LED显示屏技术现状及发展(精)

1、LED显示屏技术现状及开展中心议题： · LED显示屏技术现状 · LED显示屏开展状况 LED显示屏是发光二极管主要应用领域之一，近年来开展迅速。目前，LED显示屏制作技术先进，售价低，国外公司很难在大陆竞争市场。据不完全统计，1998年我国LED显示屏生产厂商有150多家，制造各类显示屏约五万平方米，实现产值14亿元，LED产业取得了举世瞩目的成绩。近年来，在产品结构、制作技术、产品质量、量产水平、市场占有等方面，紧逼日本的态势，在世界LED产业中紧挨美国、日本之后,位居世界第三。五年来，每年平均增长达20%以上，1997年台湾十大光电产品中占第四位，产值18870百万

2、元新币，EpistarCorp已经开发成功用于全彩色灯和显示器的红色、绿色、蓝色芯片，这些芯片光强超过70mcd。一家正在投产的公司，利用MOVPE技术生产InGaAlp超亮度的发光材料和芯片。台湾有七家生产LED芯片的公司,生产各色传统芯片，占世界产量的七成以上。发光二极管的应用十分普遍，由于工作电压低、耗电省、色彩丰富、价格低，因而受到电气工程师和科研人员的欢迎。早期，传统的产品发光效率低，光强一般几个到几十个mcd，适宜使用在室内场合，在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等方面应用。由于应用技术日趋开展，传统产品出现新的应用商机，正在流行的LED圣诞灯，由于造型新颖，有鸭嘴型圣诞灯、多

3、彩球型灯、珠廉窗灯，而且色彩丰富，不易碎破，低压使用的平安性，近期在香港等东南亚地区销势强劲，受到人们普遍的欢迎，正在威胁和替代现有闪电灯泡的圣诞市场。一种受到儿童欢迎的闪光鞋，利用走睡时LED闪烁发光，非常醒目，既有单色光、也有双色光。在工业产品方面，发光二极管型AD11指示灯在电源柜上普遍使用，种产品采用多芯片集成组成光源，有红黄绿三种颜色，经电容降压后，可以使用220V、280V电源，江苏一家制造商介绍，该公司年销售到达10M只以上，每年需要200300MLED芯片，市场还有扩张的潜力。由于主动发光指示清晰，寿命长，耗电少等特点，很受用户欢迎，不久可以全部替代电泡型AD11产品。总之，传

4、统发光二极管的市场不仅会随着原有应用面产品的成长而提升，而且新的应用面开拓了市场商机。先进的发光管随着新材料及半导体工业技术的开展，自1994年起以新型可见光材料InGaAlP和InGaN为主流，实现了高亮度、多色化，加之封装技术的改进，显示信息大型化，出现了LED产品新的应用领域，带来了更多的市场商机。这些产品使得LED应用由室内使用提升到户外使用，能在阳光强烈的场合下清晰显示，发光效率极高，光强超过1000mcd，同时满足了全彩色显示和便携产品低功耗要求。这些先进的发光管包括以下各种类型。1蓝色、绿色发光二极管蓝色LED材料有碳化硅(Suc)、氮化镓(GaN)及铟氮镓(InGaN)三元材料

5、等。采用InGaN/AlGaN结构制成的蓝色发光灯峰值波长470nm，法向光强到达2000mcd；绿色发光灯峰值波长520nm，法向光强可达5000mcd。其中，还有峰值波长500nm的蓝绿色(交通绿)发光灯，在蓝色发光的根底上，包封时在其芯片上添加几mg的萤光物质转换成白色，白光二极管是微型白炽灯的最正确替代品，价格虽比电泡贵，但不易破碎，更加省电，工作时几乎不发热，可以连续照明10多年，这些产品在日本、德国、美国及台湾等著名的光电子公司生产并推向市场。2新颖的四次元发光二极管八十年代后期开发上市的GaAlAs材料，制成红色发光管，首先实现超高亮度的要求，发光强度超过1000mcd，但是光衰

6、较大,因此应用范围受到限制。九十年代开发成功的InGaAlP四次元材料，制成产品可以获得红、橙、黄、琥珀四种颜色,发光效率极高，并且高温性能很好，是户外使用的理想产品。3新品种LED及功率发光二极管工作电流为70mA,发出极强的光束，视角较大，一般为4070度，用于汽车标志灯；贴片式(SMD)LED在小电流下工作；一般为12mA，有足够亮度,可节省便携式产品的耗电量；恒压发光二极管，制作时将电阻封装在内部，使用时不需限流电阻，一般工作在12V以下，使用者十分方便，同样在封装时封进一块集成电路，一般在5V以下工作，当通电时会闪烁发光，可以作为状态显示,使用也很方便。这种集群LED芯片、器件、元件

7、可以制成发光模块，实现特定的功能要求，利用LED多芯片的集群组成多彩色灯具，典型的红、绿、蓝三色可以组成全色灯，在三色中间交合处呈现白色光。这些新器件的出现，拓展了LED的应用领域。首先是交通讯号显示光源的应用，具有抗震耐冲击，光响应速度快，省电寿命长等特点；其次是汽车工业的应用，汽车使用白炽灯不耐振动撞击，易损坏，使用寿命短，经常需要更换，1987年开始，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，由于LED响应速度快，可以及早提醒司机刹车，减少汽车追尾事故，增加平安性，在汽车仪表板及各种照明局部的光源，都可有超高亮度发光灯来担当，在兴旺国家，使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件，美国H

8、P公司在1996年推出的LED汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯；第三是LED背光源，特别是高效侧部发光的背光源最为引人注目，LED作为LCD背光源应用，具有寿命长，出光效率高，无干扰和性价比高等特点，有电子手表、 、BP机、电子计算器、刷卡机等广泛应用，随着便携电子产品日趋小型化，LED背光源更具优势，在 中都选用LED背光源，因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗、均匀一致方面开展，LED侧部背光板的厚度可做到0.7mm3.5mm，出光效率到达50%70%，并且有绿色、红色、蓝色及各种混合色随客户选用，不久可能出现厚度相同于EL的超薄背光源；第四是人们最感兴趣的LED照明光源，直接目标是

9、LED光源替代白炽灯和萤光灯，这种趋势已从局部领域和由小到大开始替代，日本通产省号召全国节约能源，正在方案替代白炽灯的发光二极管工程(称为照亮日本的工程)，头五年的预算为50亿日元，如果LED替代半数的白炽灯和萤光灯，每年可节约相当于60亿升原油的能源相当于五个1.35×106kW核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境，因此人们正面临照明变革，期待LED给人们带来福音。由于发光二极管产业不断涌现新技术、新产品、新的应用，呈现了朝阳工业的欣欣向荣的景象，LED产业会得到持续开展。制造厂商会在超高亮、全彩色技术面扩张投资，提升产能，从业人员会有增加，

10、我国(包括台湾和香港地区)将成为世界LED的主要产地，预计占世界总量的六成以上，五年之后产值到达七十亿元，超高亮度LED会有30%速度增长，而传统LED也会以5%10%的速度增长。目前，许多色别的发光二极管都到达烛光级水平，随着器件结构的改进；发光效率的飞速提高；今后LED开展的主流是照明光源；开始在一些领域取代白炽灯，期间会与其它光源互补、并存、共同开展，人们面临着照明光源的变革，有人预言LED是21世纪的照明光源。世界光电子产业的开展推动应用领域的变化开展，随着LED产业的开展会有更多的资金投向LED的研究和生产。因此，现有超高亮度、蓝色、绿色LED的技术为少数厂商垄断将会突破，预计产品本

11、钱会有大幅度的下降，从而促进市场再开发，应用的再拓展。可以相信，半导体发光技术不会被其它技术产品取代，而且会继续沿着原来的轨道向前开展。LED市场前景LED是近几年来迅速崛起的半导体光电器件，它具有体积小、重量轻、电压低、电流小、亮度高和发光响应速度快等优点，容易与晶体管和集成电路配套使用，可以在许多领域得到应用，因而在全球市场上十分走俏。LED技术在近年来不断获得新的突破，应用范围不断拓宽，已成为极具开展潜力的电子产品之一。电脑显示屏已经普遍采用液晶显示。有源矩阵液晶显示器是当前已经大量生产的产品，可以显示色彩丰富的电视图像，但需要较暗的背景，视角较小，尤其是用它制造大尺寸显示屏的本钱较高，

12、因此，发光二极管将成为一种更佳的平面显示器件。目前,发光二极管的年销售量已超过20亿美元，到2003年有望突破50亿美元大关，全球LED市场前景广阔,吸引了诸多厂商参与LED新产品的开发生产，市场竞争日趋剧烈。高亮度红光(GaAs和GaAsP)和黄光(InAlGaP)发光二极管(LED)早已大量生产，长期以来因缺少高亮度的蓝光与绿光而难以呈现丰富的色彩，近年来高亮度的蓝光与绿光发光二极管技术大有进步，产品质量不断提高，给LED市场增光添彩。厂商们开发的-V族如铝、铟、镓的氮化物AlN、InN、GaN等，其能带隙宽为1.96.2eV，能够产生绿光、蓝光和紫外光，成为制造LED的极佳材料。除了以上

13、几种氮化物外，对-族材料也进行了研究。主要是用硒化锌ZnSe制造多层异质结构可发出蓝绿光，实际上器件衬底都用GaAs，因其晶格与ZnSe较匹配，也较易购得到3吋直径的片子。美国厂商曾开发出以ZnSe为衬底，ZnTeSe为有源层的发光二极管，输出512nm深绿光，而ZnSe不像GaAs，它对该波长的光是透明的，加上10mA电流时可获得1.3mW，即外部量子效率达5.3%，因而其亮度比用-族氮化物制造的LED亮度更高。此外，-族氮化物LED已有较长的寿命试验记录，它比GaAs材料更硬、尤其适合于制作耐高温器件。在各种制造LED的材料当中，尤其以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料最为引人注目。

14、GaN发光效率高，抗辐射性能和耐热性能极佳，强度和硬度高，并且耐酸性强，是一种极具应用价值的半导体材料。因此，氮化镓材料及其合金最适宜于制造短波长发光器件，发光波长范围包括绿、蓝、紫等多种波段，普遍用来制造蓝光和绿光LED。引人注目的是，在蓝光LED技术的根底上，以蓝光激发YAG荧光材料而制造成功的白光LED渐成新宠，深受广阔用户欢迎，有望成为照明领域的一支新军。因此，目前在全球LED市场上，蓝、绿、白光LED正在开始形成三足鼎立的态势，成为最具开展潜力的LED产品。中国LED蓬勃开展中国在LED领域的研究开发工作成绩斐然。目前我国的普绿和高亮度纯红LED已经根本实现商品化，但是，高亮度的纯蓝

15、、纯绿LED在我国尚属空白。目前，世界上只有美国Cree公司和日本Nichia公司等少数几家厂商能够生产蓝光和绿光LED。我国国家光电子工艺中心正在从事以族半导体量子阱结构为根底的新一代光电子器件研究开发，承担国家863方案工程“蓝光LED研制和产业化技术；我国方大集团与科研院所合作，率先在我国将第三代半导体材料(GaN)用来研制LED，将绿光LED、白光LED等科研成果实现产业化。该集团首期将投资8000万元，形成年产1.2亿支蓝光LED的生产能力，在LED市场上重拳出击。近几年来，我国LED显示屏的生产已经逐步形成行业规模，市场规模每年约为3.54亿人民币。我国台湾省LED产业非常兴旺，早在上世纪90年代初已经名列世界第三位。目前台湾LED产品市场占有率已达28%，超过了美国，位居世界LED市场第二位，产品8