1、1 第 1 章 绪论 本章介绍了论文的研究背景、目的和意义，LED 的相关知识，并对国内 外 LED 技术的发展和应用做了简要综述。 1.1 选题的背景及意义 随着全球经济的迅速发展，能源消耗以惊人的速度增长，伴随而来的则 是大量的环境污染和生态破坏。 在电能消耗中， 照明用电占发电总量的比例： 发达国家是 19%，我国是 10%。随着经济发展，我国的照明用电将有大比例 的提高，绿色节能照明的研究应用越来越受到重视。开发和推广应用节能灯 具，成为迫在眉睫的任务。LED 照明就是在这样的形势下发展起来的。 传统光源白炽灯发热量大、耗电、发光效率较低、使用寿命短。荧光灯 管显色性较差（光谱是断续的
2、）特别是它的频闪效应，容易使人眼产生错觉， 需要在设计上采取措施消除频闪效应，另外灯管内存在着有毒的汞蒸汽，不 环保1。LED 光源与常见光源效率典型数据对比如表 1-1 所示。 表表 1.1 LED 光源与常见光源与常见光源效光源效率典型数据对比率典型数据对比 灯具光源种类 光源光效 （LM/W） 灯具效率（X%） 灯具有效光效 （LM/W） LED 光源 90-130 90% 1-117 HPS 高压钠灯 100-130 55% 55-72 Halide 金卤灯 80 55% 44 CPL 型节能灯 60-70 60% 36-42 无极灯 60（大功率 50） 60% 36（30） 白炽灯
3、 15 普通荧光灯 60-80 70% 42-56 2 该课题研究的照明光源采用的是白光二极管，白光 LED 具有如下特点： 低电压驱动，最低可用 2V 电压驱动；体积小，一般直径 3-5mm，用于被光 照明的体积更小；重量轻，显色性好，显色指数超过 90，超过荧光灯，接近 白炽灯的显色性能，接近自然光；调光性能好、寿命超过 10Wh、耐振动、 不易损坏、色温变化时不会产生视觉误差，生产过程无汞和铅的污染，将成 为替代白炽灯和荧光灯的高效节能光源。 近几年来，LED 的发光效率已增长了 100 倍，而成本下降了 10 倍。在 目前 LED 光源及市场开发中，极具发展与应用前景的是照明用 LED
4、，其用 作固体照明器件的经济性显著，且有利于环保，正逐步取代传统的白炽灯。 LED 已被全球公认为新一代的环保型高科技光源2。 1.2 LED 照明的国内外研究现状 我国 LED 的发展起步于 20 世纪 60 年代。1970 年 11 月在上海召开的全 国砷化镓学术交流会议上， 报告了用水汽外延法制成“磷砷化镓红色发光二极 管”的研究成果，从此我国 LED 材料和器件研发正式起步。20 世纪 80 年代 形成 LED 产业， 90 年代 LED 产业已经初具规模， 90 年代后期得到迅猛发展， 1997 年在国家自然科学基金的支持下， 北京大学率先研制出国内第一只蓝光 发光二极管。 几年后南昌大学在国际上率先开发成功硅衬底蓝光 LED 材料与 芯片的生产技术，实现批量生产，成为具有自主知识产权的第三种发光二极 管外延材料与芯片的技术路线；到 2003 年上海、大连、南昌、厦门已成为国 家四大半导体照明基地,中国的 LED 照明开始了快速的发展。 2008 年 9 月，CREE 成功研制出冷白光 LED，效率达 107 lm/W。这项 成果来自于 CREE 的 EZ
