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目次
商品簡介
本書以半導體發光為主軸，將半導體照明相關知識全面整合，為讀者提供了全面的基礎原理與應用介紹，內容集學術性與應用性為一體。讀者只要具備大學物理、高等數學的基礎知識就可閱讀本教材。全書共分為8章，第1章簡述了電光源與照明的發展及半導體照明行業的概貌，第2章結合半導體照明技術介紹了亮度學與色度學的基礎知識，第3章介紹了半導體照明光源的物理基礎，第4章介紹了發光二極體原理、主要性能及白光源的實現，第5章介紹了半導體照明光源的材料與器件，第6章介紹了半導體照明燈具、評價與設計技術，第7章簡要介紹了有機發光二極體（OLED）的知識，第8章簡要介紹了半導體照明技術的發展與展望。
目次
第1章 緒論 1
1.1 光源與照明的發展歷史 2
1.2 典型電光源 3
1.2.1 白熾燈與鹵鎢燈 4
1.2.2 螢光燈、節能燈和無極燈 5
1.2.3 高壓鈉燈 6
1.2.4 半導體照明光源 7
1.3 照明的經濟核算 8
1.4 照明設計標準簡介 9
1.5 照明電器產品標準簡介 11
1.6 照明的生物安全 13
1.7 綠色照明 14
1.8 半導體照明技術與產業 15
1.8.1 技術特點 15
1.8.2 產業概述 16
1.8.3 發展與創新 19
思考題 19
參考資料 20
第2章 亮度學與色度學基礎 22
2.1 人眼結構與視覺 22
2.2 亮度學 23
2.2.1 視覺函數 23
2.2.2 輻射度學與基本參量 24
2.2.3 亮度學與基本參量 25
2.2.4 輻射光源的光視效能與光效 27
2.3 色度學 27
2.3.1 顏色匹配函數與色度圖 27
2.3.2 色純度 33
2.3.3 白光光源色參數 34
2.3.4 顏色的混合與顯色性 36
2.4 輻射光源的光色指標 39
思考題 41
習題 41
參考資料 42
第3章 半導體照明光源物理基礎 43
3.1 晶體學基礎 43
3.1.1 空間點陣 43
3.1.2 晶面指數和晶向指數 44
3.1.3 常見晶體結構及其幾何特徵 45
3.1.4 晶體的堆垛方式 46
3.2 晶體的電子結構 47
3.2.1 晶體的結合鍵 47
3.2.2 晶體中電子的能態 48
3.2.3 晶體的結合能 51
3.3 半導體基礎 54
3.3.1 能帶與載流子的運動 54
3.3.2 本征半導體 55
3.3.3 摻雜半導體 55
3.3.4 簡並半導體及能帶 57
3.3.5 外加電場下半導體的能帶圖 58
3.4 直接帶隙與間接帶隙半導體 59
3.5 pn結及特性 60
3.5.1 pn結的形成 60
3.5.2 pn結的特性 61
3.5.3 載流子的複合 65
3.6 半導體發光材料條件 70
3.7 異質結及特性 73
3.7.1 異質結概念 73
3.7.2 異質結半導體材料特性 74
3.8 量子阱及特性 76
思考題 78
習題 79
參考資料 79
第4章 發光二極體 81
4.1 發光二極體晶片結構及原理 81
4.1.1 發光二極體晶片基本結構 81
4.1.2 光子與電子的相互作用 82
4.1.3 發光二極體原理 84
4.2 雙異質結髮光二極體 86
4.3 量子阱結構發光二極體 88
4.4 發光二極體特性 89
4.4.1 電性能 89
4.4.2 光性能 92
4.4.3 熱性能 98
4.5 白光發光二極體 102
4.5.1 螢光粉轉換白光發光二極體 103
4.5.2 多晶片封裝白光發光二極體 105
4.5.3 單片集成白光發光二極體 106
4.6 照明用白光發光二極體的特徵參數與要求 108
4.6.1 光通量 108
4.6.2 發光效率 109
4.6.3 顯色指數 110
4.6.4 色溫 111
4.6.5 穩定性 112
4.6.6 熱阻對色溫的影響 112
4.6.7 抗靜電特性 115
4.6.8 典型產品 117
思考題 118
習題 118
參考資料 119
第5章 半導體照明光源材料與器件 121
5.1 半導體發光材料體系 123
5.1.1 化合物半導體 123
5.1.2 發光二極體典型材料 124
5.2 外延技術 129
5.2.1 晶體結構與外延 129
5.2.2 典型外延技術 131
5.2.3 GaN基外延材料的MOCVD生長 138
5.2.4 外延材料的測試分析 141
5.3 晶片技術 144
5.3.1 晶片工藝流程 144
5.3.2 晶片結構與實現 148
5.4 光萃取技術 151
5.4.1 基本原理 151
5.4.2 晶片設計與光提取 151
5.5 螢光材料 159
5.5.1 發光與發光材料 159
5.5.2 照明燈用發光材料 164
5.5.3 白光LED用發光材料 165
5.6 LED封裝材料與技術 181
5.6.1 封裝材料 182
5.6.2 封裝工藝 184
5.6.3 典型封裝結構 187
5.6.4 熱管理 192
思考題 195
參考資料 196
第6章 半導體照明燈具、評價與設計技術 201
6.1 半導體照明燈具 201
6.1.1 基本構成 201
6.1.2 典型燈具及應用 202
6.2 半導體照明燈具評價 205
6.2.1 燈具配光曲線 206
6.2.2 光束角 206
6.2.3 光通量 207
6.2.4 色溫 207
6.2.5 顯色指數 207
6.2.6 燈具遮光角 208
6.2.7 燈具發光效率 208
6.2.8 燈具利用係數 208
6.3 半導體照明燈具設計 208
6.3.1 光學設計 208
6.3.2 驅動電路設計 216
6.3.3 可靠性設計 230
6.4 照明中的控制技術 252
6.4.1 智慧燈具的應用現狀 252
6.4.2 智慧照明中的感測器技術 253
6.4.3 智能照明中的MCU 254
6.4.4 智慧照明中的通信網路 258
6.5 半導體照明標準 264
6.5.1 我國半導體照明產品的標準體系 264
6.5.2 國內外標準化組織 266
6.5.3 主要標準概述 268
思考題 272
習題 272
參考資料 273
第7章 有機發光二極體 276
7.1 有機半導體發光機理 276
7.2 OLED的電氣性質 278
7.2.1 載荷子注入模型 278
7.2.2 載荷子輸運模型 278
7.3 OLED材料 279
7.4 OLED的器件結構 282
7.4.1 OLED的一般結構 282
7.4.2 OLED照明專用結構 283
7.5 OLED的製備工藝 285
7.6 OLED的封裝 288
7.7 OLED的應用 290
7.7.1 OLED的顯示應用 290
7.7.2 OLED的照明應用 292
思考題 293
第8章 半導體照明展望 294
8.1 概述 294
8.2 技術發展 295
8.2.1 LED材料、器件與封裝 296
8.2.2 可見光通信技術 297
8.2.3 非視覺照明應用技術 298
8.3 市場分析 298
8.3.1 總體市場前景趨勢 299
8.3.2 分類市場規模分析 300
參考資料 305
附錄A 中外文對照關鍵字索引 307
1.1 光源與照明的發展歷史 2
1.2 典型電光源 3
1.2.1 白熾燈與鹵鎢燈 4
1.2.2 螢光燈、節能燈和無極燈 5
1.2.3 高壓鈉燈 6
1.2.4 半導體照明光源 7
1.3 照明的經濟核算 8
1.4 照明設計標準簡介 9
1.5 照明電器產品標準簡介 11
1.6 照明的生物安全 13
1.7 綠色照明 14
1.8 半導體照明技術與產業 15
1.8.1 技術特點 15
1.8.2 產業概述 16
1.8.3 發展與創新 19
思考題 19
參考資料 20
第2章 亮度學與色度學基礎 22
2.1 人眼結構與視覺 22
2.2 亮度學 23
2.2.1 視覺函數 23
2.2.2 輻射度學與基本參量 24
2.2.3 亮度學與基本參量 25
2.2.4 輻射光源的光視效能與光效 27
2.3 色度學 27
2.3.1 顏色匹配函數與色度圖 27
2.3.2 色純度 33
2.3.3 白光光源色參數 34
2.3.4 顏色的混合與顯色性 36
2.4 輻射光源的光色指標 39
思考題 41
習題 41
參考資料 42
第3章 半導體照明光源物理基礎 43
3.1 晶體學基礎 43
3.1.1 空間點陣 43
3.1.2 晶面指數和晶向指數 44
3.1.3 常見晶體結構及其幾何特徵 45
3.1.4 晶體的堆垛方式 46
3.2 晶體的電子結構 47
3.2.1 晶體的結合鍵 47
3.2.2 晶體中電子的能態 48
3.2.3 晶體的結合能 51
3.3 半導體基礎 54
3.3.1 能帶與載流子的運動 54
3.3.2 本征半導體 55
3.3.3 摻雜半導體 55
3.3.4 簡並半導體及能帶 57
3.3.5 外加電場下半導體的能帶圖 58
3.4 直接帶隙與間接帶隙半導體 59
3.5 pn結及特性 60
3.5.1 pn結的形成 60
3.5.2 pn結的特性 61
3.5.3 載流子的複合 65
3.6 半導體發光材料條件 70
3.7 異質結及特性 73
3.7.1 異質結概念 73
3.7.2 異質結半導體材料特性 74
3.8 量子阱及特性 76
思考題 78
習題 79
參考資料 79
第4章 發光二極體 81
4.1 發光二極體晶片結構及原理 81
4.1.1 發光二極體晶片基本結構 81
4.1.2 光子與電子的相互作用 82
4.1.3 發光二極體原理 84
4.2 雙異質結髮光二極體 86
4.3 量子阱結構發光二極體 88
4.4 發光二極體特性 89
4.4.1 電性能 89
4.4.2 光性能 92
4.4.3 熱性能 98
4.5 白光發光二極體 102
4.5.1 螢光粉轉換白光發光二極體 103
4.5.2 多晶片封裝白光發光二極體 105
4.5.3 單片集成白光發光二極體 106
4.6 照明用白光發光二極體的特徵參數與要求 108
4.6.1 光通量 108
4.6.2 發光效率 109
4.6.3 顯色指數 110
4.6.4 色溫 111
4.6.5 穩定性 112
4.6.6 熱阻對色溫的影響 112
4.6.7 抗靜電特性 115
4.6.8 典型產品 117
思考題 118
習題 118
參考資料 119
第5章 半導體照明光源材料與器件 121
5.1 半導體發光材料體系 123
5.1.1 化合物半導體 123
5.1.2 發光二極體典型材料 124
5.2 外延技術 129
5.2.1 晶體結構與外延 129
5.2.2 典型外延技術 131
5.2.3 GaN基外延材料的MOCVD生長 138
5.2.4 外延材料的測試分析 141
5.3 晶片技術 144
5.3.1 晶片工藝流程 144
5.3.2 晶片結構與實現 148
5.4 光萃取技術 151
5.4.1 基本原理 151
5.4.2 晶片設計與光提取 151
5.5 螢光材料 159
5.5.1 發光與發光材料 159
5.5.2 照明燈用發光材料 164
5.5.3 白光LED用發光材料 165
5.6 LED封裝材料與技術 181
5.6.1 封裝材料 182
5.6.2 封裝工藝 184
5.6.3 典型封裝結構 187
5.6.4 熱管理 192
思考題 195
參考資料 196
第6章 半導體照明燈具、評價與設計技術 201
6.1 半導體照明燈具 201
6.1.1 基本構成 201
6.1.2 典型燈具及應用 202
6.2 半導體照明燈具評價 205
6.2.1 燈具配光曲線 206
6.2.2 光束角 206
6.2.3 光通量 207
6.2.4 色溫 207
6.2.5 顯色指數 207
6.2.6 燈具遮光角 208
6.2.7 燈具發光效率 208
6.2.8 燈具利用係數 208
6.3 半導體照明燈具設計 208
6.3.1 光學設計 208
6.3.2 驅動電路設計 216
6.3.3 可靠性設計 230
6.4 照明中的控制技術 252
6.4.1 智慧燈具的應用現狀 252
6.4.2 智慧照明中的感測器技術 253
6.4.3 智能照明中的MCU 254
6.4.4 智慧照明中的通信網路 258
6.5 半導體照明標準 264
6.5.1 我國半導體照明產品的標準體系 264
6.5.2 國內外標準化組織 266
6.5.3 主要標準概述 268
思考題 272
習題 272
參考資料 273
第7章 有機發光二極體 276
7.1 有機半導體發光機理 276
7.2 OLED的電氣性質 278
7.2.1 載荷子注入模型 278
7.2.2 載荷子輸運模型 278
7.3 OLED材料 279
7.4 OLED的器件結構 282
7.4.1 OLED的一般結構 282
7.4.2 OLED照明專用結構 283
7.5 OLED的製備工藝 285
7.6 OLED的封裝 288
7.7 OLED的應用 290
7.7.1 OLED的顯示應用 290
7.7.2 OLED的照明應用 292
思考題 293
第8章 半導體照明展望 294
8.1 概述 294
8.2 技術發展 295
8.2.1 LED材料、器件與封裝 296
8.2.2 可見光通信技術 297
8.2.3 非視覺照明應用技術 298
8.3 市場分析 298
8.3.1 總體市場前景趨勢 299
8.3.2 分類市場規模分析 300
參考資料 305
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