led技术发展和应用状况调查

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1、LED技术发展和应用状况调查1.LED照明技术发展历程早在1907年，HenryJosephRound就首次在碳化硅上观察到电致发光现象，20年代晚期BernhardGudden和RobertWichard在德国从锌硫化物与铜中提炼出的黄磷发光，但因光线暗淡而难以为继，直到1936年GeorgeDestiau发表硫化锌粉末发光的报告，才最终出现了“电致发光”这个术语。20世纪50年代，英国科学家使用半导体砷化镓发明了第一个现代意义上的LED并迅速应用于感应与光电领域；60年代初，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个GaAsP可见的红光LED；7

2、0年代中期，引入元素In和N，使LED可产生绿光（波长550nm）、黄光（波长570nm）和橙光（波长590nm），光效也随之提高到1流明/瓦；80年代早到中期，对砷化镓磷化铝（AlGaAsP）的使用使得第一代高亮度的LED的诞生，先是红色（波长620nm）接着就是黄色（波长570nm），最后为绿色（波长550nm）；90年代早期，采用铟铝磷化镓（AlGaInP）生产出了桔红、橙、黄和绿光等多种光的LED而使发展步入快车道，其中第一个有历史意义的GaN蓝光（波长450nm）LED是1993年由日亚公司的中村修二博士发明的，90年代中期出现了超亮

3、度的氮化镓LED，自此可见光领域的三原色（红、黄、蓝）均有高亮度光源可供应用，使LED可以进军全彩显示及白光照明等广大需求的市场；2000年，GaAlInP做成的LED在红、橙区(λp=615nm)的光效达到100流明/瓦，而GaInN制成的LED在绿色区域(λp=530nm)的光效可以达到50流明/瓦。RolandHaitz所提出LED界有一个类似于半导体界的技术成长定律，这个定律总结道30年来每隔18-24个月，LED的亮度（flux）就会倍数增加，曾经暗淡的发光二极管现在真正预示着LED新时代的来临。照明产业必须要一定亮度的产品，目前LE

4、D照明技术中，红光、黄光灯属于低端产品，已实现批量生产，用于道路照明、灯箱装饰等特种照明。而低成本、高亮度、大功率的白光灯则属于高端产品，因可应用于室内照明而实现继白热灯照明以来的又一次光革命，因此目前的LED照明技术着重研究的也是白光LED照明。1998年白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-

5、500nm。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用也最多。2.LED技术的发展现状白光LED历经12年的发展，目前正朝高亮度LED光源开发中，LED欲全面取代现阶段照明光源的门槛，必须达到发光效率100Lm/W、成本降至美金＄10/kLm及能够成熟量产。从国际上看，美国、日本、欧盟、

6、韩国以及中国等国家和地区等相继推出国家半导体照明计划，加大了其研发力度。美国能源部设立半导体照明国家研究项目，设立了由13个国家重点实验室、公司和大学参加的“半导体照明国家研究项目”，计划用10年时间，耗资5亿美元开发半导体照明，他们的技术目标是到2012年150lm／Ｗ，到2025年固态照明光源的使用将使照明用电减少一半。从2000年到2020年，累计的功效和节约潜力就可以达到：减少2.58亿吨炭污染物的排出；少建133座新电站，每座1000ＭＷ；累计节约财政开支1150亿美元；形成一个新的每年产值超过500亿美元的光源产业，还会带来高质量的

7、百万计的工作机会。日本投资50亿日元推行“21世纪光计划”，目前已经完成了发展计划的第一期目标，正在组织实施第二期计划；日本LED照明推进协议会(JLEDS)也公开了照明器具用高功率白色LED的技术开发蓝图，分别提出了白色光普通产品(高效率型)、高演色型产品以及灯泡色产品(灯泡色型)截止到2020年的发光效率目标等，按照该目标2015年前后发光效率预计达到150lm/W。在日本，日亚化学公司是LED照明技术的领军企业，在上世纪就将白光LED商品化，目前其LED照明产业叶进入了新的发展阶段。欧盟方面，英国巴思大学研制成功一种能够发出人造太阳光的发

8、光二极管，这项经过5年时间研制成功的新技术称为电晶体光技术。利用电晶体光技术，不仅能够全天24小时为住家与办公室带来自然光，而且可以为能源消耗节约数1