半导体荧光灯发光机理

白颜色LED(半导体荧光灯)是由蓝光PN结周围的荧光粉发出的白光，通常荧光灯是由灯管内的紫外线激发荧光粉发光的，在发光原理上它们完全一致，区别在于普通荧光灯的灯丝由蓝光PN结取代。图3(c)指示出它的工作原理。另外还有通过紫外线LED激发荧光粉产生白光的半导体荧光灯 。

LED和目前我们使用的白炽灯、气体放电灯的发光原理迥然不同。

LED的自发性发光是由于电子和空穴的复合而产生的，这种半导体P-N结的电致发光机理决定了它发出的是单色光，而不可能产生具有连续谱线的白光，用单只LED也不可能产生两种以上的高亮度单色光。如果需要LED产生白光，只可能先让LED发出蓝光，然后利用荧光粉间接产生宽带光谱，合成白光。

将某种形式的能量转化为光能的过程是一种量子转换过程遵守能量守衡定律。发光过程中的量子效率、量子提取率以及辐射光子的能谱决定了该过程的光效。白光光源运转时所经历的量子转换过程愈多、能量的损失愈大，光效必将降低。

LED发光时载流子复合过程的量子转换效率虽然很高。但是必需利用荧光粉进行第二次量子转换才能转化为白光LED，因而量子效率和量子提取率大为降低，使白光LED光效提高受到限制。

目前我们使用的白色LED的实质是半导体荧光灯，它的白色LED的实质一致。

追求高效节能，绿色环保和显示性好的电光源是科技界持之以恒的目标。从上个世纪60年代开始，LED以惊人的时代得到迅速发展，特别是进入21世纪以后，LED的发展取得了更加令人鼓舞的成就。LED在显示屏、信号灯、液晶背光源以及取代其他小功率光源上，和其他电光源比上体现出无可比拟的优越性。但是，在目前白颜色大功率LED的发展上，混肴了普通LED和白颜色LED之间的基本属性，错误的把普通LED的优点转移白颜色LED上，误认为白颜色LED的使用寿命、发光效率能够和普通LED一样，过高估计了它的光效，在电光源领域神化了其功能，似乎只要用了LED 就是高科技，LED 可以解决一起照明问题;使用LED的项目就能够得到政府的支持，不使用LED的项目就不能够得到政府的支持;忽略了白颜色LED是半导体荧光灯的基本实质。

据测试，当前市售白光LED(半导体荧光灯)的最大总光子转换效率约在15~25%之间，光效约为45~80 lm/W，稳定工作时实际光效常常都在60 lm/W以下。白光LED(半导体荧光灯)的光效已经达到160lm/W或200lm/W的报导是不可靠，或许他们的测试出了差错，至于400lm/W的预言对于白光LED(半导体荧光灯)是荒唐的、即使对中心发射波长为555的黄光LED也失之过高。

未来真正的白光LED应该是将红、绿、蓝或者更多颜色LED芯片封装在一起，产生白颜色光的白光LED，它将省去荧光粉的二次发光的转换过程，光效提高15%以上，效率可以达到150-160Lm/W，同时减少了有害的蓝光;光衰和芯片发热问题得到改善，这种真正的白光LED目前还有许多技术瓶颈，解决这些技术难题还需要比较长的时间。