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1、2006年6月 灯与照明 第30卷第2期白光LED照明技术进展及产业和市场现状沈培宏(华东电子集团公司,南京210028)摘 要:半导体照明是本世纪最具发展前景的高技术领域之一,白光LED将成为21世纪的新一代光源———第四代电光源,可以替代白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统光源,白光LED孕育着巨大的商机。该文阐述LED的基本原理、特点和发展及应用前景,并介绍白光LED的市场和产业现状。关键词:白光LED;半导体照明;发光二极管;固体光源红绿灯,甚至近年来常见的地埋灯或建筑景观照明0 前言等应用,然而,应用的主要类型,都
2、仍属于显示范畴,对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。而不是一般照明。1998年发白光的LED开发成功。白光LED的发光目前LED的实际应用范围仍仅限于所谓的特殊效率正在逐步提高,商品化的器件已达到白炽灯的照明,离一般照明应用还有一段距离,究其原因,其水平,实验室的白光LED发光效率接近荧光灯的水实是白光LED的效率和价格的改善速度太慢,故极平,并在稳步增长之中。由于它还具有无污染、长寿需各国政府大力投入支持,才能加速研发步伐。可命、耐震动和抗冲击的鲜明特点,故白光LED是LED喜的是许多国家政府成立国家级计划,结合产学研产业中最被看好的新兴产品,
3、在全球能源短缺的忧的研发力量,投入巨资,这将有希望加速相关技术的虑再度升高的背景下,白光LED在照明市场的前景发展,使下一代照明光源得以早日实用化,日本、美备受全球瞩目,欧、美及日本等先进国家也投入许多国、韩国和中国相继出台了国家级白光LED计划。人力,并成立专门的机构推动白光LED研发工作。我国的LED国家级推动计划预计费时15～20它将成为21世纪的新一代光源———第四代电光源,年,与长江三峡电厂相同,花费长江三峡电厂建设经以替代白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统光费的5%,但预计效益可节省大陆30%照明用电,相源,白光LED孕育着巨大的商机。
4、当于一座长江三峡电厂的发电量。该计划分近期、自从50多年前出现发光二极管LED以来,人们中期和远期投入,近期计划名称为“中国国家半导体一直在努力追求实现固体光源,第一个商品化二极照明工程”,为期二年(2003—2005)国家投入经费为管产生于1960年。LED是英文lightemittingdiode12000万元;中期规划将实施于国家的第十一个五年(发光二极管)的缩写,随着发光二极管LED制造工计划中(2006—2010),以一个平台两条链(研发+产艺的不断进步和新型材料(氮化物晶体和荧光粉)的业)为主体,产业界的研发目标为100lmPW,研究所开
5、发及应用,使得发光二极管从信号显示逐步成为为120lmPW,市场价格目标为0.05人民币P流明;远照明光源,从单色(各种单一色彩的光)发展到白光;期方面,预定国家固体照明战略,将于2020年前投发白色光的LED半导体固体光源性能不断完善并进入经费50亿～100亿人民币,研发目标为160～200入实用阶段。白光LED的出现,使高亮度LED应用lmPW,市场价格目标为0.015人民币P流明。领域跨足至高效率照明光源市场。曾经有人指出,1 原理和结构高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后,最伟大的发明之一。LED是一种由半导体技术制成的电光源,是继随
6、着LED的亮度逐年提高,过去只能在室内使20世纪50年代半导体技术开发后,逐渐由Ⅲ-Ⅴ族用的各种显示功能,逐渐扩大到各种户外应用。很化合物半导体发展而成。LED的发光原理是利用半多过去只能使用灯泡的场合,多了一种选择光源的导体中的电子和空穴相结合而发出光子,与传统使机会。就整体而言,LED依然以单色显示应用为主,用电阻加热发光的灯泡,或者真空管放电的日光灯虽然其中不乏使用LED有效地取代灯泡的例子,如是根本上不同的。手机和数码相机的LED闪光灯、车用尾灯、刹车灯、LED的基本结构是一块电致发光的半导体材·46·©1994-2006ChinaAcade
7、micJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2006年6月 灯与照明 第30卷第2期料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂所谓白光是多种颜色混合而成的光,以人类眼睛所密封,起到保护内部芯线的作用(见图1)。所以,能见的白光至少要由两种颜色的光混合而成,如二LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由p波长光(蓝色光+黄色光)或三波长光(蓝色光+绿型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体色光+红色光),1998年发
8、白光的LED开发成功。和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少数载流
