要是由汞蒸气压决定的。
(3)加入汞有利于灯的启动。由于在室温时汞的气压很低,因此启动要比充氙时容易得多。
3.我国照明用的金属卤化物灯的分类。
我国照明用金属卤化物灯有美标和欧标两大类。美标金属卤化物灯的启动通常采用超前顶峰式镇流器,欧标金属卤化物灯的启动是采用电感镇流器加触发器。 4.分析金属卤化物灯中电弧收缩产生的原因及纠正的方法。
电弧收缩主要是由下列3种情况产生的:
(1)热导率?随温度变化有一极值。在氢气、氮气、空气和氟化硫中的电弧收缩都与这个因素有关,某些金属碘化物灯中的电弧收缩也与此因素有关。 (2)垂直方向的对流也可能会导致电弧收缩,特别是靠近灯下面的电极处。在汞灯和金属碘化物灯中,在靠近下面电极处电弧的收缩比上面电极附近的电弧收缩得厉害就是这个原因。
(3)辐射特性引起的电弧收缩。当加入灯中的金属原子的电离电位和平均激发电位相差较大时,导电区域便集中在轴心部分,形成收缩的电弧。
纠正电弧收缩的方法是加一些碱金属或有强共振辐射的金属到电弧中。碱金属由于电离电位较低,使电弧在低温区电离增加,使电弧变粗。铟、铊等金属有强的共振辐射,使电弧展宽。
5.小功率金属卤化物灯主要有哪些方面的不足?
小功率金属卤化物灯的不足主要有:
(1)电弧管热损耗功率所占的比例增加,使灯的光效下降; (2)灯管小型化后由于体积减小,导致杂质气体的相对含量增大。 (3)由于灯的电流减小,电极上电弧热点变得不稳定; (4)采用高频工作时,有音响共振现象发生。 6.金属卤化物灯的新品种有哪些?
金属卤化物灯的新品种有:UPS型金属卤化物灯和陶瓷金属卤化物灯。 第十章 复习题
1.比较交流粉末电致发光光源与交直流粉末电致发光光源的异同。
ADC-PEL器件与AC-PEL器件的异同有:
(1)在激发的条件和介质上,AC-PEL的激发是通过交变电场实现,期间采用绝缘介质,依靠位移电流激发发光中心,可以近似成一个有损耗的容性负载元件;而ADC-PEL的激发必须通过传导电流来实现,要求介质必须具有一定的导电性,可以近似看成一个电阻性负载元件。
(2)ADC-PEL器件的制备必须经过特有的电加工过程,即使得器件从起始的不发光的低阻态向发光的高阻态的转变过程,该过程一旦完成,器件便永久获得在直流和交流电压下的发光特性。
(3)ADC-PEL器件的发光的高场区只是在靠近ITO(正极)的一个颗粒层厚的范围,因此该器件的发光区是局部的;而AC-PEL器件在整个发光层中的荧光粉颗粒全部参与发光。
2. LED从技术发展及应用方面可以分为几个阶段?
LED从技术发展及应用方面可以分为以下3个阶段: (1)指示应用阶段; (2)信号、显示阶段; (3)全彩应用及照明阶段。
3. 论述发光二极管的发光工作原理并绘出示意图。
图10.2.3是LED的发光原理简图。(a)图表示热平衡状态下PN结的能带图:图中V表示价带,C表示导带,EF表示费米能级,D表示施主能级,A表示受主能级,Eg表示禁带宽度。在N区导带上,实心点表示自由电子,在P区价带上,空心点表示自由空穴。在N区导带底附近有浅施主能级D,施主(杂质)电离向导带提供大量的电子。因此N区的多数载流子的电子。在P区价带上方附近有浅受主能级A,受主(杂质)电离向价带提供大量的空穴。因此P区的多数载流子是空穴。在热平衡时N区和P区的费米能级是一致的。(b)图表示外加正向电压时PN结的能带图,此时PN结的势垒降低,结果出现了N区的电子注入到P区,P区的空穴注入到N区的非热平衡状态。这些注入的电子和空穴在PN结附近发生复合,并将多余的能量以发光的形式释放出来,从而观察到PN结发光,所以这种发光也称为注入式发光。有一些电子和空穴在非辐射复合中心复合后,多余的能量以热能的形式释放出来,不能向外辐射发光,这种过程称为无辐射复合过程。为了提高LED的发光效率,应尽量减少产生非辐射复合
中心的晶体缺陷和杂质浓度,减少无辐射复合过程。 4.LED的衬底材料通常有哪些要求?
选择衬底材料通常有以下几个要求:
(1)结构特性好;(2)界面特性好;(3)化学稳定性好;(4)热学性能好;(5) (6)光学性能好;(7)机械性能好;(8)成本低。 5. 选择LED芯片发光材料有哪些要求?
LED的芯片发光材料一般有以下几个要求: (1)有合适的禁带宽度Eg。
(2)可获得高电导率的N型和P型晶体。 (3)可获得完整性好的优质晶体。 (4)发光复合几率大。 6. LED芯片发光层结构有哪些?
芯片发光层结构有:双异质结(DH)、单量子阱(SQW)、多量子阱(MQW)。 7. 提高光引出效率的芯片结构技术有哪些?
用来提高光引出效率的芯片结构技术有: (1)引入厚窗口层。 (2)透明衬底技术。 (3)分布布拉格反射结构。 (4)芯片倒装技术。 (5)表面粗化技术。 (6)异形芯片技术。
8. 封装对LED 器件的作用有哪些?
封装在LED器件中所起的作用有以下几个方面: (1)保护芯片不受外界环境的影响;
(2)提高LED的出光效率,并实现特定的光学分布; (3)提高LED器件尤其是大功率器件的导热能力; (4)标准化封装方便LED的安装于应用。 9. 大功率LED器件常用的配光分布有哪些?
大功率LED器件常用的配光分布有朗伯型、蝙蝠翼型、侧发光型和准直型。
10.衡量 LED的发光效率有哪些?
衡量LED的效率有:内量子效率、外量子效率、辐射效率和发光效率等。 11. 实现白光LED的方法有哪些?
实现白光LED有两种基本的方法:第一种方法是通过荧光粉的转换得到白光LED,称为PC LED(phosphor-converted LED);第二种方法是把不同颜色的芯片封装在同一个器件中,多芯片混合发射出白光,称为MC LED(multi-chip LED)。根据参与混合白光的基色光源的数目,又可以分为二基色体系和多基色体系。 12. 完整的LED应用设计方案主要有哪些方面?
一个完整的LED应用设计方案主要由电路驱动设计、二次光学设计和热设计组成。
13. 有机薄膜电致发光器件(OLED)的基本原理。
有机薄膜电致发光器件(OLED)的基本原理是:电子与空穴分别经有机半导体薄膜发光层两侧的阴极和阳极注入到该层后,相互复合而产生发光。 14.论述OLED的具体发光过程。
OLED的具体发光过程可分为以下几个阶段:
(1)载流子的注入:在外加驱动电压后,电子和空穴各自从阴极和阳极向电极间的有机功能层注入。即电子向电子传输层的最低未被占据分子轨道(LUMO能级,相当于半导体导带)注入,而空穴向空穴传输层的最高未被占据分子轨道(HOMO能级,相当于半导体价带)注入。
(2)载流子的迁移:注入的电子和空穴分别经过电子传输层和空穴传输层向它们之间的发光层迁移。这种迁移是跳跃或隧穿运动。
(3)激子的形成和迁移:电子和空穴在发光层中的某一复合区复合而形成激子,激子在电场作用下迁移,将能量传递给发光分子,使其受到激发,从基态跃迁到发光态。
(4)电致发光的产生:受激分子从激发态回到基态时产生辐射跃迁,发出光子。
对于OLED而言,如何增加载流子的注入,并且尽可能使两种载流子的注入达到平衡,从而提高透明的复合几率是至关重要的。采用多层结构,可以提高载流子的注入水平并将载流子有效地限制在发光层内,从而有效地提高两种载流子的复合几率和器件的光效。