| 中心议题：
白光LED发光原理
半导体荧光灯原理
解决方案：
散热问题解决的好，半导体荧光灯使用寿命长许多
可以频繁开关启动
可以做到小功率白光高效率照明
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。下面我们简单介绍目前白颜色LED（半导体荧光灯）的发光机理。
图1白颜色LED（半导体荧光灯）的发光机理
从图1可以看到白颜色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，如图2所示，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，如图3（b）所示。
图2普通荧光灯的发光原理
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。
各类荧光灯包括高频无极荧光灯虽都属低气压放电灯，高效率的利用汞的谐振辐射将电能转化为辐射能量，但是由于这种谐振谱线处在紫外区，必须利用荧光粉进行第二次量子转换才能变成可见光，而第二次量子转换效率只有46%、而荧光粉吸收又使量子提取率下降，所以连续二次的量子转换过程使荧光灯的光效限制在90~100lm/W左右，按目前的结构和材料其极限很难超过120lm/W.
还有一点值得注意的是常规光源的发光中心处于灯的中央，光辐射在4π立体角中均匀分布，与照射空间一致，量子提取率近于100%.LED是一种平面固体光源，只有外向（2π立体角或更小角度）的光子能够出射，所以常规LED的50%的内向辐射光子大部分消失在芯片内部发热，量子提取率很低；LED的输出窗为多层不同的固体介质，粒子密度很大，光子在其中传播时吸收系数较大，不同介质层交界面处的反射亦使其量子提取率降低。当前结构的LED的这些特点是无法改变的，因此光效的提高受到了限制。
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