光电子显示技术的发展趋势

光电子显示技术的发展趋势摘要:作者前一段时间参加了刘颂豪院士主持的《广州市光电子产业发展思路研究》软课题调研组,旨在为广州市的领导者在发展光电子产业的决策中提供客观和科学的参考。课题组在查阅大量的国内外有关光电子产业发展动态资料的同时,先后去了长春、武汉、北京等光电子产业发展活跃的地区进行了较为细致的考察,此外又与广州市的诸多光电子产业的企业家、大学教授以及科研人员多次举行座谈。对广州市光电子产业发展思路构建了较为清晰的轮廓,其中对广州市提出应以“光电子显示技术作为龙头”,即以照明显示为核心,实现广州市光电子产业跨越式发展的建议。本文将着重对LED和DLP(DMD)等目前几种主要的光电子显示器件的技术发展趋势予以简要阐述。关键词：光电子显示器件,LED,PDP,FED,OLED,DLP(DMD)引言

鉴于光电子技术和产业已成为21世纪高科技竞争的焦点,随着全球信息化时代技术创新浪潮的日益高涨,我国的科技界和企业界以及政府部门对迅速发展的光电子技术和产业的深远意义和巨大潜力皆予以足够充分的重视。作为经济发展迅速的广州市,在发展光电子技术和产业方面,只有抓住机遇,选准方向,在市场的牵引下,有所创新,有所突破。相信一定会把广州市的光电子技术和产业的发展推向国际信息化的前沿,成为一个与时俱进的现代化的都市。

目前，广州市已基本建立了以广州科学城为基地的光电子产业园区,随着科学城开发面积的扩大,以广州科学城为中心的光电子产业的硬件环境已日益完善。现已吸引了多家外企落户广州科学城,建立了诸多的以光电子产品为主的企业集团公司。在市场需求的牵引下,一些企业已逐步形成了一定的产业规模。现已初步形成以液晶显示(LCD)、发光二极管(LED)、等离子体显示(PDP)、场发射平板显示(FED)、有机发光二极管(OLED)、数字光处理投影显示(DLP)、全息显示(HOLOD)为主的光电子显示产品的产业群。此外,激光加工技术及其产业和光传输、光器件也在原有的基础上得以迅速发展；光盘驱动器、激光视盘产品、光盘产品现已形成超过数十亿元人民币产值的规模。在广州市光电子产业园区光电子产业的产值大约为95亿元人民币。据预测,在今后2-3年内,产值将达到275亿元人民币,而到2005年则可形成360亿元人民币的产值。基于上述产业发展的特点,建议广州市应进一步整合光电子产业显示领域的产业结构链,形成更为合理的产业配套。

在光电子产业的光电子显示领域里,液晶显示(LCD)、发光二极管(LED)、等离子体显示(PDP)、场发射平板显示(FED)、有机发光二极管(OLED)、数字光处理投影显示(DLP)、全息显示(HOLOD)是站主导地位的显示技术,下面着重简要介绍发光二极管(LED)和数字光处理投影显示(DLP)。1,发光二极管(LED)

半导体的发展可划分为以下三个阶段：

第一代半导体,1950年代：当时是以硅材料为主,其特征是频率低、非直接带隙,无发光器件；

第二代半导体,1970年代：出现了GaAs基、InP基黄、红光发光管及激光器,促进了光电子及军用微电子(1-300GHz)的发展。在光纤通讯、无线通讯等领域获得了发展应用；

第三代半导体,1990年代：GaN基半导体的诞生,其特征是宽带隙3－6eV,发射紫外、蓝光。由于紫外、蓝光LED的出现,使LED白光照明成为可能,同时、在大容量存储方面也得到了发展应用。

1964年,世界上第一只红色Ⅲ-Ⅴ族GaAsP-LED诞生,这也就预示着固体发光时代的来临。不久,橙色、黄色和黄绿色LED也相继问世,实现了在波长940~540nm范围内发光的全固化。二十世纪七十年代,LED产业迎来了蓬勃发展的春天,在大屏幕显示、交通信号灯和仪器仪表指示等领域得到广泛应用,并随着家用电器产业的发展LED进入了人们的生活。但是实现全色显示尚缺发蓝光的LED,蓝光的空缺一直是个障碍。垦奶待19句94如年,陡氮化剩镓基修蓝、欢绿光乐Al土Ga对In南N-敏LE飞D的们出现字了,授这是旱LE裳D发绕展史益上的拨又一族个里烧程碑茄,它肤使户皱外全渣色显胆示和杂半导奏体照顿明成偿为可围能。仇猛语蓝光洋发光肉二极萍管(奔LE温D)饼是以晓第三阶代半干导体贫氮化车镓(足Ga驶N)路为代混表的柏蓝色魄发光贝二极煤管。蜓国内卡外都勇对该浩领域羞投入趟了大疗量的鸽研究摆,美痰国和摸日本纪现已找掌握奋生产量纯蓝努和纯东绿光元的氮另化镓归基(幻Ga畅N)灰材料麻的生震长工咸艺。蝴我国奴已在搂实验倍室生呜产出预氮化戴镓基我(G卡aN或)蓝裕色发苍光材符料,艰目前誓正在壶进行踏产业林化生廊产方述面的怎研究纪。氮扁化镓涛基固钓态光累源是峰一个乡Ga年N-路白光定LE育D发锡光器呢件,依具有论全固忌体、稀冷光芳源、索寿命客长、睁体积昼小、画光效踩高、赴响应减速度萝快、处耐候贡性好李等优除点。百在国渴民经释济的枝众多阻领域卡具有终广泛蚂的应身用前总景,镇正已拿引起堵科技蛙界和谈产业甚界的扣极大及关注赏,成讲为半鼠导体碗领域旨新崛玩起的举研究编热点脖和经跑济生宇长点零。雅到斤白光成LE猾D点兄燃了址真正求“绿晒色照童明”磨的光市辉,汉被认秀为是摇21节世纪洪最有井价值信的新飘光源蚊,将垫取代运白炽我灯和检日光肆灯成惩为照问明市处场的罗主导驾,使若照明泰技术乓面临仍一场向新的架革命以,从色而一尾定程筝度上丸改善渣人类氏的生搭产和畅生活脾方式敬。与什怠氮化铅镓基剥(G灶aN叔)材鲁料特技点以糟氮化皆镓(垮Ga在N)译为代耀表的毒II到I-慕V族继宽带腔隙化学合物浴半导蓄体材坛料,怠内、不外量鹿子效潜率高楼,具绿有高晌发光齿效率砌,高六热导惠率,纱耐高贴温,炼抗辐舌射,蛙耐酸榆碱,泳高强股度和愉高硬狡度等宴特性薪,是嘱世界墓目前逢最先妄进的写半导舒体材芝料。江姿扔在氮化白镓基早(G疮aN锻)材泛料可忍制成运高效平蓝、鸭绿光笼发光掘二极毫管L治ED寿和激爬光二男极管粪LD境,并置可延银伸到史白光优LE料D,竹将替栗代人煮类沿角用至够今的酬照明廉系统根。氮效化镓批基(亭Ga脱N)脉蓝光参二极练管还伙将带纷来I羡T行虹业数及字化会存储析技术汤的革轧命。它是谅室外裹高亮注度、进高清件晰度辛大屏烛幕全街色显海示屏增关键国部件草。华倚南师长范大除学以乘刘颂矮豪院云士为需首的钢研究驴开发月队伍交也正来与企扣业合长作开颤发第麻三代雕半导尿体氮汁化镓慧(G壳aN腥)为超代表衬的蓝叙色发竖光二请极管存。拾棉习第三袄代半端导体奥Ga碎N基录LE饭D是抗一种惧耐高栽温、索高频历、大赶功率之、抗板辐照抱及抗午腐蚀暗的光乎电子理器件梁;其那发展逃与光而电子记、微侄电子封技术决同步责发展宏;目固前该瓶技术横发展扒十分侵迅速席,日请趋成哪熟,熟而市庭场需雅求驱证动力龄又十橡分大品,它头具有亲巨大过发展闭空间晃;产吹业化细转化台速度享亦非摄常快亲;其充从低党端产陆品不湖断向寨高端正产品饼发展倦：干Ga弟N基墨半导右体发削展史钞19那69没年：仪第一捆次外效延G丛aN其；植19烦69坚年：登开始宽用M疯OC违VD银技术娘生长阅Ga移N；恩19遭71馅年：乡第一剪只G询aN轻L袍ED傅；傻19平86血年：僵低本尿底浓刮度的沈Ga喉N膜跨出现档；信19咳89同年：睁解决唐P－陪Ga甩N讲生长衬；忘19怖92施年：沟日亚洁化学吨(毙Ni供ch欺ia耀)伪Ga娱N布LE圾D历旱史性少突破居；抵19柜94升年：旧Ga喉N射HE束MT篇(H色ig稿h奸El快ec食tr卫on群M令ob宣il雄it引y颗Tr贷an钢si即st枕or挖s)仪出现孟了高出电子神迁移难率的指蓝光垄Ga蹲N基吃二极菌管。赵认配由于歇Ga东N在裳高温骗生长骄时氮谦的离灾解压做很高晌,目扬前很闯难得符到大龄尺寸费的G穿aN鄙体单蹲晶材鼠料,业所以累只能滩在其积它衬且底上歪进行床异质驶外延劲生长暮。在呆各种然生长荡技术择中金廉属有厅机化得学汽垒相沉究积(奖MO衔CV茧D)累和分博子束逐外延仰技术缝(M搞BE堤)已窃经成惑为制静备G涂aN尚及其揪相关横三元笋、四柴元合桨金薄批膜的钓主流闲生长社技术土。姻MO衬CV测D方芳法的妨生长樱速率凉适中峰,可子以比誓较精扣确地赚控制仓膜厚疫,特洲别适叨合于散LE稿Ds驳和L雅Ds何的大烂规模晶工业岂化生闭产。赴目前茂已经佳成为航使用旨最多禽,生箭长材演料和悼器件绪质量追最高钳的方绞法。朽美国革的E遮MC功OR宅E和却AI淡XT场RO肚N公伯司以乳及英依国的扭Th垃om挨as勿S险wa现n公需司都至已经悲开发绍出用闹于工都业化陵生产巡的成Ⅲ碌族氮欠化物担MO朝CV愿D(厘LP三-M沙OC像VD富)设税备。强分第子束宏外延餐(M跳BE馆)是撕一种灵用于彼单晶稿半导粪体、赢金属甘和绝室缘材居料生节长的绞薄膜怜工艺构。用搂这种罪工艺贝制备嫩的薄手层具务有原团子尺蹦寸的抬精度娘,这恩是它沙的独沿特特气征。健原子摊逐层码沉积抚导致果薄膜登生长率。这顷些薄险层结盯构构甲成了辟许多帆高性耍能半搁导体串器件成的基唤础。埋MB诊E现嗓在是驼一种堂可进以行大鬼批量择生产悉的技竖术。灾多晶魂片、倦高产化量的章MB轨E系活统,环S剧em进ic舟on瞧V衰15涉0系奉统,望用才计算举机控姓制进鉴行自厘动化健生产迷一次声可以披生长吓四个庄6乔英寸朵,九弓个4话英寸音或1渡6个侦3英三寸晶碍片。辨单机只年产挤量可挨以超板过一两万片龄的6读英寸痛晶片滥。害驾毙氮化熊镓基童蓝光膀LE么D的惕出现风使全鬼色显笑示成永为可帽能。旱摩姿全色惑LE舟D显邪示系师统特短点：提胆本1、播RG记B总三色醒均有餐16昂b历it柜灰度蚁级职较洪2、执支持姻标准丸的V虾GA骨、N页TS打C、非PA住L、艺SE寿CA柴M到视频臣系统植,类蓬似C盒RT膝动态舟显示菌信号也输入读选择匀：(锐1)吵TV迁、V破CR遍、L仿D、指DV烦D；鸡(2旨)视狠频相曾机、心RS守23饥2、粘调制眯解调栏器；姜(3庸)M魔PE歌G系惹统；机珠妇3、论通过葵自敏芝感系壤统自超动调仅节各瞒种颜敌色亮她度耽1花～割10姜0%暗；籍元扩4、侄具实蚁时自检检系懒统；勾须瓜5、仿具柔栏性抗允GA俱MM容A修亿正；就斧组6、垂具光毛纤数括据传屑输能细力；误臂前7、长具遥旱控通贼讯与渣定时碌软件酸；校具宴8、管水平罢广视狡角,躁无透盏镜可苏达1声70蛛°；姐青日9、哗屏幕浙尺寸赵可灵灯活设办计；距挑咸10肾、实授时6匀0H雕z图糠象无菊闪烁昼处理忘器；猎酱夏11斯、可用在强市阳光玩、高茧温环么境下赵使用邪；税侮晶12畅、模哈块化叛。易糖安装投,耐翅恶劣差环境柜,恒领流电柿源驱梦动、描低热枯,高器功率征效率值,2震56夺级亮彼度调猎节,王高精乒度C撇NC窜外罩弓设计辆。刷勤揭目前勤,L彩ED取产业遣竞争欠的焦伍点集暑中在理白光组LE胆D、上蓝、袄紫光丛LD寨以及纸大功掉率高撇亮度浙芯片科。白库光L杏ED竭是继撒白炽体灯和袖日光删灯之岸后的息第三讽代电提光源瞎,是腊世界束各地去光源烂和灯准具研辩究机燥构竞颗相开近发、脉努力掩获取林的目蓄标,木是未和来照仰明领荐域的犹明星洲行业筑。白范光L足ED瓜的能惰耗仅股为白帖炽灯驳的1碌/8薯,荧刷光灯陈的1咏/2堪,节物约能牙源,蔑而其私寿命兔可长桐达1均0万盒小时避。白断光L供ED可的无拥汞化驱,易栽回收派,益呆于环棚境保僚护。姥因此活各国拘政府摆均大岂力扶拦持白需光L坟ED奸的发犁展。福美、口日、锣欧盟宿等发烫达国合家皆殊由政谨府成泪立专束项,妇积极仙推行顷如：浪日本立的“里21伙世纪纯的光桂照明脉”计框划,跳时间线是从州19皮98届年~浑20舱02惩年,诸将耗航费5棵0亿纳日元丙推行效半导裙体照笋明,更目标脑是在腹20帅06纠年用吉白光贡LE加D替谁代5踩0%蓄的传蚂统照薯明；糠美国祝的“大国家胖半导惠体照扁明计编划”顺,时穗间是沈从2办00剧0年开~2逆01草0年纽,计隆划投阻资5哀亿美晋元；坝欧盟朱的“携彩虹索计划飞”,乖已在建20冷00堆年7闪月启崇动,柴通过诊欧共遍体的农资助业,推匆广应扔用白货光L传ED弦。目曾前,肥世界贴上掌虾握L句ED贴技术宪的新便兴半晶导体喜企业冤纷纷栋和老散牌照筑明灯闭制造徒商联市手,热抢占华这个辆未来岛最大抬的照依明市斯场。恒词2,旦数字肚微反插射镜苏(D挪MD刻)与慕数字塔光处匙理器愈(D禾LP烧)投码影显介示系的统洁娱驴数字礼光处券理器端(D做LP愿)是慕近几鄙年光染电子缸显示灵技术舍中的喇一支息突起娘的异两军,暑是高丝技术疤创新绕领域蜜里的父一颗狱光彩铺夺目纠的新缓星。净随着暑光电绩子技模术和徒大规烂模集协成电茫路制收作术貌的发尽展,开一种栏被称亏之为表数字慈微反汪射镜稻器件敢(D肠MD型)应遮运而站生,亩数字叮光处禽理器沫(D宾LP芝)便狮在此水基础柴之上踩使新庄一代裳的光杠电子插显示艇投影荐产业忆迅速涝发展求起来贺。抹光电饶子技跨术和察产业舞已成坊为2世1世怒纪高说科技卷竞争龙的焦不点,抽随着五全球洁信息族化时布代技格术创植新浪据潮的谋日益呀高涨蛇,煤我国郑的科箩技界恒和企颜业界窗以及胞政府伍部门奇对迅耐速发帐展的课光电短子技储术和煎产业糠的深拾远意筝义和佛巨大冶潜力妖皆予摆以足耽够充絮分的揭重视商。光宰电子蝴显示批则是耀光电袭子技毯术和鞠产业拆的重梢要组惰成部暮分。袖多种筹光电御子显粪示的距技术膜和产圆业在杀市场量的牵妥引下闸缤纷互异彩跌地呈敬现于朋世并耕蓬勃杆地发屯展着逐。目歼前,窗光电级子显肆示产窄品琳枕琅满碍目,卵其产术业群建的雏厚形也占已星抛罗棋貌布地确出现扭在新买兴的阔高科急技产松业开挥发区集,创勒新技嘴术不配断涌拉现。隙数字亭光处向理器防的发歇展绢盖托光电隐子显岭示中蛛的数经字光怀处理清技术即(D外LP史)-余-D检ig茧it素al岂L宿ig顽ht焰P蚁ro挠ce蚀ss重in校g,修19辅93卫年美邮国德悦克萨票斯仪劈器公婚司在估La起rr钉y姐Ho观rn永be题ck唉1组98芬7逼年发爆明的蜓数字利微反惯射器瓦件D幕MD付-D属ig摆it才al困M困ic警ro屋mi稿rr显or祸D升ev售ic劈e的叨基础丛上通辞过不施断地挥探索炭和试孤验而连应用监到商肃用投滑影显脖示中著,准胜备推反出的误一种薪新一柄代的计光电遵子显胸示产棍品。未在1部99辜3年刃的一率次国塌际信挡息显跃示学依会(项SI伏D-榜--评So什ci顷et芹y进fo付r痛In偿fo脂rm酸at拳io尤n余Di减sp炎la炕y)妄研讨压会上虾,D置r.催La舍rr而y杠Ho悼rn浸be损ck针小范嘱围内芹展示事了一咽台基敢于他影发明坚的D某MD槽技术朱的投速影仪派。辞最初县的D糠MD塞籍通当时饲是使告用一阀块7途68罩×5丙76沙像素闻的D洞MD鼻器件贯,它磁只能愉显示买PA兽L或针NT制SC陶的视玩频信滔号,零而且碌其对荒比度址也只昏有5温0:钞1。彻而后浸德克咬萨斯精仪器伸公司蹄对此朋又继坐续不续断地淹投入雹发展葵研究赵经费婆,D尤r.裤La锈rr拦y致Ho廊rn制be缺ck老和他腥的同少事又伪继续颠深入幻地发宵展研己究,希使D段MD宴的性蚀能如止：分眉辨率货、亮鹿度、绪可靠奖性等捆不断载提高齿,其依制造每工艺啄亦日界臻成愚熟,敲他们炼的研背究成骂果很简快就竿得到干了诸灵多投进影仪墓生产展厂家丰的认矩可。黎1愤99奴4年寺用D芒MD钩装备愿的原倍型投稿影仪供首次系向世锅人展咱示了劳较为垂成熟缝的D若LP悼技术眼应用关成果厚;1专99修5年朴德克朋萨斯躬仪器帆公司绍宣布浴该公怨司的梁DL夕P产匪品与籍它的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