LED原理與應用(彩色圖解版)（簡體書）

《LED原理與應用（彩色圖解版）》將LED知識全面整合，給讀者提供了最完整的原理分析與應用介紹，內容集學術性與實用性於一體。《LED原理與應用（彩色圖解版）》共分7章，詳細介紹了發光二極管原理，發光二極管磊晶技術，發光二極管的結構與設計，色彩學與色度學，白光發光二極管組成、熒光粉與封裝方式、LED的應用等內容。全書採用彩色圖解的方式介紹LED相關知識，將會把您帶入一個色彩斑斕的LED世界。
《LED原理與應用（彩色圖解版）》可供從事LED研發、生產和應用的工程技術人員學習使用，也可供高校相關專業的師生學習參考。

郭浩中、賴芳儀、郭守義編著的《LED原理與應用（彩色圖解版）》內容從半導體組件、磊晶基礎原理、晶粒制作、白光封裝制程、光電特性模擬及LED相關應用等知識，全文內容完整豐富深入淺出，閱讀后相信讀者對此產業的技術及基本原理將有更深刻的認知，對學術界及產業界更是一大貢獻。

近年來，發光二極管（LightEmittingDiode，LED）是中國臺灣地區光電產業中發展最迅速及最具未來競爭力的產品。完整的產業結構從原物料最上游藍寶石晶棒、芯片、上游磊晶、中游晶粒、下游封裝、模塊至系統應用端，臺灣地區的LED產品已成為全球最大的供應中心。由于環保意識抬頭，節能減碳以降低溫室效應最有效的方法之一就是使用高效率白光LED來全面取代室內外照明，而此舉也被視為愛迪生于1879年發明電燈泡以來，人類對于照明方式革命性的大躍進。
1965年臺灣新竹交大半導體研究中心成功自制第一顆平面式硅質晶體管及MOSFET/StableMOSInterface，為臺灣地區電子工業開創新紀元之后，研究中心陸續培育出更多優秀的半導體人才，而全臺灣地區第一顆紅光LED也是于1970年從這實驗室誕生的（我指導的技術員吳清斌做出），后來由萬邦電子公司于1976年正式量產成紅光LED晶粒，而萬邦電子正是“國聯光電”（晶元光電）的前身。人才的培育對于臺灣地區高科技產業是相當重要的，現今臺灣地區半導體及光電的技術基礎能如此豐厚扎實，實要歸功于技術經驗的傳承與累積。
郭浩中教授致力于紫外光及藍綠光氮化鎵發光組件之研究，是臺灣地區眾多光電研究團隊中最為人所熟知的研究團隊。其獲選為2007年“吳大猷青年獎”、2007年“光學工程青年獎章”、2009年“杰出人才積極留任國內優秀學者獎”以及2011年獲選為OSAFellow，如此優秀的教授所引領的研究團隊，近年來在學術上創造相當多的國際級成果。以學術成就而言，在氮化鎵面射型激光（Vertical-CavitySurface-EmittingLaser，VCSEL）方面，郭教授與王興宗教授研究團隊在納米計劃的輔助下，于2008年發表全世界第一顆藍光meas-typeVSCEL組件，此技術領先全世界的頂尖研究團隊（如瑞士EPFL、日本Prof.Arakawa團隊、美國UCSB、日本京都大學的Prof.Noda、韓國KAIST的H.T.Lee），此研究成果備受世界矚目，被LaserFocusWorld、CompoundSemiconductor及SPIENewsroom等國際著名雜志爭相報導，如此優越的成就已經成功地提升臺灣地區光電在國際的能見度。就產業價值而言，目前藍圖光LED與LD之關鍵技術與專利均被日本等大廠所掌握，然而郭教授研究團隊利用納米級超晶格結構等相關技術開發出藍光VCSEL并在2009年獲得臺灣地區專利（證書號：I299929）與日本（JapanesePatentApplicationNo.：2006-001364）專利，這是臺灣地區在氮化鎵藍光面射型激光第一個日本專利；在高效率氮化鎵LED組件開發上，利用關鍵納米技術開發出來的白光LED的效率已可達140lm/W以上，而這些關鍵技術也正式技轉給臺灣地區光電大企業，并陸續導入產品，這使臺灣地區光電業能夠在氮化鎵發光組件的技術與應用上與世界大企業并駕齊驅，同時也為臺灣地區光電產業創造超過數百億臺幣以上的年產值。因此，郭教授團隊如此卓越的研究成果與貢獻應該被推崇與贊賞。
本書是由郭浩中教授及其領導的研發團隊所整理收集的文獻及近期研發之成果，內容從半導體組件、磊晶基礎原理、晶粒制作、白光封裝制程、光電特性模擬及LED相關應用等知識，全文內容完整豐富深入淺出，閱讀后相信讀者對此產業的技術及基本原理將有更深刻的認知，對學術界及產業界更是一大貢獻，因此本人樂為推薦并為之序。

第1章發光二極管發展歷史與半導體概念
1．1發光二極管發展歷史
1．2半導體概念
1．2．1能帶
1．2．2本征半導體
1．2．3摻雜半導體
1．2．4簡並半導體
1．2．5外加電場下的能帶圖
1．3直接和非直接能隙半導體
1．4PN結理論
1．4．1無外加偏壓（開路）
1．4．2正向偏壓
1．4．3反向偏壓
1．4．4空乏層電容
1．4．5複合生命
1．5PN結能帶圖
1．5．1無外加偏壓（開路）
1．5．2正向和反向偏壓
習題
參考文獻

第2章發光二極管原理
2．1發光二極管（LightEmittingDiodes）
2．1．1原理
2．1．2組件結構
2．1．3LED材料
2．1．4異質結高強度LEDs
2．1．5LED特性
2．2輻射複合的理論
2．2．1輻射複合的量子力學模型
2．2．2vanRoosbroeck-Shockley模型
2．2．3溫度和摻雜濃度對複合的影響
2．2．4Einstein模型
2．3LED的電性介紹
2．3．1二極管的電流-電壓特性
2．3．2理想與實際二極管I-V特性
2．3．3寄生電阻的量測與估算
2．3．4發光二極管的輻射光子能量
2．3．5同質PN結二極管的載子分佈
2．3．6異質PN結二極管的載子分佈
2．3．7異質結構對組件電阻的影響
2．3．8雙異質結構中的載子損耗機制
2．3．9雙異質結構的載子溢流現象
2．3．10電子阻擋層的影響
2．3．11發光二極管驅動電壓
2．4LED的光學特性介紹
2．4．1LED內部、外部量子效率與功率轉換
2．4．2LED輻射光譜
2．4．3光逃逸錐角
2．4．4射場形
2．4．5lambertian放射圖案
2．4．6環氧樹脂封裝材料的影響
2．4．7發光強度與溫度的關係
習題
參考文獻

第3章發光二極管磊晶技術介紹
3．1液相磊晶法（LiquidPhaseEpitaxy，LPE）
3．2分子束磊晶（MolecularBeamEpitaxy，MBE）
3．3氣相磊晶法（VaporPhaseEpitaxy，VPE）
3．3．1氫化物氣相磊晶法（Hydridevaporphaseepitaxy，HVPE）
3．3．2金屬有機物化學氣相沉積（metal-organicchemicalvapordeposition，MOCVD）

第4章發光二極管的結構與設計
4．1高內部效率（internalefficiency）的設計
4．1．1雙層異質結構
4．1．2主動區的摻雜
4．1．3PN結的位移
4．1．4局限層的摻雜
4．1．5非輻射複合
4．1．6晶格匹配
4．2高光萃取效率結構設計
4．2．1半導體中低於能隙之光的吸收
4．2．2雙異質結構
4．2．3透明基板的技術
4．2．4改變LED晶粒的外形
4．2．5半導體表面結構化（Textured）
4．2．6抗反射層
4．2．7布拉格反射鏡的使用
4．2．8全方向反射鏡的使用
4．2．9薄膜（Thin-film）技術
4．2．10濕式蝕刻圖形化藍寶石基板（patternsapphiresubstrate，PSS）
4．2．11覆晶技術
4．2．12交叉的接觸電極和其他幾何形狀的接觸電極
4．2．13光子晶體LED
4．2．14其他提升GaNLED光萃取效率的方法
4．3電流分佈的設計
4．3．1電流分佈層（current-spreadinglayer）
4．3．2電流分佈理論
4．3．3成長在絕緣基板上的LED內的電流聚集現象
4．3．4側向注入結構
4．3．5電流阻擋層（Current-blockinglayer）
4．4效率下降（Efficiencydroop）
4．4．1極化效應造成的載子溢流
4．4．2載子傳輸造成的電子溢流
4．4．3Auger複合效應
參考數據
習題
參考文獻

第5章色彩學與色度學
5．1人類眼睛的感亮度及其測量
5．1．1人眼構造
5．1．2基本的輻射度量和光度量
5．1．3視覺函數（eyesensitivityfunction）
5．1．4發光功效（luminousefficacy）及發光效率（luminousefficiency）
5．2色度學
5．2．1顏色匹配函數及色度圖
5．2．2顏色純度
5．3普朗克光源和色溫
5．3．1太陽光譜
5．3．2普朗克光譜
5．3．3色溫和相關色溫
5．4顏色混合和演色性
5．4．1加法混色
5．4．2標準光與標準光源
5．4．3色差與演色性
習題
參考文獻

第6章白光發光二極管組成、熒光粉與封裝方式
6．1白光發光二極管組成（whitelight-emitting
diode，WLED）
6．2熒光粉介紹
6．2．1熒光粉發光原理
6．2．2熒光粉種類與特性
6．3封裝型式比較
6．4高效率與高均勻性白光發光二極管
6．4．1粗化形式
6．4．2圖形化Remotephosphor結構
參考文獻

第7章LED的應用
7．1LED在背光源的應用
7．1．1背光源分類
7．1．2技術發展
7．2LED照明應用
7．2．1照明技術演進
7．2．2LED車用照明
7．2．3一般照明
7．2．4其他照明應用
7．3LED的通訊應用
7．3．1光纖通訊技術的發展
7．3．2光纖通訊的優點與缺點
7．3．3光纖通訊光源
習題
參考文獻
索引