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白光LED照明技术发展(上)

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白光LED照明技术发展(上) 2009/6/29
近年来，LED因技术的快速革新与生产量大增，使性能得以年约10~15 lm/W压倒性速度提升；另一方面，成本以年10~20%速度下滑；LED的发光效率已经超过白炽灯或卤素灯(10~20 lm/W)。

LED灯成为绿色照明替换的首选，可望成为下一代照明的主角而备受瞩目，然而它的价格始终高居不下，成为导入的最大障碍。

一般认为会先行普及的应该是商场照明，包括广告牌、天花板照明、橱窗(Show Case)照明等，其中最早LED化的是广告牌，其次是冷藏、冷冻橱窗照明，最后普及的才是商店店内照明。

具体来看，LED已经开始取代白炽灯泡、卤素灯泡的领域，有：低矮型足跟照明灯、Down light、紧急照明灯，以及屋外照明的Proch light、Poll light、信号照明等利基型照明用途。

理论上，从Total Cost of Ownership的观点，LED是一种效率非常好的光源，尤其在研发中的LED效率为荧光灯的2~3倍，而且寿命长好几倍，所以确定LED一定有机会置换室内用一般照明。

至于成本方面，日韩台中大大小小的厂商无不卯足全力积极开发LED照明相关技术与产品，导入的案例也不断在增加，与荧光灯之间的价差目前虽然仍有5~10倍，但将逐渐缩小。

改采LED可以节省能源，对整个社会贡献匪浅，LED的市场发展除了技术面的课
题之外，还有商业面的问题，尤其对早期投入研发的厂商而言，无非希望扩大市占率，确保往后的收益。

事实上，LED照明的寿命很长，因此更新的时间会拉得很长，厂商的收益确保变得不确定，因而成为市场推展的绊脚石。

此外，找出新型态的照明（例如由建筑设计人提出的「建物照明」），同时找出附加价值，都很重要。

应用领域及发展现况
全球照明需求约为10兆日圆，其中直线型荧光灯一年有1亿4000万支的巨大市场。

根据日本LED照明推进协议会发表的「白光LED技术Road map」，一般照明用白光LED的发光效率，到2015年可望达150 lm/W，换算成LED Package灯约为100 lm/W。

现状是高效率型LED灯的发光效率已经有达到与荧光灯一样的100 lm/W；店铺、景观照明预估在2010年左右发光效率可望超过100 lm/W；商业设施则在正式普及时也可望达到相同水平。

LED照明最新产品技术重点
LED照明的外型最常见的是直线型LED灯，最近厂商纷纷推出LED灯泡，其它还有如棒型LED灯等。

不管LED灯的外型如何，Panasonic提出未来LED照明的几个重要技术方向：
1.效率:从电路技术、光反射技术、光学组件技术着手
2.亮度控制:采取智能型局部照明与调光技术
3.灯具:照明空间与多灯具组合的方式
大家都在企盼着整个照明灯具的世代革新将带来无限商机，而且依目前的发展来看，磊晶厂已经开发出高效率芯片(>100 lm/W)，却在封装﹑构装过程以及与灯具组装后，经过电路﹑散热与光学处理，一个节能LED灯具却有接近50%的损耗。

换言之，在目前技术下必须使用100 lm/W的LED芯片，才能达到灯具的效率。

一、白光LED照明之高散热封装
韩国Seoul Semiconductor推出发光效率达120 lm/W的表面实装型白光LED 「LCW100Z1」，这是在LED晶粒上被覆炮弹型透镜，而且采用金属基板，使发光效率、散热性提高约20%所得的成果。

1. 灯泡型LED之散热
LED组件对热非常弱，因此亮度的放出关键掌握在散热设计。

如何在窄小的﹑受限的灯泡空间中，一面保持散热机制一面组入LED封装与电源回路最为关键，也因此决定该灯泡的寿命﹑质量与亮度。

东芝Light-tech出品的LED灯泡为4.3瓦，可望代替一般的灯泡。

其光源部分不使
用白炽灯炮用的玻璃素材，改采用铝。

为了充分确保灯泡内的空间，以及提高LED基板散热性，决定将LED接着在本体内侧，使热由本体逃逸。

另外，LED为点光源，易出现色斑的缺点，则利用Cover灯具调节其色度。

2. 新结构之高散热封装
亮度提升与高输出的向来课题，源于LED温度会随着高输出而上升，温度一上升，亮度即会下降，色调会变化，而且可靠度也会跟着下降。

最近日本Rohm公司开发出新结构封装的......。

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文献综述白光LED研究进展

文献综述白光LED研究进展

文献综述白光LED研究进展白光LED（White Light Emitting Diodes）是一种新型的半导体发光器件，具有高亮度、高颜色还原度和低功耗等优点。

自20世纪90年代以来，白光LED研究得到了广泛的关注和深入的研究。

本文将对白光LED的研究进展进行综述。

首先，白光LED的发展历程是我们了解该研究的基础。

20世纪60年代初，应用无机发光物质的荧光粉将蓝光发光二极管和黄光荧光体组合构成白光源，实现了最早的白光LED。

之后，半导体发光材料的研究和发展推动了白光LED技术的进一步突破。

20世纪90年代，新型的宽禁带半导体材料氮化镓（GaN）和蓝光LED发光二极管的成功制备，为白光LED的发展奠定了基础。

其次，白光LED的研究主要集中在发光材料的选择和光谱调控。

现有的白光LED技术主要包括基于蓝光LED的荧光粉转换、基于磷化镓和氮化铟的LED和基于量子点的LED等。

荧光粉转换技术是最早被广泛应用的方法，通过将蓝光LED的紫外辐射转化为可见光辐射来产生白光。

磷化镓和氮化铟的LED具有较高的光电转换效率，可实现高亮度的白光发光。

而量子点的LED由于其在带宽调节方面的优势，成为白光LED领域的研究热点。

在白光LED的光谱调控方面，主要包括发光材料的配方和结构设计技术。

发光材料的配方要求能够提供较宽的光谱范围，以实现良好的颜色还原度。

结构设计技术则包括辐射结构和超晶格结构等，用于调控发光材料中载流子的复合和辐射，提高发光效率和光谱性能。

此外，白光LED的研究还包括光学设计和封装技术。

光学设计技术主要用于提高白光LED的光效和颜色均匀性。

通过调整发光材料的位置、尺寸和形状等参数，使其产生更加均匀的光强分布和色温。

封装技术则是将LED芯片和其他器件封装在一起，以提高白光LED的亮度和稳定性。

最后，白光LED技术的应用前景也是白光LED研究的重点之一、目前，白光LED已广泛应用于室内照明、背光源、汽车照明、显示屏等领域。

LED灯发光原理及发展简史

LED灯发光原理及发展简史

一、LED结构以及发光原理LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。

LED的心脏是一个半导体的晶片，即发光二极管。

晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。

半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。

但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。

当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。

而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。

以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。

经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。

而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。

汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

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。

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200-500nm。

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。

led灯发展史

led灯发展史

led灯发展史
LED灯是一种应用广泛的照明产品，它的发展历程如下：
一、LED的发现和提出（20世纪60年代）
1. 1962年，美国通用电气公司的Nick Holonyak发明了第一颗红色LED灯，开创了LED照明领域的先河。

2. 1964年，日本研究人员发明了第一颗绿色LED灯。

3. 1972年，美国的M. George Craford发明了第一颗黄色LED灯。

二、低功率LED照明技术的应用（20世纪70至80年代）
1. 20世纪70年代末，低功率LED照明技术在时钟、计算器等小型电子产品中开始得到广泛应用。

2. 1987年，美国的斯坦利·沃特曼（Stanley Whittingham）和日本的吉野彰（Akira Yoshino）共同发明了第一种锂离子电池，为LED照明技术的发展提供了坚实的支持。

三、高亮度LED照明技术的突破（20世纪90年代）
1. 1994年，日本东芝公司发明了第一颗蓝色LED灯。

2. 1999年，日本三菱化学公司发明了第一种蓝色LED芯片，该芯片结
构更加稳定，使得白光LED得以产生。

四、高亮度LED照明技术的普及（21世纪）
1. 2000年，台湾三星电子公司推出了世界上第一颗高亮度白光LED灯，标志着高亮度LED照明技术的普及时代的到来。

2. 2006年，美国康奈尔大学的研究人员研发出了高效的蓝光LED灯，
该灯可用于水的杀菌、污水处理、植物生长等领域。

3. 2014年，中国工程师发明了一种“恒流体温控制LED灯”，通过控制
芯片温度，可大幅提高LED灯的寿命。

随着技术的不断升级和应用领域的拓展，LED灯未来的发展前景将会
更加广阔。

led光源发展历程

led光源发展历程

led光源发展历程LED光源是近年来光电子技术领域的一个重要发展方向，其独特的优势使其在照明、显示、通信、传感等多个领域得到了广泛应用。

下面将从LED光源的发展历程、核心技术和应用领域三个方面，详细介绍LED光源的发展。

一、发展历程LED，即Light Emitting Diode，是一种电子元件，具有以电能转化为光能的特性。

它的发明和发展历史可追溯到20世纪初，下面将分为三个阶段来介绍LED光源的发展。

1.早期实验阶段（20世纪初到20世纪60年代）早期的LED是通过锗和硒化镉等材料制成的，但由于材料质量差和工艺不完善，导致光效低下、颜色单一、寿命短等问题难以解决。

因此，早期LED只能作为实验元件使用，尚未应用于实际生产和应用中。

2.初步应用阶段（20世纪70年代到20世纪90年代）20世纪70年代，发明了GaAsP和GaP等材料的红外LED，实现了光效的显著提高。

此后，一系列新材料的研发成功，使得LED的颜色范围逐渐扩大。

1989年，日本的中村修二和赤崎勇共同发明了蓝光LED，为后期研发蓝光LED的白光LED奠定了基础。

3.现代化产业阶段（20世纪90年代至今）随着蓝光LED的问世，LED作为一种高效、节能、寿命长的光源逐渐走向实用化。

1994年，日本企业日本电气（NEC）研发出了世界上第一种LED背光源，用于液晶显示器的背光照明。

1999年，被称为“发光二极管之父”的中村修二和美国的霍尔共同获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他们在蓝光LED的发明和应用上的贡献。

现在，LED已经成为一种重要的光源，广泛应用于照明、显示、通信、传感等领域，其市场规模和技术水平都得到了显著提升。

二、核心技术1.材料技术LED的材料技术是实现其高效能、长寿命和稳定发光的关键。

目前主要采用的材料包括化合物半导体材料（如GaN、InGaN等）和有机材料（如聚合物材料等）。

其中，化合物半导体材料由于具备较高的热稳定性和较低的能耗，已成为主流材料。