作业答案ppt课件

1、第一章作业（1）,1、概述照明光源的发展。 答：火-灯-白炽灯-荧光灯-LED光源-OLED光源 2、概述LED作为照明光源的优缺点。 答：优点：（1）环保，不含汞等有毒物质；（2）高效节能，电光转换效率高；（3）寿命长，LED灯珠大概有10万小时的寿命；（4）体积小，可以做成各种形状；（5）易于控制，美化生活。缺点：（1）有炫光；（2）热量不容易散发；（3）价格比较高。 3、概述OLED作为照明光源的优缺点。 答：优点：（1）厚度薄重量轻；（2）柔性，可以做出各种形状；（3）透明；（4）发热温度低；（5）不含紫外线；（6）不刺眼。缺点：不能实现大尺寸面板的量产。,1,4、概述明视觉和暗视觉。

2、 答：当周围环境的亮度大于3cd/m2时（在白天或明亮环境中），主要由锥状细胞起作用，看到的景象既有明亮感，又有彩色感，这种视觉叫做明视觉。当周围环境的亮度小于0.01cd/m2时（在黑夜或弱光环境中），主要由杆状细胞起作用，看到的景物全是灰黑色，只有明暗感，没有彩色感 ，这种视觉叫做暗视觉。 5、概述光谱光视效率（视见函数） 答： ，在这个式子中，为在波长处的光通量，e 为在 波长处的辐射通量，所以k（）表示人眼对不同波长的辐射产生光感觉的效率 ，而这个式子是将光谱光视效能归一化，以光谱光视效能最大处的 波长为基准来衡量其它波长处引起的视觉。 6、LED的应用（略）。,2,第一章作业（2）,

3、1、概述LED的光度学参数（光通量、光强、照度和亮度），包括定义、符号和单位。 答：（1）光通量：光源在单位时间内光能的大小，用表示，单位是流明，符号lm；（2）发光强度：光源在给定方向的单位立体角d内所发出的光通量，用I表示，单位是坎德拉，符号cd；（3）照度：在被照物体表面上，单位面积所接收到的光通量，用E表示，单位是勒克斯，符号lx；（4）亮度：在一个广光源上取一个单位面积dA，从与表面法线成 角的方向上观察，在这个方向上的光强与人眼所见到的光源面积之比，定义为光源在该方向的亮度，用B表示，单位是尼特 ，符号nt。,3,2、概述LED的色度学参数（显色指数、相关色温和色温），包括定义、符

4、号和单位。 答：（1）显色指数：物体在光源下显示的色貌与其在自然光（或者标准光源）下原色貌进行比较，两者的接近程度称为光源的显色性；符号为Ra，没有单位。（2）色温：当光源所发射的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的这个温度就称为该光源的颜色温度，简称色温。符号为T，单位为开尔文K。（3）相关色温：当某一种光源的颜色与在某一温度下的黑体颜色最接近时, 黑体的温度即为这种光源的相关色温。符号为T，单位为开尔文K。,4,3、概述LED的电学参数（工作电压、功率、光效、功率因数和频闪），包括定义、符号和单位。 答：（1）工作电压：指的是LED正常工作的电压，符号VF，单位伏特V； （2

5、）功率：P=V*I，其中V为电压，I为电流，P为功率，单位为瓦特W； （3）光效： （4）功率因数：功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大， 增加了线路供电损失，因此供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。 在交流电路中，电压与电流之间的相位差()的余弦叫做功率因数，用符号cos表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cos=P/S （5）频闪：led灯频闪一般是电源纹波太大，使LED灯闪烁，这种闪烁人眼是看不出来的，需要用手机拍照就可以明显看到闪烁了。,5,4、概述色品图。 答：由x、y（z）确定的表示颜色的二维图形（舌

6、形/马蹄形曲线），x表示红色分量，y表示绿色分量,6,第四章作业,1、外量子效率、内量子效率概念； 答：外量子效率：发出的光子数与注入电子数之比； 内量子效率：每注入一个电子在PN结中产生的光子数。 2、取光效率受什么因素影响？你能说出几种提高取光效率的方法吗？ 答：取光效率受下列因素的影响：（1）芯片内部结构缺陷以及材料对光的吸收；（2）光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失；（3）入射角大于全反射临界角而引起的全反射损失。提高取光效率的方法：（1）减小芯片内部结构缺陷，主要办法是使用晶格常数和热膨胀系数都匹配的衬底；（2）减少衬底对光的吸收，有三个办法：在衬底上长DBR结构；使用透明衬底

7、；使用衬底剥离技术；（3）减小全反射损失，有两个办法：使用增透层；使用表面粗化技术；（4）使用光子晶体结构；（5）使用倒装芯片结构。,7,第五章作业,1、概括LED制造的过程 答：外延-芯片生长-芯片切割-芯片封装。 2、概述LED外延工艺（定义、LED外延的特殊性、外延设备） 答：外延（epitaxy）：指在单晶衬底上，用物理的或化学的方法，按衬底晶向排列生长单晶膜的工艺过程。 LED外延的特殊性：（1）对杂质的控制要求严格；（2）异质外延，需要考虑晶格匹配和热膨胀系数匹配；（3）对材料的组分控制要求严格，因为组分决定LED的发光波长；（4）对材料的厚度要严格控制，因为厚度决定LED的光效。

8、 LED外延设备：（1）MOCVD；（2）MBE,8,3、根据第五讲LED芯片制造PPT第30页，概述LED的制备过程，画出单个LED器件光刻时掩膜版的形状。 （作业3和作业4任选1题做即可） 答：略 4、根据第五讲LED芯片制造PPT第31页，概述OLED的制备过程，画出单个OLED器件光刻时掩膜版的形状。 （作业3和作业4任选1题做即可） 答：略,9,5、从各向异性、选择性、是否发生化学反应和物理作用来比较湿法腐蚀和干法刻蚀。 答：湿法腐蚀：利用液态化学试剂或溶液通过化学反应进行刻蚀的方法。优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低；缺点是钻蚀严重、各向同性腐蚀，对图形的控制性

9、较差。 干法腐蚀：主要指利用低压放电产生的等离子体中的离子或游离基(处于激发态的分子、原子及各种原子基团等)与材料发生化学反应或通过轰击等物理作用而达到刻蚀的目的。优点：分辨率高；各向异性腐蚀能力强；某些情况下腐蚀选择比大；均匀性、重复性好；便于连续自动操作。 6、石墨烯材料的优势及应用。 答：石墨烯材料的优势：（1）二维材料，轻薄；（2）导电性能好；（3）强度大；（4）透光性好；（5）可折叠。石墨烯的应用略。,10,第六章作业,1、倒装结构与正装结构相比，有哪些优势？ 答：（1）避开P电极上导电层吸收光和电极垫遮光的问题，又在p-GaN表面设置低欧姆接触的反光层来将往下的光线引导向上，既可以

10、提高输出光通量，又可以降低驱动电压；（2）通过共晶焊将LED芯片倒装到具有更高导热率的硅衬底上（导热系数约120W/mK），芯片与衬底间的金凸点和硅衬底同时提高LED芯片的散热能力；（3）通过在硅衬底内部集成齐纳保护电路的方法，可以提高LED芯片的抗静电释放能力（ESD）；（4）在封装结构中由蓝宝石表面射出的光经由硅胶和荧光粉界面层的全反射临界角51.1-70.8比GaN表面射出光的临界角36.7-45.1更大，光线全反射损失大大降低，从而提高光效。,11,2、垂直结构与正装结构相比，有哪些优势？ 答：(1) 平面结构LED的p、n电极在同一侧，电流须横向流过n-GaN层，导致电流拥挤，发热量

11、高；而垂直结构LED两个电极分别在LED的两侧，电流几乎全部垂直流过外延层，没有横向流动的电流，电流分布均匀，产生的热量减少； (2) 传统的正装结构采用蓝宝石衬底，由于蓝宝石衬底不导电，所以需要刻蚀台面，牺牲了有源区的面积；垂直结构LED采用键合与剥离的方法将蓝宝石衬底去除，换成导电性好的衬底，不需要刻蚀台面，可充分的利用有源区；（3）由于蓝宝石衬底的导热性差（35/(mK)），限制了LED芯片的散热；垂直结构LED采用键合与剥离的方法将蓝宝石衬底去除，换成具有高热导率的衬底，可有效地散热。(4) 正装结构GaN基LED，p-GaN层为出光面，由于该层较薄，不利于制作表面微结构。但是对于垂直

12、结构LED，n-GaN层为出光面，该层具有一定的厚度，便于制作表面微结构，可以提高光提取效率。,12,3、LED的热是如何产生的？ 答：（1）串联电阻产生的焦耳热；（2）注入PN结的电子没有全部转换为光子，其中一部分电子发生非辐射复合，转化为热量；（3）在LED有源区转化为光子的电子，因为全反射或者吸收而转化为热量的部分。 4、LED结温升高对LED性能的影响。 答：LED结温升高，（1）使LED的正向压降变小，LED的驱动方式最好为恒流驱动；（2）使LED的光通量减小，影响LED的光效和寿命；（3）使LED的波长红移，半高宽变大，光色饱和度降低。 5、LED伏安特性具有负温度系数，对LED的驱动方式产生什么影响？ 答：一般LED的结温每升高1C ，I/V