白光LED照明技术进展及产业和市场现状

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；

前言

对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998 年发白光的LED 开发成功。白光LED 的发光效率正在逐步提高,商品化的器件已达到白炽灯的水平,实验室的白光LED 发光效率接近荧光灯的水平,并在稳步增长之中。由于它还具有无污染、长寿命、耐震动和抗冲击的鲜明特点,故白光LED 是LED产业中最被看好的新兴产品,在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,白光LED 在照明市场的前景备受全球瞩目,欧、美及日本等先进国家也投入许多人力,并成立专门的机构推动白光LED 研发工作。它将成为21 世纪的新一代光源———第四代电光源,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。

自从50 多年前出现发光二极管LED 以来,人们一直在努力追求实现固体光源,第一个商品化二极管产生于1960 年。LED 是英文light emitting diode(发光二极管) 的缩写,随着发光二极管LED 制造工艺的不断进步和新型材料(氮化物晶体和荧光粉) 的开发及应用,使得发光二极管从信号显示逐步成为照明光源,从单色(各种单一色彩的光) 发展到白光;发白色光的LED 半导体固体光源性能不断完善并进入实用阶段。白光LED 的出现,使高亮度LED 应用领域跨足至高效率照明光源市场。曾经有人指出,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。

随着LED 的亮度逐年提高,过去只能在室内使用的各种显示功能,逐渐扩大到各种户外应用。很多过去只能使用灯泡的场合,多了一种选择光源的机会。就整体而言,LED 依然以单色显示应用为主,虽然其中不乏使用LED 有效地取代灯泡的例子,如手机和数码相机的LED 闪光灯、车用尾灯、刹车灯、红绿灯,甚至近年来常见的地埋灯或建筑景观照明等应用,然而,应用的主要类型,都仍属于显示范畴,而不是一般照明。

目前LED 的实际应用范围仍仅限于所谓的特殊照明,离一般照明应用还有一段距离,究其原因,其实是白光LED 的效率和价格的改善速度太慢,故极需各国政府大力投入支持,才能加速研发步伐。可喜的是许多国家政府成立国家级计划,结合产学研的研发力量,投入巨资,这将有希望加速相关技术的发展,使下一代照明光源得以早日实用化,日本、美国、韩国和中国相继出台了国家级白光LED 计划。

我国的LED 国家级推动计划预计费时15～20年,与长江三峡电厂相同,花费长江三峡电厂建设经费的5 % ,但预计效益可节省大陆30 %照明用电,相当于一座长江三峡电厂的发电量。该计划分近期、中期和远期投入,近期计划名称为“中国国家半导体照明工程”,为期二年(2003 —2005) 国家投入经费为12 000万元;中期规划将实施于国家的第十一个五年计划中(2006 —2010) ,以一个平台两条链(研发+ 产业) 为主体,产业界的研发目标为100 lmPW,研究所为120 lmPW,市场价格目标为0. 05 人民币P流明;远期方面,预定国家固体照明战略,将于2020 年前投入经费50 亿～100 亿人民币,研发目标为160～200lmPW,市场价格目标为0. 015 人民币P流明。

1、原理和结构

LED 是一种由半导体技术制成的电光源,是继20 世纪50 年代半导体技术开发后,逐渐由Ⅲ- Ⅴ族化合物半导体发展而成。LED 的发光原理是利用半导体中的电子和空穴相结合而发出光子,与传统使用电阻加热发光的灯泡,或者真空管放电的日光灯是根本上不同的....(略)了解更多,请点击一下地址

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