固态光源的机理及其在信息化智慧经济中的现状和发展前景（上）

固态光源的发展
1、照明电光源的进展
白炽灯（1879年，美国，爱迪生）
荧光灯（1974年，荷兰，飞利浦）
高强度气体放电灯(HID)（高压钠灯、高压汞灯、氙气灯、金卤灯等）
LED（1993年，日本，日亚）
OLED（1979年，美国，邓青云）
2、四代照明器件发光效率研发进展

常用电光源发光效率对比


白光LED的价位目标

固态光源的机理
一、LED
1993年第一只高亮度GaN基蓝光LED诞生，实现了人们长期来立足宽带隙材料发展高效蓝光发射的愿望，进而引领了以Ⅲ族氮化合物为代表的能隙大于2eV的宽禁带半导体材料的研发热潮

1、LED（Light Emitting Diode）发光二极管

2、III-V 外延材料系

3、RGB三基色

1. LED芯片种类包括红绿蓝光三色芯片：
2. 其中红光主要是四元AlGaInP系列LED芯片：
3. 蓝光和绿光主要来源于GaN系列的LED芯片：

白光配光方法


半导体照明产业的发展已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。
我国的半导体照明产业发展初具规模，产业链日趋完整。
从光效上，LED照明已经达到了替代传统光源的标准，LED照明市场渗透率将迅速上升。
4、LED产业链


5、GaN系列蓝绿光LED芯片制程

高效率白光LED的技术要素

LED产业技术发展方向
一、LED外延和芯片技术的发展
1、蓝宝石、碳化硅、硅衬底的选择
2、小尺寸芯片OR大尺寸芯片
3、小注入电流OR大注入电流
4、平面结构OR垂直结构芯片
二、封装技术的发展
免封装芯片技术
三、荧光粉发展技术
研究人员利用基于密度泛函理论的计算，确定了晶体结构的刚性是影响荧光粉效率的关键因素，这就是说，好的荧光粉需具备高刚性晶体结构。此外，结构刚度的指标可以通过密度泛函理论计算得出，那么荧光粉可以先进行筛选再使用。这一突破性的发现为高光效高亮度的LED照明提供了“快车道”。低效率的白炽灯和荧光灯灯泡的淘汰速度进一步加快。
  “我们的目标是使LED达到90%光效，轻松实现300流明/瓦。”

LED产业的“摩尔”定律
SEMI全球副总裁Thomas Morrow在2000年3月17日举办的“LED产业暨技术论坛”上说道。
“就像半导体行业的摩尔定律一样，LED行业也有一个Haitz定律——Haitz’s Law。根据Haitz定律，LED亮度约每18-24个月可提升一倍，而在往后的10年内，预计亮度可以再提升20倍，而成本将降至现有的1/10。摩尔定律与Haitz定律正一步步开创着未来的新能源世界。”
竞争使电光源技术成熟