第1章　绪论

1.1　白光LED的发展

照明一直与人类社会文明的进步紧密联系在一起。从钻木取火到1886年爱迪生发明了白炽灯，继而荧光灯广泛应用于照明，使人类的生产、社会活动时间延续至全天，极大地推动了人类的文明进程。但是，目前以荧光灯为代表的照明光源也存在着一系列的缺陷，如发光效率低、消耗能量多、使用寿命短、产生汞等有毒废弃物，远远不能满足现代社会对高效、节能和环保的照明技术的现实需求^［1，2］。这些缺点亟待一种全新的照明光源来解决。

半导体照明就是具备这种魅力的新技术。所谓半导体照明，是指用半导体发光二极管（light-emitting diode，LED）作为光源的固态照明。20世纪90年代蓝光LED技术上的突破及产业化极大地推动和实现白光发光二极管（white light-emitting diode，W-LED）的发展，成为照明工程科技领域中的一大成就^［3，4］。由于白光LED具有寿命长、效率高、抗恶劣环境、光谱范围宽、可视距离远、绿色环保无污染、节能、安全、显色性好、响应时间短、无频闪、体积小等诸多优点，而使其具有广阔的应用前景和潜在的市场，被视为21世纪的绿色照明光源，已经得到各国政府的大力支持并被寄予厚望。有人认为，白光LED的研制成功将像爱迪生发明白炽灯一样，引起照明工业的一场革命，并将带动一大批相关产业的飞速发展^［5-8］。

从20世纪60年代第一只发光二极管问世以来，LED已经走过了近六十年的发展历程^［9，10］。早期所用的发光材料只能发红光（λ_p=650nm），光通量只有千分之几流明，发光效率只有0.1 lm/W，只能用来作指示灯。20世纪70年代，LED能够产生绿光（λ_p=555nm）、黄光（λ_p=590nm）和橙光（λ_p=610nm），光效提高到1 lm/W，其应用进入显示领域。80年代以后，出现了采用GaAlAs作发光材料的LED，封装技术也逐步提高，红光、黄光LED光效可达10 lm/W。90年代初，发红光、黄光的GaAlInP和发绿光、蓝光的GaInN两种新材料开发成功，使LED光效得到大幅度提高。1993年日本日亚化学公司率先在蓝色氮化镓LED技术上取得突破^［3］，并很快实现了产业化；进而于1996年实现白光发光二极管^［11］，并于1998年推向市场作为照明光源使用，为LED找到了新舞台。