固态照明

使用固态电子元件作为光源的照明技术

固态照明（Solid-state lighting，缩写：SSL）是指使用固态电子元件，即半导体元件，例如发光二极管、有机发光半导体及高分子发光二极管等作为光源的照明技术。与使用传统电灯泡或日光灯等光源的照明技术相对。

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妻子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。

首个电灯专利

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。

上世纪50年代

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。

七十年代后期

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。

LED灯

LED灯（英语：LED lamp）是指利用发光二极管（LED）作为光源的灯具，一般使用半导体LED制成。LED灯的寿命和发光效率可达白炽灯的几倍，和一体式荧光灯相比也高出不少，其中Cree等厂家更是号称能达到300流明/瓦特的效率。

单颗发光二极管的光度比传统白炽灯和节能灯低很多，所以一个灯泡通常会包含多颗发光二极管。近年，二极管技术提高，高功率、高光度的发光二极管陆续上市，使得这类灯泡渐有取代其他传统光源之势。已有厂商推出单颗设计的照明用高功率LED芯片，只需100瓦的电力，就能发出7,527流明的光度。。除了用于专为LED所设计的灯具外，LED也可在加装转换电路与相关的稳定装置后，制成与其他光源兼容的灯泡，安装于传统光源的灯具中。

由于二极管是使用直流电（DC）驱动，所以LED灯泡内通常设有电路，以将日常使用的交流电（AC）转为直流电，以供电给泡内的LED。此外，高温会损坏LED，故LED灯泡一般会配以散热片等散热配件。LED灯泡寿命长、能源效益高，主要缺点在于初期的购置成本比萤光灯管等传统照明光源高。

发光二极管

发光二极管（英语：Light-emitting diode，缩写为LED）是一种能发光的半导体电子元件，透过三价与五价元素所组成的复合光源。此种电子元件早在1962年出现，早期只能够发出低光度的红光，被惠普买下专利后当作指示灯利用。及后发展出其他单色光的版本，时至今日，能够发出的光已经遍及可见光、红外线及紫外线，光度亦提高到相当高的程度。用途由初时的指示灯及显示板等；随着白光发光二极管的出现，近年逐渐发展至被普遍用作照明用途。

发光二极管只能够往一个方向导通（通电），叫作正向偏置，当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光，这叫电致发光效应，而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体物料种类与故意掺入的元素杂质有关。具有效率高、寿命长、不易破损、反应速度快、可靠性高等传统光源不及的优点。白光LED的发光效率近年有所进步；每千流明成本，也因为大量的资金投入使价格下降，但成本仍远高于其他的传统照明。虽然如此，近年仍然越来越多被用在照明用途上。

2014年凭借“发明高亮度蓝色发光二极管，带来了节能明亮的白色光源”，天野浩与赤崎勇、中村修二共同获得诺贝尔物理学奖。