固态照明

固态照明技术的发展历史

上个世纪，固态照明市场被白炽灯、荧光灯和氙气灯等光源所占据。 在1879年，Swan和爱迪生分别独立研发出了第一盏电灯，根据黑体发光原理。爱迪生发明的第一个白炽灯采用了从他老婆的缝纫箱里面拿出来的已经碳化的缝纫线，他的第一个商用的产品采用了碳化的竹纤维，功率约为60W，用了100多个小时，效率大概为1.4流明/瓦。经过长期的发展，目前的白炽灯效率已经能够达到15流明/瓦（120伏/60瓦），平均寿命达到1000小时。

在1901年，美国的发明家PeterCooper Hewitt获得了首个低压汞放电灯的专利，这是现代荧光灯的原型。通用公司的GeorgeInman改变了它的原始设计，制造出了第一个实用的荧光灯，并于1939年在纽约和洛杉矶举行的世界博览会上展示，从那以后，荧光灯的效率逐步增长到了65-100 lm/W，根据灯的种类和功率而变化。

早在1801年，英国的化学家HumphryDavy爵士通过给白金加上电压使之产生辉光。1810年他在英国皇家学会演示了第一个放电灯，该灯的结构是在两个分离的碳棒上分别接上电池的两极，中间出现弧光。之后高压放电灯持续发展，1932年的第一个高压汞蒸气灯并没有推向市场。1961年GilbertReiling获得了第一个金属卤化灯专利，这种灯拥有比荧光灯更高的效率和颜色特性。更适合商业、街道和工业照明。1964年金属卤化灯在世博会上发布，之后一年高压钠灯面世。从那以后，高压钠灯的效率逐步达到了45-150 lm/W，根据灯的功率和种类而变化。

在上世纪50年代，英国科学家在做半导体砷化镓实验时，发现了该物质的电致发光和低水平的红外辐射，这项发现导致了现代发光二极管的诞生。在1962年，第一个可见光LED由通用电气的高级半导体实验室开发出来，这项技术经过持续改进，第一个商用红光LED在六十年代封装，采用了砷化镓磷化物。在七十年代的中期，生产绿光LED，采用了磷化镓。第一个蓝光LED在九十年代出现，采用了氮化镓。融合红绿蓝LED或涂有荧光粉的蓝光LED制造出了白光LED，这是一项充满希望的高效常规照明技术。在努力研发白光LED的同时，研究人员还在努力改善LED的效率。目前商用的LED已经达到了101流明/瓦。

在七十年代后期，自绿光LED发明之后，柯达公司的ChingTang博士发现，向碳复合材料发送一个电子脉冲能够出现发光的现象。经过继续研究，ChingTang开发出了第一个有机发光二极管（OLED）。他的相关报告在1987年发表。从此以后OLED研发人员开发出了白光OLED，实验室效率高达102流明/瓦。虽然目前商用的OLED主要在显示方面，但很多公司正在研发白光OLED，所以未来一定会出现商用的白光OLED照明产品。

传统的三种照明光源：白炽灯、荧光灯和氙气灯已经经过了60-120年的发展，研发人员已经想尽各种办法来改善这些光源的效率，目前的改善余地已经不大。固态照明技术则不同，如LED和OLED，有巨大的发展潜力。
 

已经取得的固态照明成果

目前在固态照明领域已经取得了相当大进展，自从能源部2000年大力研发固态照明技术以来，支持了很多研发项目，取得了多项成就。以下是所取得的重要成果：

·2008年9月，CRRE公司研发出标准冷白光发光二极管，效率是107 lm/W @ 350mA.

·2008年9月，佛罗里达大学演示了蓝光磷光OLED，流明效率高达40流明每瓦，外部峰值量子效率为25%。采用了无外部光提取技术。

·2008年6月，飞利浦和CREE公司共同开发了暖白光多芯片LED镀铝反光灯，效率为69 lm/W，能够发出681流明的光通量。

·2008年6月，Universal Display演示了寿命为8万小时的OLED。该OLED的效率为50 lm/W @1,000 cd/m2. 。

·2008年6月，Universal Display公司演示了白光磷光OLED，流明效率达到了创纪录的102 lm/W @1000 cd/m2.

·2007年9月，CREE开发出LED阵列，效率为95 lm/W @ 350 mA 。

·2007年9月，通用电气全球研究中心开发出了方案处理型(solution-processed) 白光OLED器件，总功率转换效率峰值超过了14%。未来的目标是开发出45 lm/W的照明级OLED，使得近期可以在某些应用中取代白炽灯。

·2007年9月，Universal Display制造出了6平方英寸的OLED面板，产生了100流明的亮度，效率为31 lm/W，亮度为3,000 nits。比目前的荧光灯要亮。

·2007年6月，柯达开发出了全新的白光OLED器件，提取效率达46%，比以往的器件有了很大的改善。