照明技术的发展脉络调查报告

1、照明技术的发展脉络（过往-现今-未来）调查报告摘要：灯光或者说光，带给世界光明，让我们可以不分昼夜的工作，人类能有时至今日充足的光照，绚丽的灯光色彩，各种指示类照明设备（如红绿灯）等，是经过了几代人的发明、探索、改进，若要回顾灯光的历史，最远可到第一代照明光源，这是对照明技术的不严格划分；最近是到爱迪生发明第一盏意义上的电灯。人类对于“光”始终是孜孜不倦的追求，调查整个照明技术的历史发展脉络尤为重要。关键词：照明技术、历史、发展调查照明技术的发展脉络主要通过对过往，现今，未来的照明技术进行调查，其中过往的时间范围规定为2000年之前，标志是LED灯开始广泛使用与室内照明；现今是从2000到当下

2、；未来是从当下到不到50年内的发展。本次调查的目的除了熟悉照明技术的历史发展状况，了解照明技术发展的大体脉络，知史以明智，同时，产品设计设计专业本身的要求中，对产品技术的了解极其重要；最主要的是通过脉络的梳理，掌握照明技术的同时，把握未来该技术的发展方向，未来既是难以捉摸同时又是可以预测的通过对过往现今的技术调查，大概能推断出未来的发展方向。照明技术，如果我们不严格的划分，可以追溯到原始人使用的火，通过摩擦生热产生，同样是个技术，那么照明技术大概经历了79万年；如果严格的从爱迪生发明了第一个意义上的电灯，那么历史才136年。为什么人们会对“光”孜孜不倦的追求？原始的火，是人们用于御寒，夜晚带来

3、光明或者用于防御，故“光”从来都是带给人希望的事物，不仅是生理（御寒，防御）上还是心理上（夜晚的安全感）；在第一次工业革命产生电之前，灯光的作用基本没有变，防御的方式在减弱，在电灯的产生普及之后，御寒的功能能被其他产品所取代，照明成为主要的作用；后来的发展，灯光效果千变万化，单一的照明需求满足不了人们自身对世界的改造，装饰用灯或者产品的辅助提示类灯产生了，世界不区分白天黑夜，同样是缤纷多彩的。生产力水平决定上层建筑。人们对于“光“的需求同样可以根据人们每个时期的生产力水平，过去对火光的依赖，直到现在对光的改造，达到更高的需求。谁能推测未来的灯光技术不能产生一种叫做“可见光通讯”的技术（通过可见

4、光产生网络），原始人就没有想到过现今科技发展之迅速。未来的技术还有待发展，我们在进行产品设计的同时，关注技术的发展，就不会处在世界发展的末端，提高我们的眼界。在产品设计中，我们对照明技术的市场调查是为了，目前，为我们即将设计的LED设计服务的，有了解技术，提取灵感的作用。下面是调查内容：人类有史以来，最初是只能靠太阳提供照明，一到晚上只能靠着月亮提供一点微弱的照明。在那之后，原始人类经过了漫长的使用火来照明的时期，而用火照明也经过了火堆照明、松明子照明、油脂照明，蜡烛照明等等，火堆则是提供人类照明的第一个“光源”。用火照明的情况一直到科学家富兰克林研究电为止，人类也正式开启了电力照明的时代。而

5、电力照明也同样经历了不少时间慢慢发展，从最原始的弧光灯到白炽灯、日光灯、荧光灯以及LED灯等等。明火作为第一代光源，其意义不可估量，完全改变了原始人的生活方式，他们从提取自然火，逐渐学会了人工产火，吃上熟食，影响饮食结构，带来健康强壮的体魄，冬天的御寒，和夜晚的照明，同时还可以防御野兽的袭击。也就是从这时候开始，火，或者说光，一直是人类赖以生存的事物。我们的调查也是从原始的火源开始的。最始人工取火的技术是摩擦起火，步骤从太阳光-火堆-松明-油脂点火-摩擦起火，后来原始人类将火燃于堆积起来的木材，于是象征意义上的一盏灯出现了，木材的多少决定火光的持久度。后来人类的发明如蜡烛，蜡的比木材有更好的持

6、久度，只要一根引火绳就可以点燃，这种传统的技术，其方便、快捷性和廉价，时至今日人们还在用它，在古代尚未使用电力的情况下，蜡烛的照明作用尤为重要。延伸上的用途更为广泛，如香薰灯和生日蛋糕上的使用，成为一种颇具情调的产物。 棉线心蜡烛1820年，法国人强巴歇列发明了三根棉线编成的烛心，使烛心燃烧时自然松开，末端正好翘到火焰外侧，因而可以完全燃烧。这是照明发展的新阶段。 煤油灯的出现煤油灯的出现，证明了灯具发展的的成熟，而灯具最早出现于春秋战国时期，我们从出土文物中可以看到最早的灯具，大都是战国时期的陶、瓦、玉石和青铜器灯具。其实，用灯罩改善燃烧中空气供应的方法中国早在汉朝就有了。 煤油灯（在中国的

7、灯具史上，成就最高的灯是出现在西汉（公元前202年公元9年）。这种灯是供宫廷贵族使用的青铜灯，灯的火苗上方带有连着烟管的烟罩，灯烟可以经由罩和管排入蓄水的灯身里达到“取光藏烟”的环保效果。其中最著名的灯就是1968年河北省满城县出土的“长信宫灯”。）长信宫灯灰光灯灰光灯1826，Drummond 第一个固态照明装置。石灰(氧化钙)圆柱。在氢氧焰喷管无色的火焰中发出耀眼的光。发光来自1820年发现的一种新效应非高温发光：离子被热激发，电子进入激发态，跃迁回到低能态时辐射发光。在1860到1870年代，灰光灯用于剧院，直到被电弧灯取代。灰光灯汽灯Welsbach用浸透了金属氧化物溶液的棉织物(1：

8、99氧化铈和氧化钍)的纱网作为发光体。汽油喷灯不发光火焰高温加热纱网燃烧后保留的氧化物网状骨架，和灰光灯类似，产生非高温发光。二十世纪的前三十年中广泛应用，后来逐步为电照明取代。 汽灯白炽灯的问世1879年，美国伟大的发明爱迪生发明了电灯，也就是白炽灯，从此走进了我们千家万户。后来中国开始进入电气化时代，全都用上了白炽灯。 白炽灯电照明开始实用1876年，Yablochkov发明了第一个实用的电照明装置。由以绝缘石膏薄片分开的两条平行碳棒组成，寿命只有几小时。这种装置很快被用来作为街道照明，并使电照明获得公众认可。电照明装置几年后，它们被高性能长寿命(可达1000小时)的碳弧装置代替。电弧灯作

9、为道路照明一直用到20世纪二十年代，在两次世界大战中都用作飞机强光照明灯。它是现代高强度放电灯的始祖。碳弧装置荧光灯发展突飞猛进白炽灯Edison和Swan是白炽灯丝灯最有成效、最卓越的发明家。1878年, 研制电灯已有大量工作,灯泡抽成真空问题基本解决. 英国人Swan致力于电灯研究已经30多年, 研制成用碳丝做灯丝.当时,爱迪生的研究刚刚开始,他试用了上千种灯丝材料。 1879年10月看到了Swan用碳丝灯的报道, 受到启发. 经历重重困难, 他用“日本竹”纤维制成了碳丝. 把这种碳丝装入灯泡,又将灯泡抽成真空，接上电流后, 灯泡亮了， 寿命达到45个小时.爱迪生之后，电灯不断改进。193

10、9年管状日光灯问世，很快被广泛采用，成为又一种重要的照明光源。当时荧光灯玻管外径为38mm（T12），光效约60lmw，显色指数为70Ra。荧光灯在整个19世纪, 低压气体中的放电的研究一直没有中断。 1900年， Hewitt获得汞灯的专利。这种灯启动时需要倾斜，而且发蓝绿色光，被照物体颜色失真。但效率比碳丝灯高得多。汞灯后来成为荧光灯的基础。1938年，通用电气和西屋电气将一种新型的灯投入市场，这种灯是内管壁涂有荧光粉的低压汞蒸气放电灯，汞的紫外发射激发荧光粉发光。最早的荧光粉是天然矿物，很快就为合成的无机材料所替代。从1948年起，普通白色荧光灯用荧光粉是锑和锰激活的卤磷酸钙Ca5(PO

11、4)3(F,Cl)。无极荧光灯的发展随着电子学技术的发展，近年来实用型无极荧光灯发展很快，国际上现有产品是荷兰QL型，功率为55w和85w两种，光效约68lm / w，寿命60 000h，工作频率2.65MHz；美国Genura型无极荧光灯，功率23w，光效48lm / w，寿命10 000h，工作频率2.65MHz；日本ever-Light型无极荧光灯，功率9w和27w，光效为41lm / w，寿命40 000h，工作频率15.56MHz；还有德国Endura型无极荧光灯，功率100w和150w，光效80lm / w，寿命60 000h，工作频率为250 KHz。卤钨灯的发明1959年人们发

12、明了卤钨循环原理后制造出卤钨灯，它给热辐射光源注入了新的活力。这类灯体积小，光维持率达到95以上，光效和寿命更明显的优于白炽灯。近年来，我国已生产出可直接用于电网、电压220V或110V的卤钨灯，其尺寸可小到? 1454mm，具有优异的灯丝稳定性和抗震性。泡壳有透明和磨砂两种不同规格，灯头易于连接，与白炽灯一样。卤钨灯的另一改进措施是采用浸涂法、真空蒸镀法或化学蒸镀法，在石英泡壳上采用红外反射层技术制成的新型卤钨灯，通过让可见光透过，而将红外线反射回灯丝的过程，使灯的光效提高3045，寿命可达3000小时。卤钨灯 紧凑型荧光灯的发明为了便于装饰和美化，对细管径荧光灯通过采用接桥和弯管等工艺，使

13、灯管的尺寸紧凑，制成保持高光效的紧凑型荧光灯，特别是配有电子镇流器的一体化型又选用白炽灯螺口灯头（E27），已在许多领域取代了白炽灯。冷阴极超细管径荧光灯的诞生随着背光照明在办公用笔记本电脑、等离子体显示器和家用电器如电视机、数码像机、摄像机等中的应用与日俱增，高亮度的冷阴极超细管径荧光灯为此应运而生。这类灯的管径为1.8mm 3.0mm，普遍采用三基色荧光粉，通常采用Ni 、Ta 、Zr等金属作为冷阴极，在高的启动电压下形成辉光放电使灯管工作。HID光源的成熟和进步（1）HID光源趋向成熟 适用于大面积范围和室外照明的高强度气体放电光源（HID）其灯内工作压强往往超过10个大气压强，其中高压

14、汞灯的光效可达50lm / w，显色指数超过65，色温4 000 k 6 000k，寿命也达到约10 000h，功率规格形成35w 3 500w系列化。高压钠灯发光效率达到120lm / w，显色指数为25，寿命达到24 000h，规格有30w 1 000w，虽然其光色稍逊，但其光效是所有能发出接近白光的人工光源中最高的。（2）陶瓷金属卤化物灯的发展 陶瓷金属卤化物灯（CDM）的问世是HID光源在近年发展中最引人注目的成果。由于多晶氧化铝（PCA）陶瓷材料及其与金属封接工艺研究取得很大的突破，人们成功地制造出陶瓷外壳的性能明显地优于石英为玻壳的金属卤化物灯。采用陶瓷材料作外壳避免了灯内金属材料

15、的损失，而且电孤管尺寸可以控制得非常精确，因此光电性能一致性和稳定性好，允许更高电弧温度，灯的光效可提高10% 20%；且发光体小，亮度高，便于投影照明系统的设计。现有35w，70w和150w三种产品，结构为单端型，双端型及反射型，光效达到90lm / w，亮度290cd / m2，显色指数为83，有效寿命达12 000h。另外，美国GE公司最近又推出用三部体结构工艺制造的300w大功率陶瓷外壳金属卤化物灯，其应用范围将会有进一步扩大。新颖电光源产品层出不穷（1）准分子光源（ELS）的出现 在光源辐射机理研究中，近年来采用准分子（Excimer）工作物质，如KrF、ArP、NeF和XeCl等，

16、来制造高功率的紫外光源。同时，通过微波放电和介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge）等无极放电形式可制成新型的准分子辐射光源，其工作物质可为Xe2（172nm），Kr2（146nm）和Ar2（126nm），其中Xe2准分子光源的效率最高，光能转换效率达50%以上。现已制成5868cm2的60WX2准分子大面积平面照明系统，这种灯无需充汞，因此从环境保护角度更有吸引力。（2）超高压汞灯（UHP）的开发成功 近年来，配投光系统的显示装置受到人们的极大重视，而影响其性能的关键配件是短弧光源，荷兰飞利浦公司于1995年首先开发成功一种超高压汞灯，极距约1.3mm，功率1

17、00w。在灯工作时，汞蒸气压可达200个大气压。（3）微波光源的崛起 1992年国际电光源科技界提出了微波硫灯的新技术，发现充填硫元素和低压氩气于石英泡壳内，在频率为2 450MHz微波能量的驱动下，通过硫分子的振动能和转动能的跃迁，可使灯辐射出连续的可见光光谱。1994年，美国融合公司制成了一个功率为3400w微波硫灯照明系统。灯内有一个直径为28mm的石英球泡，工作时该石英泡内由10个大气压强的硫蒸汽的分子辐射产生亮度非常强的白光，其光效为120lm /微波w，色温为6500k，显色指数为86。1995年，美国又开始出售solar-1000和Light Drive-1000两种规格的微波硫

18、灯。通过耦合到硫灯的功率密度从250w/cm3降到30w/cm3，使石英玻壳的温度保持在925之下。该产品辐射光谱接近太阳光谱，可在很大范围内调光，寿命60000h，可任意方向燃点。 微波硫灯还可以利用导光管技术，将该灯发出的强光沿着导光管传送到所需要照明的宽广区域。最近为使硫灯适宜于家庭和商业照明，一方面通过充填物质的改变使灯的光色更符合人们需求，另一方面正在积极研制开发100w以下的小功率微波硫灯，通过应用叶片式谐振器的微波源，可将 2450MHz的微波能量集中在一个很小的空间，从而使充有InBr和Ar的内径为3mm的球形石英玻壳，激发辐射白光。我国光源界经过几年联合研制，也在1999年推

19、出VEC1000微波硫灯产品，其技术指标接近国际同类产品水平。（4）固体光源开始进入光源领域 近30年来，作为固体光源的半导体发光二极管（LED）取得了重大突破，灯的光效增加了100倍，成本下降10倍，近几年又突破单一颜色的局限性向白色光照明迈进。 LED光源能在几伏的低直流电压下工作，光的转换效率十分高，发光面很小，其发光颜色的色彩效果远超过彩色白炽灯，寿命达到h。经过10多年的发展，光效已超过每瓦40lm，实验室已开发出100lm/w的产品。近年来，随着蓝色发光二级管性能的突破性进展，发白光的发光二级管实用化，各大公司正在组成点状、带状和平板型LED产品推向市场。目前获得白色光源有两种途径

20、，一种是蓝、绿、红色LED组合成白光，另一种是用蓝色LED和黄色荧光发光体合成。 现在人们已提出LED照明将是半导体的又一次革命的实现，可以预言LED光源的效率于2005年将达到50lm/w；20102015年其转换率为50%，光效将达到150lm/w200lm/w；20202025年转换率达到75%，相当于光效300lm/w。但是即使实现高效率，单个发光体的输入功率仍很小，光通量也不高，还需要发展可以聚集大量发光体的技术。为增加单位发光体的输入，也可以通过提高外部量子的效率予以实现。以上问题若能解决，那么21世纪可能会成为固体光源的时代，特别是同绿色能源-太阳能电池结合，它将成为一种理想的环

21、保照明系统。1997年高亮度AlInGaN LED发展起来不久，AlInGaN/YAG: Ce 白光LED就商品化了。由于蓝色LED的效率不断提高，这种白光LED发光效率早已超过白炽灯，目前已接近甚至超过了荧光灯。2000年商品白光LED发光效率14 。2004年国内商品发光效率61 lm/W 显色指数802006年7月，日本日亚公司推出100 lm/W的白光LED，12月批量生产, 完成了150 lm/W产品的研发 2008年6 月 Osram 136 lm/W2008年9 月 Philips 141.1 lm/W2008年12月 Cree 161 lm/W常见灯具高压钠灯效率高，显色性差，

22、用于街道照明钠发射589.0和589.6 nm组成的双线(D线)，几乎是单色的黄光。高压加剧离子碰撞，使光谱变宽，改善了显色性。高压钠灯硫灯 应用微波使硫蒸汽放电。微波辐射用微波炉用的2450MHz磁控管产生。在充入硫和氩并放入一个腔中的灯泡内激起放电。目前上市的有4002000 W的灯，这种灯是一种无汞的放电型白光光源。 硫灯主要电光源的技术技能指标灯种光效（lm/W）色温（k）显色指数（Ra）平均寿命（h）白炽灯934100991000汞灯30-503300430030-403000-5000细管荧光灯45-1037050-908000-10000整体式紧凑荧光灯60以上8560-9030

23、00-5000日光色镝灯65-106 80-865000金属卤化灯50-10003000/4500/560060-955000-10000高压钠灯60-1301950/2200/25003010000低压钠灯54-1441750极差100002000以前照明技术统计列表：总结：由前面的表格可以得知，技术在提高，照明寿命也在逐渐提高，照明技术逐渐摆脱原始直接使用燃料燃烧，和人工手动操作。照明变得越来越高效。再者，照明技术从单纯的照明，扩展了更多领域的用途，如交通，装饰等。随着人类物质文化科技的飞速提高，照明技术不仅更加高效节能，同时为更多领域的便利照明提供条件。 单从灯的外形来看，产品设计中就有

24、这样的例子，提取原始的篝火外形作为一种野外炉灶的外观设计，那么从第一份列表中的外形可以延伸出许多装饰类灯具产品，产生复古风的感觉，提供一定追求的市场。 白炽灯的外形作为最广泛认同的灯炮外形，也经常在各种灯具设计被使用，甚至裸露灯泡作为一种设计亮点。照明技术迅速的发展，到了2000，LED灯光应用与室内照明，LED的开发是继白炽灯照明发展历史120年以来的第二次革命，效率大大提高，寿命提高了100倍，广泛适用与室内照明和环境照明。科学技术发展比以往的速度更快，效率更高，寿命更长和更节能的照明技术逐渐被发明。调查照明技术现今的状况，根据需求符合时代的对各种照明技术的使用，并且找出未来发展的趋势，得

25、从事设计的我们，不落后于是到的发展，赶上时代的发展，望引领潮流。现今的照明技术调查根据时间顺序，从2000开始（LED开始应用于室内照明），到2014年现如今，来介绍的。 一下为整理出的详细照明技术介绍，资料来源于网络。2000年，T5荧光灯问世，管径约16毫米，属于低压气体放电灯的一种。它使用电场在氩氖混合气（番宁气体）中激活水银蒸气，形成等离子放电体放电并发出短波紫外线，令灯管内壁的三基色荧光粉发出可见光。具有技术性能先进，节能、光效高（OSRAM的T5光效可高达109LM/W），照明质量与效果优秀等技术特性，其中第三代照明光源的节能灯就是荧光灯的一种。 2000年，LED广泛应用于室内照

26、明。2000年，由于氮化镓的发现，科学家开发出用于照明的新型发光二极管灯泡。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点，最大的时候可连续使用10万小时，比普通白炽灯泡长100倍。LED的开发是继白炽灯照明发展历史120年以来的第二次革命，也是第四代照明光源（明火，白炽灯，节能灯）。2002 年 CFL 反射灯 （泛指紧凑型荧光灯(Compact Fluorescent Lamps)，其实就是指节能灯。带有玻璃反射器的节能荧光灯，适用于向下照明和其他应用场合。节能效果明显，寿命长(是普通灯泡的8倍)，体积小，使用方便。 反射灯2003年，300/320 W CMH 第一个双功率陶瓷金卤灯问世，可在两个不同

27、的镇流器上进行操作，并具有相同的彩色再现性。2004年12月22日，中国人发明的第三项无灯丝、无电极的“磁能灯”发明专利与美国在1991年发明的无极灯仅仅相隔了13年时间。 磁能灯利用电磁交变，耦合磁能发生器产生感应磁场获得磁能。用获得的磁能来替代传统的灯丝、电极，电离灯体内的离子或汞原子产生雪崩激活灯体内的发光物质达到发光照明的目的，发明了新的磁致发光原理。2008年，中国科学院上海技术物理研究所研制的“神舟七号出舱活动照明灯”将为航天员出舱行走以及太空图像拍摄提供照明。这是世界上首次使用LED（发光二极管）光源作为载人航天器的照明系统，也是我国首个用于太空舱外的照明系统。LED技术的特点是

28、发光效率高，可靠性强，抗震性能好，使用寿命上理论上长达10万小时，光的颜色、结构都能够灵活调整。上海技物所研制的神舟七号出舱活动灯在轨通电测试正常2008年，日本开发不用电的全彩色信号灯。日本东京的龙谷大学已经开发了一种黑暗中发光的材料，可以发出全彩色的可见光，即赤橙黄绿青蓝紫七色光，甚至还能发出白光。他们可以用这种材料提供照明和清楚易读的紧急信号灯，且不需要电。在光照下，磷光性材料能吸收能量；而在没有光照的情况下，它就会释放能量。好的蓝和绿二色磷光复合材料已经出现一段时间了，但红光现在还只能持续发光几分钟而不是小时。于是，研究人员将红色染料添加到绿色和蓝色磷光体中，进而研究出这种能发出全彩光

29、的材料。2009年，太阳能LED照明灯问世。太阳能LED照明集成了太阳能与LED的优点。当阳光照射在太阳能电池阵列上时转换成电能；电流通过二极管，同时送到可充电电池和灯泡闪光装置中。在白天，即有光照情况下，有充中的电能供闪光装置工作；在夜间，即光照停止后，则由存储在中的电能供电。只有当长时间无光照以致电池中的电能用完时，这个装置才停止工作。2010年，太阳能LED路灯问世。 太阳能LED路灯 2010年，杭州纳晶科技有限公司美国全资子公司NNCrystal 在美国拉斯维加斯5月12日举行的第14届国际灯展展会上推出最新照明技术。这将是NNCrystal首次推出高端照明产品，这两个系列的全新产品

30、是基于NNCrystal独家发展的两个用于商业照明的全新技术，Qshift Coral*和Qshift Lucid*。 Qshift Coral使用传统的半导体纳米晶（量子点）材料, 通过对光的可控调制来实现对照明光源颜色的精确控制。 Qshift Coral技术通过使照明光变得温暖和增加显色指数来改善光源的质量，同时与传统的荧光粉产生的固态照明暖白光相比, 在等同光输出的基础上大大降低能耗。 Qshift Lucid是一个不含重金属、基于高性能掺杂量子点的独特专利技术。和现有稀土荧光粉材料相比，Qshift Lucid具有无色透明的特点。 Qshift Lucid代表了照明行业的一种新的商业

31、模式，它提供了绝佳的光学性能和更大的设计灵活性，同时避免了有毒物质，如镉和汞的使用。2010年11月，纳米技术植物照明灯问世。台湾的苏博士研究发现，给树木注射的金纳米粒子可以诱导植物叶子发出红光。比起目前较为经济的LED照明来说，这种植物发光过程不会散发出像荧光粉之类的有毒化学物质。如能将该技术推广，那么街道照明不仅可以节约能源，还能增加植物吸收二氧化碳的机会，有助于改善城市居住环境。如果该技术应用于室内照明，墙壁和天花板都可以挂满植物了，真正的绿色居室！2011年LED路灯最新散热技术。目前LED路灯的散热方式主要有：自然对流散热、加装风扇强制散热、热管和回路热管散热等。加装风扇强制散热方式

32、系统复杂、可靠性低，热管和回路热管散热方式成本高。而路灯具有户外夜间使用、散热面位於侧上面以及体型受限制较小等有利於空气自然对流散热的优点，所以LED路灯建议尽可能选择自然对流散热方式。新型LED路灯散热模组解决方案有效了解决了散热难题：（1）、该散热结构引导热量以发热体为中心轴起点向上及其周围散发，整个结构称为放射性太阳花圆柱结构，把表面积最大化，有利于热量向空气扩散。（2）、该散热器采用特制的高散热铝合金材料，铝是散热及其他性能相对较好的金属，通过表面特殊的处理，它们几乎不会腐蚀，寿命无限长。（3）、利用某一物理原理迅速地将热量传遍整个散热器灯壳内表面，再由高散热材料的鳍片和空气交换把热量

33、带走。利用这种结构可以通过增加散热器的长短来控制LED的温度，使得LED的温度接近常温30度。 2012年，OLED正式登上了照明的舞台，虽然目前只是一个小角色，但是对LED有不小的替代威胁。OLED(Organic Light-emitting Diodes)，中文名称为有机发光二极管，是基于有机半导体材料的发光二极管。OLED由于具有全固态、主动发光、高对比、超薄、低功耗、无视角限制、响应速度快、工作温度范围宽、易于实现柔性和大面积、功耗低等诸多优点。目前OLED已在手机终端等小尺寸显示领域得到应用，在大尺寸电视和照明领域的发展潜力也得到业界的认可。OLED已经被视为21世纪最具前途的显示

34、和照明产品之一。在4月的法兰克福展上， Philips首次展示出最新OLED技术的Lumiblade OLED GL350 面板，每片GL 350 OLED面板尺寸约155平方公分，亮度可达115LM。 除开CREE成功的商业化SiC衬底之外，人们已经习惯了衬底材料就是蓝宝石了。不过来到2012年，非蓝宝石衬底方案第一次对蓝宝石衬底的地位发起了有威胁的挑战。 最有威胁的挑战无疑来自硅衬底，2012年1月12日，欧司朗宣传在150mm的硅片上成功长出GaN的外延，切成1mm在350mA下亮度可以达到140lm，该项目是德国联邦教育和研究部资助的“硅上氮化镓”专案的一部分。而东芝的动作就更快一步，

35、2012年12月中，原来并不涉足封装的东芝直接开卖LED，而芯片正是采用与美国普瑞（BridgELux）合作的在8吋硅基板上生长的LED芯片.东芝共发布了四款现行产品的规格书，包括一款色温3000K，一款色温4000K及两款色温5000K的LED产品。其中在典型正向电压为2.9V时，350mA驱动色温5000K，显色指数为70的型号为TL1F1-NW0的LED，光效达到110lm/W。2012年炙手可热的封装技术就是共晶。共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段，是一个液态同时生成两个固态的平衡反应。其熔化温度称共晶温度。共晶焊接技术

36、最关键是共晶材料的选择及焊接温度的控制。如采用共晶焊接，晶粒底部可以采用纯锡（Sn）或金锡（Au-Sn）等合金作接触面镀层，晶粒可焊接于镀有金或银的基板上。当基板被加热至适合的共晶温度时，金或银元素渗透到金锡合金层，合金层成份的改变提高溶点，令共晶层固化并将LED紧固的焊于热沉或基板上。共晶层和热沉或基板完全的键合为一体，打破从芯片到基板的散热系统中的热瓶颈，提升LED寿命。 2012年，智能照明技术。智能照明是指智能照明控制系统通过无线网络进行通信，来实现对照明设备的智能化控制。照明设备经过智能化控制后，扩展了多种控制方法，如PC电脑、遥控器、PDA、远端电话等同时具有灯光亮度的强弱调节、灯

37、光软启动、定时控制、场景设置等功能；并达到安全、节能、舒适、高效的特点。 2012年，模组化技术。因为模组化的整合，让产品设计和制造再次分工出来，产业链再次拉长，制造商不用承担设计失败的成本和风险， 一款LED照明灯具，从设计，选料，测试，认证到最后投放市场，耗费大，周期长。往往到一个专案走完流程市场上已经有更有竞争力的产品出现，很多代价不菲的新产品新设计还没有来得及收回成本就要退市了。在目前竞争更加激烈，生存更艰难的状况下，小型企业在面对竞争对手的新产品的时候往往有心无力再去追赶，只能选择固守旧产品或者抄袭。Zhaga联盟是目前最受国际瞩目的LED光引擎互换性 (Interchangeabi

38、lity) 接口标准，目的在推动全球LED照明灯具系统接口的标准化，进而实现不同制造商产品间的相容与互换性，以保障消费者的选购利益。GE，艾迪生，齐瀚光电，Bridgelux众多大小厂商纷纷投靠zhaga阵营，模组化，模组标准化的趋势已经不可逆转。2013年国内LED七大新技术：（1）、复旦称已实现灯光上网技术无需WiFi网速150M。一种利用屋内可见光传输网络信号的国际前沿通讯技术在实验室成功实现。研究人员将网络信号接入一盏1W的LED灯珠，灯光下的4台电脑即可上网，最高速率可达3.25G，平均上网速率达到150M，堪称世界最快的“灯光上网”。（2）、香港理工大学开发PWM技术改善LED系统

39、效率。得益于香港理工大学电子与资讯工程系研究人员最近所开发的高性能LED驱动器，LED灯可以比以往更亮更节能。 这一获奖的高效率技术可应用于许多领域，比如LED广告牌，并可再节能15%。这种新驱动器采用创新的多级PWM技术为LED灯供电，与当下LED产品采用的PWM和线性驱动器相比，这种技术显著改善了光质量和能效。这种方式不局限于LED驱动器，并可提供比PWM或恒流模式多更多的好处和选择。（3）、中科院联合新力光源首创新型交流LED新技术。长春应化所的研究成果创新性地发明了发光寿命可调并与交流供电频率匹配的稀土LED发光材料，以此为核心在国际上首创具有我国自主知识产权的新一代交流LED白光照明

40、光源技术，解决了交流LED发光频闪的世界性难题。该技术产品与传统直流电源驱动的LED相比，具有散热好、能量转换效率高、体积小等优势，可提高寿命1倍以上，能耗和成本分别降低15%和20%以上。目前，该技术已经投产，制作了泡灯、筒灯、管灯、射灯四大类产品，并成功应用在家庭、地铁、商场、医院等场所。产品通过美国UL和欧盟CE认证，并销往国外多个国家。（4）、“高效低功耗智能LED照明设备开发及应用”项目通过鉴定。（5）、厦大利用超薄铝膜破解深紫外线LED难题。厦门大学的一个研究小组通过在高铝组分氮化物深紫外线发光二极管表面覆盖一层超薄的铝膜，破解了制约这一发光器件得以更广泛应用的“光抽取效率”关键难

41、题，为未来此类器件在医疗、环保、军事等领域的产业化应用开启新的方法和思路。（6）、全球首创：36伏照明产品河源诞生。经过多年攻关，一种全球首创的更安全、更节能、更环保的照明产品“36伏LED照明系统”近日在河源研制成功并批量生产，其发明人为连平县元善镇中心小学老师刘东兴领衔的一个科研团队。（7）、模块化技术天津工大LED控制通过验收。通过利用模块化控制技术，用户可以通过本地或者任意一个联网的远程终端(如电脑或者手机)的人机界面来分别控制不同的LED照明产品，实现道路和家居照明的情景控制。2014年，最新照明技术多功能记录照明灯。深圳市思达杰科技有限公司常年研发生产数字化手电，移动作业检查仪，智

42、能检查仪，记录手电，手电式摄像记录仪，铁路专用数码显示移动作业检查仪，数码显示手电筒，摄像手电筒，带屏摄像手电，巡逻记录仪，巡检记录仪，强光摄像手电筒，高清手电筒，迷你摄像手电，防爆摄像手电，多功能摄像手电，手电记录仪，数码显示摄像手电筒，执法记录仪等专业记录设备。晶科电子的E-Flash EFG产品于2014年3月推出，是陶瓷基无金线封装产品中专为闪光灯应用设计的一款白光LED 产品，填补了国内LED闪光灯厂商的空白。E-Flash EFG应用了倒装焊无金线封装技术，实现了单芯片及多芯片模组的无金线、无固晶胶封装，具有高亮度、高光效、高可靠性、低热阻、颜色一致性好等诸多优点，并可实现超薄、超

43、小尺寸封装。现今照明技术统计列表：根据表格总结：照明技术趋势：由图一可以得出，LED的使用在未来将占有非常大的比例，从整体上来说，LED正开始接管照明市场，从特殊照明到所有类型的照明都是如此。就现在而言，整个世界都在使用形式和颜色各异的LED。，同时OLDE带来了照明技术发展的另外一个方向，对OLDE技术具有许多优点，对其的进一步改革同样重要。半导体照明应用领域：从领域分布图中可以得知，通用照明占了最多的比重，其次是景观照明和背光应用，信号灯和汽车照明占的比重较少。可以得出，半导体照明广泛应用于室内，景观等照明产所，提供单一的照明和装饰作用。未来的发展可谓难以捉摸又有迹可循，未来的发展有多种可

44、能性，可以发挥无限的想象力，同时又可以根据现今的发展技术，推断未来的可能发展情况，为了防止想象力的极度发挥，能让现今发展有个延展性，故这里的未来，是指不久的将来，不超过50年的时间。从现今的照明技术调查中可以观之，LED的发展实为可观，LED作为理想的数字化光源,是继明火、白炽灯和节能灯之后的第四次照明革命。LED照明被世界各国公认为是最有发展潜力的绿色高效环保照明产业。自问世以来,LED照明市场发展迅速,产业带动强,节能潜力巨大,正以各种方式试图走入大众市场的视线。OLED正在发展中的照明技术，前景非常可观，OLED电视已实现产业化，将引领新一代电视机的发展。同时绿色照明工程的制定，采用效率

45、高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制和控光器件），改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明，成为发展的趋势，许多发达国家和部分发展中国家先后制订了“绿色照明工程”。一、LED未来发展：LED比其它类型光源更受青睐，原因并不神秘。据美国能源部的固态照明研究与开发计划，与高强度气体放电(HID)灯泡、荧光灯管和节能灯(CFL)、卤素灯和白炽灯相比，LED灯具有更高的效能和更长的寿命。 一只冷白光LED的最大效能是132流明/瓦(l/W)，而白炽灯只有区区的15流明/瓦，二

46、者的寿命分别为5万与1千小时。而LED照明所使用的功耗只是白炽灯的20%这在全球都日益重视节能的但价格较高是其缺点。飞利浦AmbientLED A19替代灯的成本约为40美元，而白炽灯则不超过1美元。LED的长奉命与节能优点，可以弥补这种缺点。预计到明年，二者的成本差距将缩小到目前的四分之一。 美国能源部估计，如果所有的人都改用固态照明，那么到2020年，所节省下来的电力可以满足3200万个家庭的需求。LED已经节省的电能，相当于25万个家庭的用电量。另外，LED输出水平已经达到150流明/瓦，而且还在继续上升。几家LED厂商生产的高亮度LED，可以提供颜色范围较宽的照明。例如，Cree公司生

47、产的LR6筒灯，采用了获得专利的颜色混合方法，所发出的光可以媲美白炽灯，但功耗要比白炽灯减少85%，而寿命是它的50倍(图2)。作为替代白炽灯的节能产品，LED灯泡的效能水平不断改善，价格下降。例如，LEDtronics PAR系列LED灯泡比白炽灯节能90%(图3)。 这些LED灯泡可以使用120V交流电，也可以在90-290V交流电范围内调光，采用爱迪生中等螺口灯座和G824针插式灯泡，包括PAR20 (7-W)、30 (12-W)和38 (15-W)多种类型。据称这些产品的能效比上一代LEDtronics PAR灯泡高20%，可以直接替代功率高达100W的白炽灯和卤素灯。今天是非常重要的

48、优点。 LED灯泡购买成本只是总体拥有成本中的一个因素，后者不仅涉及较低的能源成本，而且还有较低的维护与更换成本。桑迪亚国家实验室估计，今天的LED照明是白炽灯灯泡终生拥有成本的两倍，是荧光灯拥有成本的10倍。但该实验室同时预测，到2020年，LED照明的拥有成本将是白炽灯的10分之一，是荧光灯的二分之一。 各企业和组织希望每年能在能源成本上面节省数以万计的美元，这是推动照明方式向LED转变的主要力量。许多商场、店铺、办公室和大楼内外装饰，都在转向LED。桥梁、隧道、公路、街道、停车场、舞台和机场也在纷纷采用LED照明。从事设计、开发、制造与销售高效率LED解决方案的Lighting Scie

49、nce Group报告称，正在忙于在上述场所安装其高性能与超高效率的灯，如Definity MR16系统。在Simon Property Group的商场摊位，这些灯正在用于替换原来的卤素灯。该公司表示，其完全可调光Definity产品的效率比卤素灯高80%，光输出比许多其它光源高50%。LED设计者与用户面临的一个挑战是，光源与驱动电路之间没有标准化接口。欧洲的Zhaga联盟发起了一场全行业的行动，为LED光引擎开发标准的规范。LED光引擎是拥有规定接口的LED模组，而这些接口与光引擎内部使用的LED技术类型无关。随着输出光水平提高，LED驱动变得更加复杂。根据Haitz定律，对于给定的光线

50、波长(颜色)，封装LED的单位流明成本每10年下降10倍，每个LED封装产生的光量则提高20倍。随着光输出不断提高，封装LED的有效性在某些应用中(对于1千米左右的住宅照明和10千米左右的商业照明)将变得更加有限。虽然今天的技术能够轻松满足这些LED的需要，但在未来几年，LED将限制在特殊应用领域，而且商业意义有限，除非LED驱动技术与热管理方面的技术创新得到极大发展。在这方面，固态照明产业正在取得令人瞩目的稳步进展，但未来几年能否保持这个走势，仍需拭目以待。当以较高的电流驱动的时候，LED的表现处于变化之中。较高的电流不仅带来较高的输出流明，而且会显著提高温度使之远高于LED所处的环境温度。

51、有人估计70%的LED效能以热量形式散发了，必须通过传导或对流来消除热量。这与LED想要取代的传统白炽钨丝灯泡形成鲜明对比。Microsemi Corp.最近宣布了一款参考设计，能够使成本较低的液晶面板产生质量更高的图像。该设计利用了索尼的CXD定时与照明控制器，以及Microsemi公司面向3D液晶电视的DAZL! LED驱动器技术。Microsemi公司的双芯片解决方案包含DAZL! 2000系列32端口LX24232逻辑芯片，以及8端口LX23108L LED驱动器电源芯片。驱动成串LED，比如照明应用中每串多达20甚至更多的LED，可能出现问题。一只LED发生故障就会导致整串熄灭。对于

52、这个问题，Bourns LSP系列分流器可以保护LED灯串中的单个LED。对于制造，良率是关键。LED在固态照明领域得到越来越广泛的采用，在大型晶圆上面制造LED并取得较高的良率，是降低其成本的关键。目前的多数LED是在基于GaN的2英寸和4英寸蓝宝石晶片上面生产出来的，存在良率不一致的问题，因此需要对颜色亮度、前向电压和其它产变量进行检测并根据结果分档。加上装配与封装步骤，LED成本就会升得更高。目前的普遍良率是30%甚至更低。实际上，专家预计2020年以前都达不到40%或者更高。LED制造商计划未来几年向6英寸晶圆过渡，随后是8英寸晶圆，采用良率较高的外延MOCVD工艺。通过严格控制温度、

53、流动和材料成分，可以做出那么大的晶圆。LG电子去年开始在6英寸晶圆上面生产LED。Philips Lumileds和Lextar也接近做到这点。有些公司将于明年生产8英寸晶圆样品。“如果LED产业将来继续增长，动力一定是来自普通照明领域”，欧洲光电产业联盟(EPIC)秘书长Tom Pearsall表示，“而且这有赖于所有方面持续取得重大进展，涉及从基础研究和材料一直到产品的设计与制造效率。” EPIC是一个非营利组织，致力于在欧洲推广和发展LED产业。照明技术展览导向未来发展OFweek LED Awards评选涵括LED产业链的上游至下游，被誉为业界“奥斯卡奖”，影响颇深。该评选由OFwee

54、k中国高科技行业门户主办、OFweek半导体照明网及OFweek照明网共同承办，已连续举办第四年，是OFweek2014年高科技行业重要的评选活动之一。此次评选江苏史福特光电股份有限公司将LED彩虹天花筒灯产品参加“最佳LED智能照明产品奖”评选。LED彩虹天花筒灯 LED彩虹天花筒灯于2013年推出，是史福特采用无线控制方式，可通过手机App软件控制灯光明暗、颜色等；产品通过无线智能控制，可通过手机终端软件控制照明效果。并集成功能照明及情景照明于一体。该产品6W LED蜡烛模组可替代40W白炽灯，寿命长达35000小时，相当于白炽灯泡的35倍。该产品除了采用独创的整体一体化模组设计，造型美观

55、之外，还具有无汞、无紫外线、无辐射污染的特性，更有利于身体健康。据了解，LED彩虹天花筒灯采用智能照明主流的无线ZLL标准通信协议，可搭配其他标准智能照明产品、家居产品构建无线智能系统。对光的需求不仅限于功能照明，同时根据光色对人体健康光疗理念，定义11种标准颜色，组件不同场景效果。相比无线智能球泡，更适合家装应用设计。智能环境中的发展未来商业照明的高弦指和背光的广色域将成为新一代LED的应用热点，减少冷白和暖白LED之间光效差距是一项技术难题。过驱及高电流密度电光源、荧光粉技术实现高量产以及线性IC驱动的光引擎模组+高压LED也会成为行业研究的趋势。 高弦指和背光的广色域 LED未来的发展方

56、向共有十点：(1)大众化实用，进入千家万户是它的最终归宿;(2)娱乐化好玩，娱乐将融入LED照明;(3)时尚化流行，时尚应用高档应用，如发光的LED衣服，牙套等等;(4)极简化成本，灯具的简化，一切都是为了降低成本;(5)复古化经典，如传统白炽灯虽被代替，但是它作为灯具的那段辉煌历史将永远不会消失，LED可满足人们对历史的回忆;(6)多样化求全，未来产品将多样化，从LED室内照明到光源电器应有尽有，以全来抢夺优势;(7)专业化集中，将来集研发能力、生产能力和质量控制能力的公司将会逐渐占据市场绝对地位，只做高性价比产品;(8)跨界化创新;(9)自动化高效，智能设备日趋成熟，将来可实现生产智能化，让机器人来做工作;(10)