2022-2023学年高二物理竞赛课件:半导体的发光与显示(共29张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:半导体的发光与显示(共29张PPT)

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(共29张PPT)
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0.1 lm/w
1968年利用半导体搀杂工艺使GaAsP材料的LED的发光效率达到1 lm/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1 lm/w
LED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 10 lm/w
1990年到2001年,AlInGaP的高亮度LED成熟,发光效率达到 40—50 lm/w
1990年基于SiC材料的蓝光LED出现,发光效率为0.04 lm/w
90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LED
LED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 LED SLD LD
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 <1mW 0.3-5mW 1-100nW
光谱半宽nm 50-100 30-90 <0.5
相干长度 不相干 短,微米 长,毫米
光束分散角 120 30-40 15-45
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显示屏的标准化和规范化将成为LED显示屏发燕尾服的一个新趋势。
产品结构多样化
信息化社会的形成,LED显示民间的应用前景更为广阔
科学家开发出新颖的多色LED
加利福尼亚大学的科学家们在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室已经开发出第一个基于半导体氮化镓封装胶状量子点的完全无机多色LED。

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