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LED显示屏的作用巨大

1962年首只红色发光二极管GaAsP问世以来，40年间发光二极管得到了飞速的发展。1985年人们用GaAlAs制成的的发光强度第一次突破lcd。进入90年代以来，人们对LED的开发研究取得了突破性的进展。通过利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法替代了繁杂的液相法，通过开展InGaAIP四元素材料的研究，制成了高亮度黄光和黄绿光。同样采用MOCVD方法，以氮化物为代表的蓝色和绿色LED取得历史性突破，S.NaKamura成功地制备了高亮度InGaN蓝光和绿光LED，使得LED形成三基色完备的发光体系。近五年来高亮度LED的市场迅速扩大，从1995年到1999年高亮度LED的市场平均每年增长53.7%。随着LED的效率的迅速提高，成本不断下降，LDE市场正在由显示、指示向照明领域扩展，专家预计LED将成为继白炽灯、荧光灯之后的新一代光源。

　　白光led的两种实现方法

　　白光是一种多颜色的混合光，可被人眼感觉的白光至少包括两种以上波长的光。例如人眼同时受红、蓝、绿光的刺激时，或同时受到蓝光与黄光的刺激时都可以感受为白色光。依照这种原理人们可以设计产生白光的。按照现有的技术能力，有两种可行的方案。第一种，使用红绿蓝的三色LED，按照所属光的强弱排成矩阵，三种色光混合后产生白色的光。但是，LED是PN结，它像所有PN结一样，遵守PN结的负温度特性的特征规律。在LED器件上表现为它的正向电流随温度的升高而下降，它的光输出亦会随温度的升高而下降，不同的LED下降程度差别很大。

　　当温度升高到120℃时，绿色光的光输出，只有20℃时的60%，而蓝色LED则可以达到90%以上，其结果则造成混合白光的色差。

　　第二种是利用蓝光LED照射一荧光物质以产生与蓝光互补的黄光屏利用透镜原理将互补的黄光和蓝光予以混合，便可得出人眼所需的白光。1996年日本日亚化学公司（NichiaChemical）发现以发黄光系列的钇铝石榴石（YAG）荧光粉配合蓝色发光二极管，可做成白色光源。目前，人们也在开发紫光及紫外光系列的专用荧光粉，这类荧光粉的发射波长为370～420nm，利用涂敷的方法，这类荧光粉配合紫光或紫外光的LED也可制造出白光LED。

　　涂敷LED的发光原理及制作方法

　　基本原理

　　白光LED主要是利用蓝色LED为基础光源，将蓝色LED发出的一部分蓝光用来激发荧光粉，使荧光粉发出黄绿光或红光和绿光，另一部分蓝光透射出来，由荧光粉的黄绿色光或红光和绿光与透射的蓝光组成白光。由发光峰值在430nm或470nm的蓝色LED与黄绿色荧光粉组成白光；也可以由发光峰值在430nm或470nm的蓝色LED与红色（650nm）和发光峰值在540nm的绿色LED组成白光。

　　这种方法要求荧光粉的激发波长与发光二极管的发射波长相匹配，以确保获得高的转换效率，同时要求荧光粉的发光与蓝色LED的发光可以配成白光。图4显示荧光粉的激发光谱的峰值正好在470nm附近，与蓝光LED（470nm）的发射波长匹配得非常好。

　　制作方法

　　白光LED是在蓝色GaN芯片的表面上涂钇铝石榴石（YAG）荧光粉后制成。

　　首先将led芯片放置在导线结构中用金（Au）线焊接，然后在芯片周围涂敷YAG荧光粉，然后用环氧树脂封接，树脂既起到保护芯片作用又起到聚光棱镜作用。从LED芯片发射出的光射到周围的荧光粉层内经多次散乱的反射、吸收，最后向外部发射出光，LED的光谱线的峰值在465nm处，半值宽为30nm，是非常尖锐的蓝色光谱，由蓝色光激发黄色光的YAG荧光粉层（峰值为555nm），最终到达外部的光为蓝黄二色光，根据补色关系，两色相加混色后即得到可见的白色光。

　　白光LED应用前景广阔

　　LED以其小巧高效、坚固省电、使用寿命长、易于和计算机匹配等强大优势，在包括大屏幕显示、汽车尾灯、交通信号灯、LCD背光源等方面已大量使用，目前正朝着替代传统灯具向照明领域发展。下面将对以上几种应用分别介绍。

　　固态照明光源

　　由多个超高亮度的红、蓝、绿色LED制成的照明光源，不仅可以发出波长连续可调的各种色光，而且还可发出亮度高达上百坎德拉的白色光，成为照明光源。与传统光源相比，固态光源具有发热量低、功耗小、寿命长、反应速度快、体积小、可平面封装、易开发轻薄短小产品等许多优点。

　　目前，白光LED仍处在初期发展阶段。但由于它的独特优点，这种固态照明光源已广泛用于手电照明、LCD背光照明（汽车音响、仪器|仪表板、手机背光板）、交通信号及指示板、室内照明、船舰、飞机、汽车内照明等，也用于诸如矿山、潜水、抢险军用装置的照明等特殊场合。一旦白光的性能价格比可与白炽灯和荧光灯相吻合时，其在民用照明方面的竞争力将无可估量。

　　交通信号灯

　　信号灯中的红色禁行灯与黄色准备灯，通常采用InGaAIP的红黄光（波长625nm、590nm）超高亮LED制作，绿色通告灯由GaN基绿色（波长505nm）LED制造。目前，由超高亮LED取代白炽灯，用于交通信号灯、警示灯、标志灯已遍及全世界，仅美国就将有1.35亿个交通灯被LED所替代。上海也以每年一万个交通灯的速率将白炽灯更替成LED灯。与白炽灯相比，LED交通灯的优点是耗电少、使用寿命长，并能大幅度提高亮度，通过对传统钨丝灯与LED灯的性能比较，可以看到，采用led灯泡，功耗节约了8～15倍，亮度增加4～5倍，使用寿命增加了30～50倍，现场角也有所扩大。虽然LED灯的价格增加了一些，但仅就维护保养费用节省一项，就足够加以弥补。交通灯的耗电量相当可观，日本虽是一个地域狭小之国，该国一年用于交通灯的耗电量就达100万千瓦时，可见使用LED对节约能源的巨大意义。

　　汽车状态指示

　　汽车状态指示主要指汽车头部的方向灯以及后部的尾灯与高位刹车灯，采用红黄色的InGaAIP超亮LED替代普通白炽灯作汽车的状态指示，具有抗震性能好、使用时间长（超过汽车使用寿命）、反应速度快（特别是在高速公路上行驶时十分重要）、亮度高、体积小巧等优点。目前无论在国外进口还是国产的高等级轿车上均已安装了LED状态指示灯，按每辆车上使用250颗LED计，全世界年产轿车达5000万辆，每年需要上百亿只。

　　液晶显示（LCD）则的背光照明

　　在液晶显示中，至少有10%采用有源光作背光照明，光源可使LCD 显示屏|显示器件在黑色环境下读写。与其他光源相比，LED在LCD背光照明中最具竞争力，超亮InGaAIP与GaN基LED可以提供高效率的发光和宽范围的颜色。特别是这类器件可在小电流下工作，从而大大减少功耗。采用LED作为背光照明的液晶显示器可用于移动电话、笔记本电脑。随着小型液晶显示器在节电型通信产品中的广泛使用，将会对超高亮度LED提出更高要求。

　　大屏幕显示

　　大屏幕显示是超高亮度LED应用的一个巨大市场，包括图形、文字、数字的单色、双色和全彩显示，已大量应用于广场、街道、车站、机场、道路等公众场所，或作教育宣传、或作广告提示，其活动图像色彩鲜艳，逼真生动。当前几乎所有高质量的大屏幕象元均为InGaAIP和DaN的蓝绿LED管，其三基色可提供十分逼真的全彩图像。其性能基本符合由国际电视系统委员会（NTSC）所规定的电视颜色范围，通常一个数平方米的大屏幕要消耗数百万只超亮LED管，可见其用量之大。

LED显示屏的发展趋势及市场潜力

摘要：本文总结了LED显示屏的主要应用领域，介绍了我国LED显示屏产业状况和市场发展，展望了LED显示屏的发展趋势。

关键词：LED显示屏产业市场

一、LED显示屏的广泛应用

信息化社会的到来，促进了现代信息显示技术的发展，形成了CRT、LCD、PDP、LED、EL、DLP等系列的信息显示产品，纵观各类显示产品，各有其所长和适宜的市场应用需求。随着LED材料技术和工艺的提升，LED显示屏以突出的优势成为平板显示的主流产品之一，并在社会经济的许多领域得到广泛应用，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，目前仍有较大的需求。（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。（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，成为国内火车站和港口技术发展和改造的重要内容。（4）体育场馆信息显示。LED显示屏作为比赛信息显示和比赛实况播放的的主要手段已取代了传统的灯泡及CRT显示屏，在现代化体育场馆成为必备的比赛设施。（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，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、车辆调高度管理等，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。（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，集群LED显示屏广告系统、列车LED显示屏广告发布系统等也已得到采用并正在推广。（9）演出和集会。大型显示屏越来越普遍的用于公共和政治目的的视频直播，如在我国建国50周年大庆、世界各地的新千年庆典等重大节日中，大型显示屏在播放实况和广告信息发布方面发挥了卓越的作用。（10）展览和租赁。在许多展览会，LED显示大屏幕作为展览组织者提供的重要服务内容之一，向参展商提供有偿服务，国外还有一些较大的LED大屏幕的专业性租赁公司，也有一些规模较大的制造商提供租赁服务。

二、我国LED显示屏产业状况与市场发展

1、产业状况

经过近十年的发展，我国LED显示屏产业发展目前已初具规模，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。进入新世纪，光电子产业得到广泛的重视，一些具有实力和影响的企业把LED显示屏作为经营战略发展的重要内容，涉足LED显示屏产业，中国加入WTO、北京申奥成功等，成为LED显示屏产业发展的契机，预计在近两年内，我国的LED显示屏产业将会有较大的调整和发展。

1998年底LED显示屏专委会进行了一次不完全统计，根据统计结果，1998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8亿元人民币，此前的1996、1997年的增长速度均保持40％左右，1998年略有回落，增长速度大概在30％左右。

1998年成立的中国光学光电子行业协会光电器件分会LED显示屏专业委员会，集中了全国有代表性和影响的LED显示屏主要生产企业，成立之初有55家成员单位，目前已发展到67家，基本上包括了全国LED显示屏行业的主导企业。

至2000年度，LED显示屏专业委员会成员单位的年产值已逾11亿元人民币，年度销售额超过了10亿元人民币。与1999年相比，全行业产销值的平均增长为10％以上，其中个别企业的增长了近两倍，有几个企业增长了50％以上，大部分企业稳中有升，也有少数是下滑的，估计，这个产值占全国同行业的75％以上。从业人数近9000人，其中专业技术人员4000多人，约占全员的45％，具有中高级技术职称的有2400多人，约占全员的28％。这些人员大部分从事技术开发，就整个行业来说，具有较强的开发能力。

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际先进水平技术，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。

目前国内主要LED显示屏制造厂商主要集中在华东、华北、华南区域，大型制造商的市场范围几乎覆盖整个国内市场。国内LED厂商数量也在逐年增加，目前比较上规模的（年产值在300万元以上）估计有150余家，其中年产值上千万的有20余家。而且由于国产LED显示屏的性价比比较高，市场占有率近100％，国外同类产品基本没有市场。

2、市场发展

从93年至今，全国LED市场保持持续增长（据台湾PIDA估计，国内显示屏市场年增长率为40％左右）。光电基础产业的发展促进了LED显示屏产业近年来的迅速发展。据电子工业年鉴及一些专业杂志的统计，97年LED管产量比96年只增加了7亿只，但同期LED产值增加了1389百万，（国内LED显示屏所用的LED绝大多数是进口的，尤其是绿灯和蓝灯）其中包括LED显示屏产值部分。实际上，在97年增加的13.89亿产值中相当一部分是LED显示屏创造的产值，因此，台湾PIDA估计的99年大陆LED显示屏7.7亿人民币产值是一个保守的数字。

以LED显示屏专业委员会统计估算的1998年的8亿元人民币产值为基础，我们推测1996年的LED显示屏市场产值应该是4亿多，实际统计1997年为6亿多，1999年为10亿多，据最新的统计推算，2000年全国的LED显示屏市场产值为14－15亿。2001年统计的全国LED显示屏市场销售额约20亿元人民币，年增长率1996、1997、1999、2000、2001年均在40％左右，只有1998年为30％。在2001年全国LED显示屏市场销售额中，LED显示屏专业委员会成员单位占80％，有16亿多。

我国近年LED显示屏市场增长率如图所示：（单位：亿元人民币）

目前在国内市场上，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。国内LED显示屏产品及市场发展迅速，厂家众多，但目前主导骨干企业群尚在形成之中，处于群雄逐鹿的时代。随着LED显示产品行业的竞争逐步变得有序，市场即将转入规模化、品牌化竞争，当逐步形成实力占据市场分额50％以上的三到五家企业时，显示屏市场将趋于成熟。根据LED显示屏专业委员会的统计，2001年成员单位的出口额约为4亿元人民币，这是LED显示屏走向国际市场的良好迹象。国产LED显示屏走出国门加入国际市场将使LED产业得到大的提升。

三、LED显示屏发展趋势

1、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。全彩色LED显示屏将是LED显示屏的重要发展方向。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。

据不完全统计，世界上目前至少有150家厂商生产全彩屏，其中产品齐全，规模较大的公司约有30家左右，主要分布在美国、欧洲、亚洲（日本、中国台湾、中国）。国内从1994、1995年开始生产全彩色显示屏，到2001年底，全国范围内的全彩色LED显示屏达到300多块。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。

2、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。

1998年1月原电子部发布实施《LED显示屏通用规范》电子行业标准，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正式成立了LED显示屏专业委员会，行业协会成立后，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，1999年在昆明召开了"LED器件与应用研讨会"，并组织起草了《LED显示屏检测方法》，在组织讨论修改后，于2000年8月正式印发，在LED显示屏专业委员会成员单位试行贯彻实施。目前电子标准化研究所与LED显示屏专业委员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。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，行业的发展将趋于有序。

3、产品结构多样化

信息化社会的形成，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，部分潜在的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、小型化的标准系列LED显示屏在LED显示屏市场总量中将会占有多数份额。

结语

现代信息社会中，作为人－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，并将成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品