LED显示屏发展现状

第1章引言LED显示屏十八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，他利用发光二极管构成的点阵模块获像素单元组成的面积显示屏幕，以可靠性高、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。1.1LED显示屏的发展及现状1.1.1我国LED显示屏的发展历史发光二极管（LED）是六十年代未发展起来的一种半导体显示器件，七十年代，随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和P-N结形成技术的研究进展，发光二极管在发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平板显示产品即LED显示屏。LED显示屏发展经历了三个阶段：（1）1990年以前LED显示屏的成长形成时期。一方面，受LED材料器件的限制，LED显示屏的应用领域没有广泛展开，另一方面，显示屏控制技术基本上是通讯控制方式，客观上影响了显示效果。这一时期的LED显示屏在国外应用较广，国内很少，产品以红、绿双基色为主，控制方式为通讯控制，灰度等级为单点4级调灰，产品的成本比较高。（2）1990-1995年，这一阶段是LED显示屏迅速发展的时期。进入九十年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破，LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。蓝色LED晶片研制成功，全彩色LED显示屏进入市场；电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏灰度等级实现16级灰度和64级灰度调灰，显示屏的动态显示效果大大提高。这一阶段，LED显示屏在我国发展速度非常迅速，从初期的几空企业、年产值几千万元发展到几十家企业、年产值几亿元，产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域，特别是1993年证券股票业的发展更引发了LED显示屏市场的大幅增长。LED显示屏在平板显示领域的主流产品局面基本形成，LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。（3）1995年以来，LED显示屏的发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。1995年以来，LED显示屏产业内部竞争加剧，形成了许多中小企业，产品价格大幅回落，应用领域更为广阔，产品在质量、标准化等方面出现了一系列新的问题，有关部门对LED显示屏的发展予以重视并进行了适当的规范和引导，目前这方面的工作正在逐步深化，产业发展初具规模。1.1.2我国LED显示屏的现状产业发展初具规模我国的LED显示屏产业经过几年的发展，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。据不完全统计，至1998年底，年度销售总额在1000万元以上的企业有20多家，其销售总额达6亿元左右，占行业市场总额的85%以上。全国从事LED显示屏的各类企业有100余家，从业人员近6000人，行业年度销售总额近8亿元人民币，1996年、1997年的增长速度均保持40%左右，1998年略有回落。在国内市场上，国产LED显示屏的市场占有率近100%，国外同类产品基本没有市场，四十三届世乒赛主会场天津体育中心、京九铁路、北京西客站、首都机场、浦东机场等，均由国内代表企业中标。技术水平相对领先我国LED显示屏产业在规模发展的同时，产品技术推陈出新，一直保持比较先进的水平。90年代初即具备了成熟的16级灰度256色视频控制技术及无线遥控等国先进水平技术，近年在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无经线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品出现；LED显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。LED显示屏产业培养形成了一批LED显示屏科技队伍，在全国LED显示屏行业的从业人数6000人中，科技人员有2800多人，将近50%。LED显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业。应用领域广泛。LED显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。这一领域的LED显示屏占到了前几年国内LED显示屏需求量的50%以上，目前仍为LED显示屏的主要需求行业。上海证券交易所、深圳证券交易所及全国上万家证券、金融营业机构广泛使用了LED显示屏。（2）机场航班动态信息显示。民航机场建设对信息显示的要求非常明确，LED显示屏是航班信息显示系统FIDS(FlightinformationDisplaysystem)的首选产品，首都机场、上海浦东国际机场、海口美兰机场、珠海机场、厦门高崎机场、深圳黄田机场、广州白云机场及全国数十家新建和改扩建机场都选用了国产的LED显示屏产品。（3）港口、车站旅客引导信息显示。以LED显示屏为主体的信息系统和广播系统、列车到发揭示系统、票务信息系统等共同构成客运枢纽的自动化系统，北京站、北京西站、南昌站、大连港等国内重要火车站和港口都安装了国内厂家提供的产品和系统。（4）体育场馆信息显示。LED显示屏已取代了传统的灯泡及CRT显示屏，四十三届世乒赛主场地天津体育中心首次采用了国产彩色视频LED显示屏，受到普遍好评，上海体育中心、大连体育场等许多国内重要体育场馆相继采用了LED显示屏作为信息显示的主要手段。（5）道路交通信息显示。智能交通系统（ITS）的兴起，在城市交通、高速公路等领域，LED显示屏作为可变情报板、限速标志等，替代国外同类产品，得到普遍采用。（6）调度指挥中心信息显示。电力调度、车辆动态跟踪、车辆调度管理等，也在逐步采用高密度的LED显示屏。（7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。遍布全国的服务领域均有国产LED显示屏在信息显示方面发挥作用。（8）广告媒体新产品。除单一大型户内、户外显示屏做为广告媒体外，国内一些城市出现了集群LED显示屏广告系统；列车LED显示屏广告发布系统也已在全国数十列旅客列车上得到采用并正在推广。行业发展正在逐步规范1995年以前，LED显示屏的生产无行业规范。1996年原电子部委托蓝通公司制定《LED显示屏通用规范》，1998年1月正式作为电子行业标准发布实施，使LED显示屏产业标准化工作开始走向规范。1998年初，中国光协光电器件分会加强了LED显示屏行业的管理和业务，在引导规范行业发展、开展光电器件与LED显示屏产品技术及检测标准交流协调等方面积极开展工作，目前正在就标准体系和具体标准的建立组织力量进行有关工作。随着产品标准体系的形成和系列标准的实施，LED显示屏产业在向健康有序的方向发展。1.2LED显示屏的研究的目的和意义课题研究的目的现代信息社会中，作为人一机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。所以我们要非常重视它的发展前景，不过我们要对陈出新，要有所创新，不要一味的模仿前人所创造出的成果，但是由于我们的开发环境限制的原因，我们不能深入的具体的研究，但我想我们国家的LED显示屏技术会向着以下几方面发展。高亮度、全彩化蓝色及纯绿色LED产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件。基础材料的产业化。使LED全彩色显示产品成本下降，应用加快。以全彩色户外φ26显示屏为例，1996年的产品市场价格每平方米在12万元左右，1999年已降至7－8万人民币/m2，LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED屏更会成为主流产品。全彩色LED显示屏的广泛应用会是LED显示屏产业发展的一个新的增长点。标准化、规范化材料、技术的成熟及市场价格的基本均衡之后，LED显示屏的标准化和规范化将成为LED显示屏发展的一个新趋势。近几年业内的发展，市场竞争在传统产品条件下是以价格作为主要的竞争手段，几番价格回落调整达到基本均衡，产品质量，系统的可靠性等将成为主要的竞争因素，这就对LED显示屏的标准化和规范化有了较高要求，业内一些骨干企业已开始在企业实施ISO9000系列标准。行业规范和标准体系的形成，对产品的检测有了相对统一的认识和评判依据，生产条件差、技术性不强、售后服务体系不完善的企业将受到市场的淘汰，预计今后几年内一批小规模LED显示屏厂商会逐步淡出，行业的发展趋于有序。产品结构多样化信息化社会的形成，信息领域愈加广泛，LED显示屏的应用前景更为广阔。预计大型或超大型LED显示屏的主流产品局面将会发生改变，适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高，面向信息服务领域的LED显示屏产品门类和品种体系将更加丰富，部分潜在市场需求和应用领域将会有所突破，如公共交通、停车场、餐饮、医院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高，大批量、小型化的标准系统LED显示屏在LED显示屏市场总量中将会占有多数份额.1.2.2课题研究的意义通过本次设计可以使我更加了解我国LED显示屏的发展前景，以及更好的了解了LED显示屏的主要功能和适用范围，并且通过自己不懈的努力，对其工作原理和安装过程更为了解，对一些电子电路知识更为精通。我想通过本次设计所取得成果是巨大的而深远的，首先对我以后的工作会有很大的帮助，其次是通过我自己的亲身制作很的提高了我的动手能力。碰第2落章扒L鸣ED盒器件始工作鸭原理羡2.成1肌半导两体发摆光基麻本原掏理驱纯净品半导叶体的笼能级舞图如龙图2倾.1诞所示句，在必温度锻为绝苏对零番度是武满带斜中的中电子月没有切足够呆的能姥量越单过禁悦带进洒入导涂带，坊因而情呈现趋绝缘雄状态葬。随餐着温现度的严生高壳，一摧般在灶室温恶下就救有一灿部分爆电子峰具有技越过悠禁带平的能芝量，膀到达侵导带想，同险时留户下一互个空纺位形菌成孔米穴，今从而目呈现套弱导双电性葛，即于本征裳性导球电。役图2我.1杰佩瞎半导禽体能合级图缴半导也体材凉料中出掺入查杂质对后，巡施主候杂质石的能欢级接丧近导冰带，村受主耽杂志脱的能累级接碗近满僻带。才施主水杂质霸中的状电子筝极易经进入厅导带算，受匀主杂对质极误易从渗满带练中获出取电键子使竞满带近中形盼成空壤穴。硬当在副PN慈结上护施加染正向醉电压烫时，资由于日结位开垒的借降低糊，使趣电子多N型房半导型体进岭入P锯型半员导体缸，而脊空穴滤自P迁型半亡导体姓进入乔N型厅半导蓄体，辩从而坛形成告了少异数载梅流子流的注币入。金随着城注入育少数键载流类子的妙复合左，其箩能量电也从示高能语级返堂回至斯低能宋级，白所释丛放出塑来的咸能量会可以涝转化尊成各且种形构式，射最常衬见的思是以篇热能银的形黎式释汁放。域从电狠路的烦观点蕉来看跃，释炸放出查来的落能量患等于烫PN沈结正猛向电杨流与齿正向乌电压捐之积剑再乘禽以时菠间。杂有一易部分路半导形体材陈料在蹦注入付少数慰载流勤子复容合时两，会篇以光咏的形烫式释现放能宝量，毙产生系半导序体发边光现棚象。仍半导怖体发他光可途以进胶一步蜜区分盼为两惨种类隆型，姨一种斯是电尊子直词接从角导带具跃迁军至满斜带与坊空穴乡复合兄而发郊光。呢另一有种是众在杂死质能广级E跳n驳和E政h衡之间预的复怒合发婚光，灾导带跌中的赏电子慕先跃战迁到端施主璃杂质箩能级娱E芬n煮上，悬再跃泻迁到培E渐h汽上与需空穴痒复合廉而发汗光，济称为能间接窝发光巡。L山ED甩器件素多采魂用间盲接发降光半霞导体幸材料咽制成步。赞半导蚁体发谜光的抓光波脏波长联满足爸：驶其中缠为禁恨带宽树度，爱单位喝为电液子伏蛇特（脂eV面）。锦因为麦可见坝光的坡波长麦在7室00和nm佳以下吉，所予以用及于L散ED唱器件俗的半测导体你材料诱的禁酿带宽柱度应续该在宏1.瘦77轨eV殖以上洋。此甩外，编选择嫂不同朋的半亮导体餐材料乖，有锣不同榨的禁勾带宽胶度，冒这就腿可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