LED 及其应用技术（复旦大学电光源研究所的专家编写）

　　由复旦大学电光源研究所的专家编写。内容涵盖led的原理、材料、芯片、封装及应用。内容全面，实用性强。

　　全书按照LED产业链的主线进行编写，试图从LED的原理、材料、芯片、封装、应用等阐述LED。全书分为16章，第1章电光源综述，主要介绍光源的历史并对LED与传统光源进行比较；第2章介绍LED的发光原理；第3章介绍LED的材料体系；第4章介绍LED的光取出；第5章介绍LED的芯片制造技术；第6章介绍LED的封装技术；第7章介绍白光LED；第8章介绍LED器件的性能；第9章介绍LED光及热特性的测试；第10～12章分别介绍LED应用技术的三个重要方面，即光学设计、驱动技术与散热技术；第13、14章分别介绍用于普通照明的中小功率、大功率LED灯具；第15章介绍LED的信号显示与背光应用；第16章介绍LED的非视觉应用。

　　本书可作为光源照明和建筑行业的工程师及相关爱好者的参考书，也可以作为大专院校建筑、光源与照明等相关专业的研究生和本专科学生教材。

第1章电光源综述
1.1光源发展史
1.2几种主要电光源简介
1.2.1白炽灯
1.2.2荧光灯
1.2.3HID
1.3LED的优势——与传统光源比较
1.3.1LED光源的主要特点
1.3.2LED光源推进的关键因素
参考文献
第2章LED的发光原理
2.1LED发光原理简介
2.1.1p.n结
2.1.2零偏置p.n结
2.1.3正向偏置p.n结
2.1.4电子与空穴的复合
2.1.5能级理论
2.1.6异质结和量子阱
2.2LED发光效率
2.2.1内量子效率
2.2.2外量子效率
2.2.3电子注入效率(Injection Efficiency)
2.2.4馈给效率(Feeding Efficiency)
2.2.5光电效率(Opto.electric Efficiency)
2.2.6电源效率
2.2.7光源光效
2.2.8系统光效
参考文献
第3章LED的材料体系
3.1发光条件
3.2材料体系
3.2.1GaP/GaAsP材料体系
3.2.2AlGaAs/GaAs材料体系
3.2.3AlGaInP材料体系
3.2.4AlGaInN/GaN材料体系
参考文献
第4章LED的光取出
4.1影响LED光取出效率的因素
4.1.1材料内部的吸收
4.1.2菲涅尔损失(反射损失)
4.1.3全反射损失
4.2提高LED出光效率
4.2.1加中间层
4.2.2透明衬底技术
4.2.3分布布拉格反射层(DBR)结构
4.2.4金属膜反射技术
4.2.5表面粗化技术
4.2.6电流阻挡层
4.2.7采用TCL或ITO
4.2.8非平面结构芯片
4.2.9图形化蓝宝石衬底技术
4.2.10光子晶体
4.2.11表面等离激元
参考文献
第5章LED的芯片制造技术
5.1LED外延片的制造技术
5.1.1历史发展
5.1.2外延设备
5.1.3衬底材料
5.1.4LED发光部分的结构
5.2LED芯片的制造技术
5.2.1几种相关的工艺制程介绍
5.2.2芯片的制作流程
参考文献
第6章LED的封装技术
6.1LED封装简介
6.1.1LED封装的目的
6.1.2LED封装的两个关键问题
6.2LED封装形式的发展
6.2.1DIP封装
6.2.2SMD封装
6.2.3大功率LED封装
6.2.4COB多芯片集成封装
6.2.5其他封装形式
6.3LED封装工艺
6.3.1小功率LED封装
6.3.2大功率LED封装
6.4LED封装材料
6.4.1大功率LED封装基板
6.4.2其他大功率LED封装材料
参考文献
第7章白光LED
7.1三基色白光LED
7.2紫外芯片加三基色荧光粉白光LED
7.3蓝光LED加黄色荧光粉的方法
7.4视觉照明对于LED技术的需求
参考文献
第8章LED器件的性能
8.1光参数
8.1.1光度学参数
8.1.2色度学参数
8.2电参数
8.2.1LED伏安特性曲线
8.2.2LED的主要电参数
8.3热参数
参考文献
第9章LED光及热特性的测试
9.1LED光特性测试
9.1.1分布光度计测量法
9.1.2光电积分测量法
9.1.3光电积分法测量LED光通量的问题及解决
9.1.4目前的一些新型测试方法
9.2LED热特性的测量
9.2.1LED的热测量方法
9.2.2测试结温的其他方法
参考文献
第10章LED的光学设计
10.1LED光学设计的特点
10.2几种主要的LED灯具光学系统形式
10.3自由曲面的二次光学设计
10.3.1自由曲面的概念及设计方法
10.3.2自由曲面LED透镜的设计
参考文献
第11章LED的驱动与控制技术
11.1LED驱动的一般特点
11.1.1限流电路
11.1.2线性恒流电路
11.1.3开关型直流驱动电路
11.2开关型直流驱动电路
11.2.1降压变换器
11.2.2升压变换器
11.2.3升.降压变换器
11.2.4设计要点
11.3交流驱动电路
11.3.1正激变换器
11.3.2反激变换器（Flyback）
11.3.3半桥LLC谐振变换器
11.3.4设计注意要点
11.4LED的控制技术
11.4.1LED的调光控制
11.4.2信号线型控制
11.4.3无线网络控制
11.4.4电力线载波控制
11.4.5LED大规模控制技术
参考文献
第12章LED灯具的散热
12.1热量对LED性能的影响
12.1.1结温对光效的影响
12.1.2结温升高对寿命的影响
12.1.3结温升高对波长的影响
12.2LED灯具的散热
12.2.1散热的基本原理
12.2.2LED灯具散热的关键
12.3目前LED灯具散热的主要方法
12.3.1主动型散热
12.3.2被动型散热
12.3.3其他散热新技术
参考文献
第13章LED的主要应用领域之一中小功率灯具
13.1中小功率LED灯具的一般特点
13.2几种重要的LED室内照明灯具
13.2.1LED球泡灯
13.2.2LED投射灯
13.2.3LED直管灯
13.2.4LED筒灯
参考文献
第14章LED的主要应用领域之二大功率灯具
14.1大功率LED灯具的一般特点
14.2几种主要的LED灯具形式
14.2.1LED路灯
14.2.2LED隧道灯
14.2.3LED厂矿灯
14.2.4大功率LED投光灯
14.3大功率LED灯具使用案例——长江隧道LED照明
14.3.1项目背景
14.3.2LED在长江隧道工程中的应用——研究准备
14.3.3长江隧道LED照明的实施情况
14.3.4总结
14.4大功率LED的模组化趋势
参考文献
第15章LED的信号显示与背光应用
15.1LED交通信号灯
15.2LED背光源
15.3LED电视背光源
15.3.1电视背光源的主要要求
15.3.2LED电视背光源的主要技术难点
参考文献
第16章LED的非视觉应用
16.1光源的视觉与非视觉应用
16.2LED用于种植业补光
16.2.1植物补光背景
16.2.2LED进行植物补光的优势
16.2.3LED在植物生长补光领域的研究应用现状
16.3LED用于医疗领域
16.3.1LED在医疗领域的主要应用
16.3.2LED在医疗领域的前景展望
16.4LED用于通信领域
16.4.1LED可见光通信原理
16.4.2LED可见光通信的技术关键
16.4.3LED可见光通信研究进展及前景
参考文献

The emergence of high?brightness light?emitting
diode（HB?LED）white light source technology，made possible by the
development of blue LEDs in the 1990s，is an exemplar of disruptive
technology introduction?Its promise and potential for delivering
low?cost，high efficiency illumination sources，with much improved
life?cycle costs（LCC）compared to incumbent technologies，is being
realized and it is on course to become the dominant lighting
technology in the majority of major lighting
sectors，i?e?，residential，retail，commercial and industrial?
The importance of HB?LED technology does not derive simply from its
advantages as an energy efficient and cost effective alternative to
the established thermal and plasma light source technologies，widely
referred to now as “legacy” lighting?It is important also because
of at least two of its other major characteristics?Firstly，LEDs are
simple electronic circuit components enabling them to be
incorporated into complex multi?sensor，multi?function，addressable
lighting systems，i?e?，a basis for
“intelligent”lighting?Secondly，multi?LED systems，with or without
the assistance of phosphors，make it possible to realize spectral
power distributions（SPDs）of almost arbitrary profile in the
near?uv，visible and near?ir regions?In the visible region this
latter characteristic makes it possible，for example，to dynamically
control the colour temperature of a lit internal space to mimic the
diurnal behaviour of daylight?Importantly，the ability to design the
SPD of sources is highlighting a need for much greater
understanding of the interaction of living systems with light，for
example，as it relates to human health or to plant growth?
Such issues and opportunities deriving from the characteristics of
HB?LED technology have created a rich，diverse and rapidly growing
area of lighting?related research worldwide to help guide the
further，decades long，development of the technology and its
applications，including its many non?lighting applications?HB?LED
technology may be said to have emerged from its revolutionary
development phase to become today an established alternative
lighting technology，albeit with a long development path ahead to
reach its full potential?
This timely and valuable book by Professor Liu Muqing and
colleagues from the Institute for Electric Light Sources at Fudan
University，made available to me as a machine translation from the
original Chinese，takes the opportunity to review the technology as
it transitions from revolutionary to evolutionary phases of
development?The book provides in?depth，accessible descriptions of
the major constituent parts of LED modules and their underlying
design principles，of the driver and control technologies，and of
device performance metrology?The book describes also several of the
major application areas of HB?LEDs，including non?lighting
applications?As highlighted in the Foreword by Secretary General Wu
Ling，Professor Liu and his colleagues have made significant
contributions to LED?lighting applications in China?They have
achieved also international recognition because of the LED?related
research they have presented to major international conferences on
lighting science and technology over several decades?
The perspective the book provides ensures that it will become a
valuable learning and reference resource for：students beginning a
career in lighting and related technologies; experienced lighting
professionals，including designers and specifiers，who wish to deepen
their knowledge of this increasingly important element of their
daily work; newcomers to lighting; and anyone with a
scientific/technical background with an interest in technological
developments，intrigued by the high public/legislative/commercial
profile of HB?LED?based solid state lighting（SSL）?
China is playing a most important role in the development of HB?LED
lighting systems both in respect of its world leading productive
capacity and，increasingly，in respect of its national research and
development activities?I expect this book，and future editions
updated as the technology progresses，to be very well received by
the Chinese lighting community?

Robin Devonshire
Professor Adjunct，Fudan University，Shanghai（复旦大学客座教授）
Chair，Foundation for the Advancement of Light Source Science and
Technology（FAST?LS，国电光源委员会主席）
Chair，International Scientific Committee，LS
Symposia（国际光源科技研讨会，学术委员会主席）

人类的照明技术一直在进步，作为照明物质基础的电光源经历了热辐射光源、气体放电光源等发展历程，已经开始步入固态光源