班动态信息显示。航班住处显示系统（Flight

information

Display

system）.港口、车站旅客引导信息显示体育场馆信息显示道路交通信息显示调度指挥中心信息显示邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示广告媒体新产品演出和集会展览会室内全彩户外双基色室内双基色显示系统室内点阵式全彩

芝加哥千禧公园的中心装饰，皇冠喷泉室外大LED全彩色屏幕城市建筑装饰灯光工程LED显示屏发展趋势高亮度、全彩化

蓝色及纯绿色LED产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件标准化、规范化材料、技术的成熟及市场价格的基本均衡之后，LED显示屏的标准