led技术发展（共8篇）
led技术发展 篇1
课 程 报 告
题目：
学
班
姓学LED技术近几年的发展
及前景
院：自动化学院 级： 名： 号摘 要：任何新事物的产生都需要经过不同的发展阶段，LED光管同样如此。本文阐述了LED产业从最初兴起到如今发展的历程，和近年来的状况，以及LED二极管发展至今所拥有的优势取得的成就和尚存在的缺陷。LED光管发展至今已频频出现在人们眼前，它具有体积小、价格低，重量轻、电压低、电流小、亮度高，发光响应速度快，驱动电路简单等优点，已经被广泛运用在汽车，手机，显示屏，电子仪器和工业系统中。近年来，LED技术不断获得新的进展，特别是高亮度的蓝，绿光LED技术和白光LED技术的突破，使LED的应用范围不断拓宽，已成为本世纪极具发展潜力的电子产品之一。在我们生活中扮演着越来越重要的角色，它是环保、节能、高效的代表，它是最有希望取代白炽灯成为点亮我们生活的光源。发光二极管(LED)是近几年来迅速崛起的半导体光电器件。
Abstract：Any of the emergence of new things all need to go through the different stages of development, such as LED light tube.This paper expounds the LED industry from the initial rise to now development course, and the recent status, and LED diode development so far has advantages of achievements and shortcomings.LED light tube development has frequently appeared in front of people, it has the advantages of small volume, low price, light weight, low voltage, current, high brightness, light rapid response speed, simple drive circuit and other advantages, has been widely used in automotive, mobile phone, LCD, electronic equipment and industrial system.In recent years, LED technology has obtained new progress, especially the high brightness blue, green LED and white light LED technology breakthrough, make LED application scope expanding, has become the most development potential of one of the electronic product.In our life, playing an increasingly important role, it is environmental protection, energy saving, high efficiency, it is one of the most promising to replace the incandescent lamp as light source of our life.Light emitting diode(LED)in recent years is the rapid rise of semiconductor optoelectronic devices.关 键 词：半导体、LED 半导体照明光源、LED灯具、LED性能、MCPCB和IAMS、显色性、发光强度
一．LED简介
(1).LED构成
LED（Light Emitting Diode）发光二极管，主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。LED是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。
(2).发光原理
LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。(3).LED照明颜色
LED（LightingEmittingDiode）照明即是发光二极管照明，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。(4).照明原理
LED是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。
二．LED发光二极管的发展历程
(1).1962年,GE、Monsanto、IBM的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓（GaAsP）半导体化合物，从此可见光发光二极管步入商业化发展进程。
(2)1965年，全球第一款商用化发光二极管诞生，它是用锗材料做成的可发出红外光的LED，当时的单价约为45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用GaAsP材料制作的商用化红色LED。这种LED的效率为每瓦大约0.1流明，比一般的60至100瓦白炽灯的每瓦15流明要低上100多倍。
(3).1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明/瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。
(4).1971，业界又推出了具有相同效率的GaP绿色芯片LED。(5).到20世纪70年代，由于LED器件在家庭与办公设备中的大量应用，LED的价格直线下跌。事实上，LED在那个时代主打市场是数字与文字显示技术应用领域。
(6).80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAsLED，它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。这一技术进步使LED能够应用于室外信息发布以及汽车高位刹车灯(CHMSL)设备。
(7).1990年，业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术，这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。
(8).今天，效率最高的LED是用透明衬底AlInGaP材料做的。在1991年至2001年期间，材料技术、芯片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近30倍。
(9).1994年，日本科学家中村修二在GaN基片上研制出了第一只蓝色发光二极管，由此引发了对GaN基LED研究和开发的热潮。1996年由日本Nichia公司（日亚）成功开发出白色LED。
(10).20世纪90年代后期，研制出通过蓝光激发YAG荧光粉产生白光的LED，但色泽不均匀，使用寿命短，价格高。随着技术的不断进步，近年来白光LED的发展相当迅速，白光LED的发光效率已经达到38lm/W，实验室研究成果可以达到70lm/W，大大超过白炽灯，向荧光灯逼近。三．LED产品与传统发光器件相较的优势
(1).使用寿命长，是普通光源的20一30倍，例如普通白炽灯的使用寿命在2000一3000小时，LED光源器件的寿命在10万小时，使用年限达5一10年。
(2).节能效果明显:LED发光体的耗电量仅为普通白炽灯的耗电量的15一20%，LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦），电光功率转换接近30%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能近80%
(3).抗机械冲击、防震防水、低热散发。
(4).体积小、固体化、形状可任意改变，可以用在特殊用途上，LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小，非常轻。
四．LED产品与传统发光器件相较的劣势
(1).近日由美国加州大学艾尔文分校进行的一项调查却显示，使用LED的环保功效很可能会被其包含的有毒物质所抵消。有些LED灯中包含有锑、砷、铬、铅以及其他多种金属元素。其中，部分LED灯的有毒元素含量已经超过了监管部门制定的标准。比如在低亮度红色LED灯中，研究人员发现其铅含量超标达到8倍，镍含量也超标2.5倍。如果LED灯破碎，还可能会对直接接触的人体健康造成损害。LED中的砷、铅、镍和铜元素对人体和环境的影响最为严重，未来应当进行更为细致深入的调查，以促进政府对LED产品的安全使用和回收处理制定规范。
(2).LED需要由于单个发光面比较窄，通常大规模集成在线路板上，形成一个比较大的发光源，由此会造成大量热量积累，有时会击穿电路板。所以LED灯的散热一定要好。
(3)人眼最不能接受的是蓝光和UV光(即紫外线光)，蓝光杀伤人眼活性细胞的能力是绿光的10倍，而UV光杀伤人眼活性细胞的能力又是蓝光的10倍，长期接触大量低波长的蓝光能大量杀伤人眼活性细胞，最终癌化形成斑块。而LED白光形成主要是靠450-455NM波长蓝光激发荧光粉，其中波长越低击发能力越强，通常LED的波长出厂控制在500NM之内，即450-455NM，或455-460NM，属于伤害最强的区段，如果波长变大，那么激发荧光粉的能力就下降，效率降低。人们为了追求亮度，通常更会加强LED的蓝光强度，点灯时间越久，荧光粉衰减越快，进而导致人眼接触的蓝光波段的光照越强烈，从而对人眼造成伤害。
所以LED灯具在道路交通的LED导航指示、LED路灯、LED台灯的使用上具有一定的不利因素，容易让人在使用过程中产生头晕眼花、不舒服的感觉，甚至长期使用会变成眼晴伤害，使得患眼病的机率会有所提高。
五．LED的主要应用
(1).信息平面显示
信息显示是现代生活中一项用途很广泛的领域，证券交易所里的显示板，动态广告牌，空港的飞机动态显示，模拟动画，体育场馆、商业、工业和其它行业的大型和超大型全色显示屏的信息显示，进一步满足了现代人对信息显示的需求欲望。
(2).智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称 ITS）
智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称 ITS）的发展，在为社会公众服务的交通领域，信息的发布成为重要的服务内容。广泛应用于体育场馆、车站、机场、商业、工业和其它行业的大型和超大型信息显示屏，作为传统的点阵显示技术，其低廉的成本和大型屏幕显示的特点相对于诸如等离子体、液晶等显示技术仍具有不可替代的优势。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。
(3).汽车指示灯
汽车指示灯包括汽车外部的各种方向灯、尾灯、刹车灯等，由于LED的快响应速度，当前面的汽车刹车时，后面的汽车可提前2一3公里看到信号，减少车祸发生。同时可降低油耗，使汽车每一加仑油增开1公里，同时减少污染。
(4).办公自动化设备与仪器仪表指示灯
现代化智能型的仪器仪表、办公自动化设备需要各种信号灯或指示灯，第一章LED产业的发展背景与趋势而LED由于其节能和长使用寿命的特点使它成了不可缺少的部件。
(5).背光光源
高性能L印还可用于小型液晶显示器(LCD)的背光照明，适用于蜂窝电话和笔记本型电脑等。最普通的应用是电话按键的背光照明，随着小型液晶显示器及未来个人通信产品用量的增长，将带动LED市场需求量提高。
(6).特种用途光源与建筑装饰
特殊用途照明，如建筑装饰、井下、矿灯、水下作业、特殊场地施工等传统的光源使用起来不方便或缺点明显的地方都可以采用LED光源。(7).固体照明光源
高性能LED的实用化和商品化，使照明技术面临一场新的革命，由多个超高亮度红、蓝、绿三色LED组成的像素灯不仅可以发出波长连续可调的各种色光，而且还可以发出亮度可达几十到一百烛光的白色光成为照明光源。对于相同发光亮度的白炽灯和LED固体照明灯来说，后者的功耗只占前者的10%一20%，白炽灯的寿命一般不超过3，000小时，而LED灯的寿命长达10万小时。
六．LED产业发展前景与趋势
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，在21世纪的头十年中，LED产业会得到持续发展。每年全球照明市场的销售额达120亿美元，而且每年还以8%左右的增长速度递增，这一巨大的市场被业界看好，使得他们纷纷投入的LED的研究开发中来。目前照明用途LED购置成本较高，预计2002年前后LED的购置成本将通过其低廉的使用费用在3一6年内得到偿付。随后LED灯将逐渐取代白炽灯。专家们预计，到2010年一20巧年，LED有望进入普通照明市场，与传统的光源竞争，形成与传统节能光源并存的局面;据保守估计，到2025年对白炽灯和卤素灯25一30%的替代率，全球每年的能源节省预计可达40亿美元。在国外，多个知名企业在致力于 LED 照明的开发研究，如 GE、OSRAM、PHILIPS、LUMILEDS、THE LED LIGHT、IDEC 等公司。国产 LED 显示屏的性价比比较高，市场占有率近100%，年平均增长率为 40%左右。美国 GE 公司和 EMCORE 公司合作成立新公司，专门开发白光 LED，以取代白炽灯、紧凑型荧光灯、卤钨灯和汽车灯。德国欧司朗公司与西门子公司合作开发LED 照明系统。随着第三代半导体材料氮化稼的突破和蓝、绿、白光发光二极管的问世，继半导体技术引发微电子革命之后，又在孕育一场新的产业革命——照明革命，其标志是半导体灯将逐步替代白炽灯和荧光灯。尽管还无法完全取代传统的白炽灯，但景观照明已成为半导体照明的新兴力量。
参 考 文 献
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led技术发展 篇2
关键词：COF,ELC,多芯封装,PSR,隔离恒流驱动,非隔离恒流驱动
L E D照明产业发展红红火火, LED照明新技术层出不穷。但是LED照明灯具进入千家万户始终步履蹒跚, 很难跨入老百姓家门这段距离最短的一步。究其原因就是LED照明灯具的价格居高不下, 普通平民百姓还是买不起!如何解决这个囧境?需要我们LED照明科技工作者发挥创新智慧, 寻找解决方案, 造福全世界大众百姓。
2013年将是大众照明平价LED灯具竞相设计、生产、上市之年, 大众照明平价LED灯具的性价比将决定新研发的平价LED灯具的生命力、竞争力和海量生产力。因此, 设计性能适合而性价比有竞争力的平价LED灯方案是关键。低成本解决目前现有的低压LED光源 (LVLED) , 因低电压 (VF) 和大电流 (IF) 工作时的发烫瓶颈一直求而无解;但是创新的多芯封装HVLED, 它的高电压 (VF) 、小电流 (IF) 工作条件缓解了LED光源的发热程度。LED驱动恒流电源芯片经过中外电源芯片集成电路设计者的努力, 功能集成度高, 应用电路简洁, 性价比好的芯片层出不穷。近年导热塑料散热器、塑包铝散热器的出现解决了LED灯具狭小空间的隔离技术难题。因此, 普惠老百姓买得起、用得好的大众照明平价LED灯具的海量生产、海量上市的美好时代已经十分临近了!
LED灯珠技术革新变化大
L E D灯珠封装技术的创新, 使得LED光效每月都有所提升, LED灯珠的价格不断下降, 高压L E D (HVLED) 技术日趋成熟, 降低LED灯具腔体热度成为现实。平价LED灯具适用的LED光源模组有COB、COF和多芯封装HVLED, 市场苛求LED光源模块成本在人民币1.00~0.80元/W, 其中COF和多芯封装HVLED可能被平价LED灯具优选。
LED封装新技术有把LED管芯封装在铝基板上的“COB” (chip on board) , 不采用打金线而用覆晶和共晶技术生长引线的“覆晶和共晶COB”, 将LED管芯直径绑定在铜支架上的“COF” (chip on Frame) , 无需打金线和封装、在LED制造过程中直接制成最终客户能使用的“ELC” (embedded LED chip) , 在一个单位里封装2、3、4、6、8颗LED管芯的“多芯封装的HVLED”, 将N颗LED灯珠串联成HVLED应用。这六种LED封装新技术都给LED灯具设计带来了新思路 (图1) 。LED光源的创新封装技术, 引导发展高电压小电流LED光源, 降低了LED光源板的发热程度, 平价LED灯具设计因此有了新选择。COF典型产品如图2所示, ELC产品如图3所示。
非隔离恒流驱动电源渐成主流
平价LED灯适用的LED驱动电源有非隔离开关恒流源、PSR隔离开关恒流源和高压线性恒流源。
非隔离开关恒流源适用于高电压、小电流LED负载的应用, 主要是多芯封装或N颗串联的HVLED光源。非隔离开关恒流电源的优势是低成本、高效率、小体积, 非隔离开关恒流电源产品采用单绕组电感, 可以降低成本、提高生产效率;内置不同大小高压MOSFET提高应用电源的性价比;电感和PCB在不同功率电源中可以通用, 以利生产工厂减低库存。典型的非隔离开关恒流电源电路如图4所示, 由于芯片的功能高度集成, 因而应用线路十分简洁。图5是PHILIPS的2.5英寸的3.5W (7X0.5W) LED筒灯, 它的非隔离开关恒流电源采用上海晶丰明源的BP2802芯片。
日本在核电事故之后也大力推广非隔离开关恒流电源的LED灯具, 主要考量是效率的利用, 日本政府在居民购置LED灯具时直接补贴价格的50%, 是推动老百姓大量选用LED灯具的源动力。众多LED灯具中外制造商关注LED灯具的效率, 因此, 非隔离恒流驱动电源逐渐成为大众照明LED灯具电源的主流之一。
PSR隔离恒流电源性价比富竞争力
P S R (原边控制) 隔离恒流电源性价比富有竞争力, PSR隔离恒流电源适用于大电流、低电压的LED灯珠, 即目前广泛应用的低压LED (LVLED) 灯珠。创新设计的PSR隔离恒流源芯片, 功能高度集成使得应用电路十分简洁, 导致灯具结构设计简单, 易过安规;对芯片内部的算法创新, 使得它对变压器的电参数不敏感, 变压器减至只有2个绕组, 降低成本, 提高了生产效率;内置不同大小高压MOSFET提高性价比。典型的PSR隔离恒流电源电路如图6所示, 采用BP3122开关恒流源芯片, 5W电源的BOM成本在人民币2.00元。深圳谷科半导体这个电源的每月产量达6~10M个。
高压线性恒流驱动电源简洁低廉
高压线性恒流驱动电源是配合高电压小电流HVLED的新一代大众照明LED驱动电源技术, 它没有来自自身升降压的开关频率, 应用电路没有磁性器件, 没有电解电容器;因而它具有较高的效率、较高的PF、较低的TH D;并可很方便地兼容可控硅调光器;它工作在高电压小电流, 因此HVLED灯板的发热较低。
高压线性恒流电源方案中, 由于没有变压器等磁性器件, 没有电解电容器, 因而可省却一般开关恒流电源成本的1/3, 应用电路简洁, 成本低廉;导热塑料散热器的引入又解决了隔离安全技术问题, 因此, 高压线性恒流源在一体化光电模块 (或称一体化光电引擎) 、平价LED灯具中的应用将迅速发展。典型的高压线性恒流驱动电源如图7所示。
高压线性恒流源是一种分段点亮LED的电源新技术, 市电经过桥式整流产生脉动直流, 脉动直流的包络线等同于交流电AC的正弦波, 根据母线电压的正弦波变化自动切换LED灯串, 随着母线电压的上升依次点亮三串LED灯珠。当母线电压上升, 达到第一串LED导通电压时, MOS1打开, LED1灯串点亮;当母线电压继续上升, 达到第一、二串LED导通电压之和时, MOS2自动打开, LED1和LED2灯串同时点亮;当母线电压继续升高到三串LED均可导通时, MOS3打开, LED1, LED2和LED3灯串几乎同时点亮。如果母线电压下降, 则过程相反, 分段导通状况如图7内附左下小图所示。
分段点亮非隔离线性恒流LED驱动电源最大的优点是体积小、成本低、高功率因数和长寿命, 没有变压器和电感器, 也没有电解电容器;PFC可达0.90~0.99。缺点是LED光效利用率还低了一点, 一般为70%~90%;还有一定的使用局限性, 即输入电压范围需要在20%的范围之内, 输出LED灯珠电压也需要在10%的范围之内, 否则效率会不理想。因此, 在用高压线性恒流驱动芯片做LED照明驱动电源设计时, 需要针对不同的AC电源使用电压、不同的LED灯具的功率和不同的线性驱动芯片做不同的应用电路方案设计。
一体化光电引擎成灯具厂新宠
由于有了HVLED, 特别是多芯封装的HVLED, 和应用简洁的高压线性恒流驱动芯片, 设计在铝基板的同一面SMD LED灯珠和整流桥堆、电源驱动芯片的一体化光电模块成为一个创新产品 (图8) 。按照LED灯具功率设计的一体化光电模块实物 (如图9) 所示, 将它与导热散热器紧密连接就成为各种球泡灯、筒灯、工矿灯内部的核心器件, 它也可按照Zhang的标准设计制造成LED照明灯具中的一种标准化的通用部件。
平价LED灯具将成海量产品
大众LED照明灯具能被全世界老百姓用得起、用得好的一定是高品质、经济型平价LED灯具, 因此平价LED灯具的性价比显得十分重要。大众LED照明灯具需要有高科技的技术、有精致成熟而简单的工艺、有低廉的成本才能成为普惠百姓的海量产品。LED照明灯具市场是一座金字塔, 高端产品只能是其中很少的一部分, 大众照明灯具是其下层的海量需求所在。
由于LED灯珠封装技术的创新, COF和多芯封装的HVLED成为平价LED灯具的首选光源;由于LED驱动电源芯片设计技术的创新, 功能高度集成化, 应用电路越来越简化, PSR隔离开关恒流源驱动芯片、高压线性恒流源芯片成为平价LED灯具的首选电源芯片。
以COF光源和PSR隔离开关恒流源芯片为主的5W平价LED球泡灯整体方案如图10所示, 其BOM成本已经可以控制在人民币10元。深圳雷丰光电等数家公司已经大批量生产。成熟的整体方案中, 深圳瑞丰光电COF光源和颇具性价比的晶丰明源驱动电源芯片成为这个方案的核心器件。
以高电压 (VF=35~140VDC) 、小电流 (20~60m A) 多芯封装HVLED光源和高压线性恒流芯片为主的一体化光电模块 (或称一体化光电引擎) 、非隔离平价LED灯具整体方案如图1 1所示。5W的平价球泡灯, 采用导热塑料或塑包铝的散热器解决了安全隔离技术, 其BOM成本可以控制在人民币15元。宁波美亚光电多芯封装HVLED光源和技术先进的达鑫电子、美芯晟的三段点亮高压线性驱动芯片成为这个方案的核心器件。
先进的创新设计理念、成熟的生产工艺、可靠的品质保证、新一代导热塑料散热器的加盟 (图12) , 使得适合大众照明的平价LED灯具的设计生产变得简单易行, 性价比不断接近百姓价位;由于LED产业链的上游企业提供了较为完整和成熟的可用于生产的方案, 使得下游LED灯具企业设计重心移至灯具造型的差异化和创新多样化设计, 以及灯具结构的优化设计。
平价LED灯具将是终结海量需求市场的普惠百姓产品。
参考文献
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led技术发展 篇3
LED技术获得如此青睐还有一个非常简单的重要原因，那就是LED发光所需要的能量远小于水银灯，因而，能耗更少、承印材料范围更广，意味着这种技术能以更低的成本处理更多类型的作业，同时还不会对环境造成影响。
LED冷温固化技术使EFI快人一步。分辨率更高，能耗更少，在极薄的薄膜和热敏感型材料上均可进行打印作业。为此，EFI特别推出了两款具备这些优势的超宽幅LED喷墨打印机：
①EFI VUTEk GS3250LXr Pro：基于GS3250r所制造的VUTEk GS3250LXr Pro LED卷对卷喷墨打印机。这款设备采用更绿色环保的LED技术和EFI VUTEk GSLXr 3M？SuperFlex UV油墨，能够满足制作船舶和汽车车贴的特殊要求。这是EFI大获成功的采用LED冷温固化技术的专用卷对卷打印机。
EFI VUTEk GSLXr 3M SuperFlex UV油墨具有比溶剂油墨更出色的延伸性和可热安装的特性。图像以600dpi或111平方米/时的灰阶模式进行打印，无需预涂层即可覆膜（无需等待排气），而且拥有抗拉伸的特性，确保热处理前/后（即便是凸点和凸线）不会出现开裂。
“我们的LED冷温固化技术是一项经过严格验证的绿色环保技术，通过减少损耗和能耗，能够帮助客户降低成本。由于该技术在固化过程中并未采用传统热能量，因此运行时间更长，可靠性更高。”EFI喷墨解决方案的高级副总裁兼总经理Scott Schinlever表示。
②EFI Jetrion？4950LX：全新的创新型Jetrion 4950LX LED标签印刷机延续了EFI数字标签印刷系统的多功能性，用户可生成更多高品质图像（高达720dpi×720dpi）的初始应用以及更出色的两点式文本。该印刷机所采用的先进的LED冷温固化技术能印制传统印刷上较难实现印刷的薄型材料，不仅能增加印刷柔性包装和收缩膜套的整体灵活性，还能够降低成本，减少能耗，大幅延长灯具使用寿命。
Jetrion 4950LX由EFI Fiery数字前端驱动，具有卓越的性能和色彩管理能力。资深标签印刷人士这样评价新型Jetrion：“我们需要的是一台工业生产型机器，这就排除了市面上的一些印刷机。”丹麦兰德斯Limo Labels AS公司的生产总监Rene Klith如是说：“Jetrion 4900最吸引我们的是它的设计，印刷和覆膜可完全由一名操作员单独操作完成，这使我们能够提供一些不同于以增色剂为基础生产线的产品。具体的成本对比结果也十分明显，它能更经济地持久运作，设置时间更短，且消除了工具成本。每个标签的成本才是最重要的。”
“仅一台数字标签印刷机就能保证我们的客户所越来越需要的灵活性。例如，如果客户在下午4点下单，使用我们的EFI Jetrion标签印刷机后，我们通常在第二天早上11点便能交付作业。”荷兰Heerenberg Kolibri Labels公司总经理Jan FrederikVink表示。
Jetrion 4900选配件扩大了印后处理的功能，这主要体现在：
①UV抛光覆膜提供保护、增强和创新的效果。全新的抛光/覆膜模块能实现内嵌式UV抛光或覆膜，这能为油墨和承印材料提供额外保护层。该模块也完美适用于需要覆膜或抛光的标签作业，亚光和磨光能减少油墨光泽或形成其他所需的外观。该新配件可以是只具有抛光功能的模块，也可以是兼具抛光和覆膜功能的模块。
②高功率激光切割机提高生产速度。高功率激光切割机（500W单头或1000W双头）适用于高速印刷。1000W激光能切割全宽为330mm的印刷材料，速度可与4950型号相媲美（高达48米/分）。500W激光（单头激光切割）能够在4900型号的速度（34米/分）下，切割全宽为330mm的印刷材料。该新配件还能切割多个叠层，包括抛光或覆膜层。
抛光/覆膜模块和新型激光切割机均在Jetrion 4900-330或Jetrion 4950LX内运作。
新闻链接：EFI喷墨技术论坛在香港隆重举行
作为全球领先的数字印刷设备生产商，EFI一直引领行业的发展，其不断升级的产品和解决方案为客户提供了无数制胜“利器”，以使客户在激烈的市场竞争中立于不败之地。日前，EFI在香港举行了一场别开生面的喷墨技术论坛，以行业最前沿的LED UV印刷技术为主题，与业内人士分享了绿色喷墨印刷的最新发展、来自全球的用户应用案例等，同时现场展示了各种精美的样张。
基于LED技术的生产型UV打印机和独特的EFI油墨，不仅可以帮助用户降低整体生产成本、节约耗材，而且可以使用多种承印物。EFI总部LED喷墨技术产品经理Mark Goodearl介绍道：“LED冷温固化技术扩大了承印材料的范围，比如其可实现在非常薄的材料上完成高品质图像的印刷，使用廉价材料也能获得高额利润等。从技术上讲，传统材料是不能直接进行普通光照的，特别是超薄材料，光照以后，就会起皱、变形……但是使用基于LED冷光源的设备以冷温固化的创新技术后，这就提高了多种承应材料的适应性，同时获得高品质的输出效果，从而最终实现了以能耗减半的技术优势，将绿色环保的理念付诸于实际应用。”
E F I亚太区副总裁Stephen Green也借此机会介绍了EFI在亚太区的销售架构及用户最为关心的售后服务。他表示，售后服务是客户购买设备最为关注的因素之一。目前EFI亚太区已经拥有7个办事处，11个售后服务网点，15个销售网点，超过21家合作伙伴和经销商。EFI在印刷行业拥有21年的革新历史，在亚太区拥有超过90%以上Fiery服务器的数码印刷用户，安装超过150套宽幅及超宽幅喷墨印刷设备，累计售出EFI UV油墨超过10万升。Stephen用一个又一个的数字顿时解开了所有在座用户心中的疑虑。
我国LED发展前景 篇4
曾一平:大家上午好。我是头一次参加这种类型的会，也是第一次在这样类型的会上做报告。过去大概国际国内的会议参加了很多，各种报告也做过很多，基本上是从纯学术方面的，受到我的学生再三邀请，希望我能够在这样一个场合做LED产业和前景发展的报告，我们比较诚惶诚恐。我们做科研的人通常既不懂产业也不懂市场，如何从专业的角度看市场，我还是试图给大家做一点简单的分析，讲什么呢，后面我会给大家一些提示。今天上午我听了一些报告，觉得还是很有感触的。到现在为止我没有买股票，参加了今天的这个会我可能会买点股票回去试一试。
题目和咱们定的不太一样，我觉得还是根据我们现在的感受。半导体研究所是有一个中科院的照明研发中心。我更正一下我不是主任，主任是我们研究所的所长，照明中心直接是科学院的。照明中心成立于2006年，是我们国家投资最大的，相当于投资一个亿建成的，相当于一个产业平台，得到了国家的支持。我们大概每个月都会有全国各地的想发展半导体照明产业的地方政府和企业家到我们研究所，希望获得一些咨询和指导。但是我们能力有限，一般给不出指导。今天我根据我们的一些经验，LED半导体照明到底是怎么回事，我还是讲一些技术，大家对它有一些初步的了解之后，能获得一些初步的判断。
内容包括这样几个方面，简单的讲一下，我花一点时间给大家简单介绍一下LED。一个是LED用在哪些方面，虽然大家好象比较清楚，但是还是给大家稍过一下，稍谈一下LED和半导体证明，现在从政府从全世界来看，关注半导体证明并不是LED本身，还有国内目前的一些基本状况给大家介绍一下。
简单说了LED的就是一个发光的二极管，简单来说就是一个正电子和负电子组成的这样一个材料，这种材料再加上电压以后，两个电子碰撞以后就研磨掉，产生一个光子，就发出光来了，就跟闪电的道理是一样的。第一个二极管产生于1962年，下边是一个简单的图。二极管有这样一些基本的特性，正是由于这些特性，决定了它现在处于这样一个地位。颜色至少有90%是由材料决定的，也就是说我们人是不能改变这个二极管的颜色的，用什么材料做成什么样的二极管出现什么样的颜色。也就是说在这个结构当中微微可以调整一下发光二极管的颜色。第二个所谓的二极管都是供电的，后面我会讲到交流的发展趋势，基本上是三到五伏的。第二个它的响应时间是纳秒，再一个是
它的寿命，大家知道材料本体的寿命至少可以达到10万小时。半导体是一个点光源，微米—毫米。未来的发展可能会有一些变化，但是总的来说它是一个微小的体积。发光二极管目前总的来看，在可见光的阶段大概只有两类，一类是深化加体系的，所有发红光和黄光的二极管，我们都认为是在一个砷化镓的体系当中的，它涵盖的颜色范围是从红光到黄光。另外一个和半导体照明联系最紧密的，也是大家最关注的就是蓝光和紫光一直到绿光这样一个波段，这两个材料体系构成所有的发光二极管。这个我就不详细介绍了，相对来说看起来还是稍微有点复杂的结构。比如说蓝光的发光二极管，首先是由一个蓝宝石的基底，这里有发光层，有很多的多种化合物组成的，像一个三明治结构。它的结构虽然不是特别复杂，但是控制难度非常大，每一次的厚度平均在两个纳米左右，也就是所有的发光的颜色，发光的性能，颜色、光效、漏电包括最后影响它的一致性和价格，80%都在这当中决定了，这个做好了后面再做芯片，所有的性能都在这里决定了，这也是后来我要讲到的在LED里面这是最核心的一个企业。整个发光二极管所有的特性80%都已经决定了。
从仪表的显示到静态景观照明到动态景观照明，应用领域非常广，这是背光源的很大应用，从手机、MP3等这是简单的背光源，到一些大的电脑背光源，稍微强调一下电视背光源这是08年开始，也就是09年正式起步的一个拉动LED市场最大的原动力在这一块。这个正在起步的，像汽车电子里面除了尾灯之外，还有在汽车内部一直到汽车的前大灯，这就是LED进入，现在大家都看到了，开始进入所谓的半导体照明的各种灯具，这是一个典型的案例，整个的餐馆，所有的灯都是用LED来做的。未来人们期望的是达到这样一个过程的时候，也就是半导体照明发展到中级阶段的显示。
LED在半导体领域当中是很古老的器件，人们一直到上世纪90年代末期以前一直没有受重视，大家并没有觉得它有什么特别的重要性，正是由于光效提高以后，人们才发现它有重要的意义。如果要实现照明，实现白光的一些基本的方法，大家知道三基色，有红、蓝、绿三种颜色，同时可以用蓝光和黄光也可以配出白光，现在我们看到的发光二极管做成白光照明用的全部是这样一种方式，必须用蓝色的发光二极管，然后用它激发黄色的荧光粉，但是它的造价成本很高。
没有蓝光之前，LED是不会进入照明的，蓝光是什么时候突破的,大概是在 1994年，它在1992年到1994年整个实现了蓝光LED技术性的突破，从这时候起，全世界拉开LED照明的序幕，日本大概是在1998年在政府的高度提出叫“21世纪照明”，美国提出“下一代照明计划”，欧盟是2000年提出“彩虹计划”，中国在2003年七部委联合提出了“中国半导体照明光程”。是给大家展示一下，人类从非主动照明到主动照明，到火的时代，整个的过程照明的第一个时代是火的时代，第二个时代是电力的时代，第三部分就是这个半导体照明时代。大家为什么会把它上升为这样一个高度呢,白炽灯是最古老最传统的，但是它的发光效率大家都知道，大体上只能转化成10%几左右，也就是说把电变成光的效率只有80%的全部变成无用的，大家不可见的光，理论上现在大家都知道，所有做LED，一瓦的电发出多少的光，在传统照明领域，发光效率最高的是高压钠灯，一瓦电可以发出120lm的光。半导体照明有两种方法，如果用三种颜色的LED把它组成一个白光，每瓦的光可以达到每瓦355，是白炽灯的20倍左右。这就是整个在半导体领域当中的一个常用的数据，就是因为这个数据，由于理论的预期是这样，还有一个技术预期，通常的理论预期和技术预期会差别，因为理论预期认为是完美，技术预期认为是可实现的目标，在2000年的时候提出来了这样一个预期，用LED做照明，至少在技术上可以实心200lm是没有问题的，超高的光电转换效率预期，成为取代传统照明的第一诱因。在半导体宣讲里面有几个概念，比如说达到这样一个水平的时候，如果我们LED有一天真的能够达到这样一个效率的话，把中国的照明取代三分之一，一年节省的电至少是一个三峡水电站的电。美国人在09年底有一个很著名的预测，他们不是简单的预测，是统计了100年全世界照明的历史，又加LED可行性加了一个分析。如果用传统照明的话，因为照明通常是和GDP有一个线行的增长，如果按照这样一个预测，到2050年的时候，现在全世界发的电量不够，那时候照明用的电，如果还用煤等发电的话只能增长2到3倍。主要是由于这样的原因，大家对LED产生了极其大的关注。实际上，作为政府来说，最高关注是因为这样的一个原因。当然了，本身LED是光源革命性的变化，而不仅仅是效率的提高。
半导体照明除了我前面举的例子，如果将来老百姓家里用的是LED的照明，你直接可以用这个灯作为无线上网的通讯，你可以把LED的光源调制到100兆，当然它有缺点了，LED的灯是可以开的，开到最低兆度的时候，你可以把它作为很多场合的无线传输。LED它不简简单单是一个照明，它的应用领域是极其丰富的。
下面说一下LED技术发展的趋势。这是美国09年底每年会发布，全世界基本上把美国的能源部发展作为一个公认技术发展的路线图。
这个图我就不细讲了，就是这样一个观念。在通用照明领域，02年的时候LED只占到0.03%，即使到了08年的数据也只占到了1%，预计到2015年会占到10%，到了2003年会占到20%到30%。飞利浦有一个预测比这个高得多，快得多。LED或者是半导体照明还有巨大空间，这个时间也会持续的比较持久。技术方面，大家都在关注什么，作为我们做研究的人来说，第一关注的依然是我说的方向。现在大家知道，产业的水平大概最好的也就在100到120lm左右，国内是80—100lm左右。如果不达到150lm以上，大家认为它的照明意义不大。这是一些数据，目前2010年达到的水平。整个一个灯的效率，每个效率一乘。
效率问题当中最重要的两个效率是内量子效率和出光效率。多少个电能变成多少个光，第二就是出光，在我们LED里面还有一个很严重的问题，正负电子碰到一个光，光可能就在LED里面来回跑，这个问题是困扰全世界的两个技术问题，如果这两个问题得到比较大的突破以后，整个光效问题就有一个极大程度的解决。这两个问题在产业里面或者在研究里面来看是哪两个技术呢，就是在LED产业当中，主要取决于外延和芯片。内量子效率和出光效率的提升，不仅带来了光效的提升，同时极大缓解散热问题、寿命问题，并影响甚至改变结构。
这是更学术一点，我们叫Droop效应，随着电流的加大，它的效率就会下降，并且下降的很厉害，这样的话怎么能够使电流加大的时候效率下降不多，这也是一个极其重要的问题，都牵扯到后续的寿命散热等问题，第一部分全世界无论是产业，特别是在研究领域里最关注的三个效率问题，一个是外量子效率一个是内量子效率，这是最典型的第一个。
第二个我们叫发展方向，首先大家知道LED有外延材料，芯片结构分几种，有正装、倒装、垂直、倒装薄膜。这是一些个人的看法，不一定很对，目前还是以正装为主，但是正装和倒装相比，个人有一些不同的看法。曾经有一度大家认
为倒装是一个趋势，虽然有好处但是它在芯片制造过程还是有了一些复杂度，并且光效提高，包括散热问题也带来了一些新的问题，潜力的并不是很大，但是目前主流产品我们个人认为垂直结构可能是整个LED未来发展的主要方向，但是现在掌握这个方向主要是在国际上。倒装薄膜有一定的好处，当然也有一定的成熟度不太成熟，大家对它的发展并不是特别的看好。
LED必须要由直流来驱动的，全世界各地都是，发电本身是交流的，输送本身也是交流的，再把交流转化成直流比较麻烦，现在直接发明了一种交流LED，主要以韩国的首尔，技术是台湾来做的，也是在09年和2010年的发展比较快。当然有一些问题，光效也偏低一些，成本偏高一些，所以他们认为，交流LED可能适合要求量不高的，如果高的话可能还有一些问题，这个没有一些定论，也是将来的发展方向之一。
第三个是模块化，刚才我讲了，大家也能看到这个LED灯，包括手电筒，能看到的灯都是一颗一颗的小LED。可能之模块化是一个趋势，比如说现在大体上是一瓦为标准，比如说五瓦做一个LED的变灯，现在已经开始做更大的，直接做一个五瓦的芯片封装起来，甚至做成10瓦、20瓦，30瓦，解决的不好它的效率会大大的下降。大家觉得可能是一个发展方式，一旦内量子效率和外量子效率有大幅度提高的时候，散热不会再成为问题的时候，可能就会出现整个LED光源的变化。所以这个也是一个发展的趋势之一，会发展成什么样大家没有定论，但是这是非常值得关注的一件事，维罗可能是一个超大芯片，这样可能会影响到整个LED产业的发展，包括芯片企业现有的芯片的形式都会发生改变。现在全世界85%左右还是2英寸左右，从2英寸开始到12英寸，为了降低成本，LED现在也开始往大尺寸走，主要还是取决于我国前面讲到的外延技术，现在大家认为可能以后会走到6英寸。
这是一个更超前一点的，能否实现也没有定论的叫无荧光粉技术。现在技术上已经实现，我的外延材料直接通电以后发出的既不是蓝光，也不是红光，直接发出的是白光，我通过一些人工的结构，材料本身里面的既可以发黄光又可以发蓝光。如果说突破以后，整个又变了，没有荧光粉了整个的封装都不一样，所以这是学术界关注的问题。现在所有的，我指的是蓝光，基本上和照明没有直接的关系，刚才我说了必 须有蓝光才有照明，蓝光目前是氮化镓这个体系的，目前面临的最大的问题，做材料的时候没有一个合适的基底，氮化镓没有氮化镓单晶难度太大，理论上类似于金刚石了，要在一万个大气压，几千度下才能做出来。当然有一些其他的方法在做。目前带来了很多的问题，实际上光效提不高的最主要的原因就是没有衬底，人们想了很多的办法到120lm的，如果只有衬底没有新的突破，大家有一定的看法，有人认为没问题。蓝宝石不用以后，除了光效提高，自然是一个垂直结构，不是刚才我们说的正装、倒装都不需要了，蓝宝石不导电，才导致现在有正装和倒装的结构。现在什么时候氮化镓的衬底能达到一个商业化可用的水平，现在还没有一定的说法，但是这是一个极其重要的发展趋势。
简单说一下产业链的划分，整个LED产业链大概看一下有六大部分。刚才我说衬底自然是很重要的，它是非常独立的一部分，因为蓝宝石衬底你可以用来做氮化镓，还可以做别的，仅仅是一个衬底，照明产业本身不具备技术很密切的关联性。第二是设备，设备也是很独立的一块，最紧密的这一块我们叫外延、封装到应用，我把这两快放在一起，全世界90%的产业链外延和芯片是同一家企业在做的，除了当初韩国有一点，国内有一家。封装是很独立的一块，整个产业链当中所谓的效率等一些问题决定了整个的应用，所以大家都认为这是整个产业链的核心产业。如果前面一旦发生一些变化，那么这个产业链封装的芯片，大家认为在模块化以后，这个产业链可能会有融合。
如果以后用AC的话，产业链又变了，所以技术的发展对产业的发展又会有很大的改变。简单说一下国内现在的现状，中国大概在十五末的水平了，大概在2005年左右已经有这样的水平了，当时国际上至少已经到六七十、七八十这样的水平了，目前国内是这样的一个水平，80到100lm/W，我们不少还有在80多的，还有接近100的总体水平，韩国和台湾大体是这样的水平，美日欧大致在这样的水平以上，衡量这些水平的经典指标，这是国内企业和国际企业的基本状况。这是LED现在所谓在LED比较权威的，它每年会统计全世界各国，这是09年底统计的产业排名，这个排名没有太大意思，但是大体上说明了什么，前十位我们认为这是中国目前LED产业的核心企业，我稍解释一下，这个排名是这样的，它只排销售额，但是这个销售额它排什么名次呢，另外这个企业如果不做外延是不统计的，因为不做外延大家在LED产业链当中不认为是一个核心
技术产业，所以不做统计。如果没有自己的外延产业，不参加本次排名，他们给的这样一个解释。目前中国大概已经有62个所谓的既做外延也做芯片，刚投产的一些企业。但是前十位，我们认为还是目前中国比较有一定实力，有一定基础的，有一定地位的核心企业。
这是一个世界上的LED的排名，前几位基本上是日本和美国的企业。上游的不太多，主要是下游的应用产业，所以大家对这些排名有一些看法。公认的全世界的顶级巨头，基本上被这三家囊括了。
这是我们的一点体会和总结，国内的半导体照明核心企业，虽然有前十名的排名，但是大家认为还没有龙头企业，并没有一家独大的局面。产业规模有所差异，但基本水平基本上是在一个水平线上。与欧美日相比，我们国家缺乏核心技术，我们的产品基本上不在LED的高端。新技术开发不多，这几年公布的也好，发布的也好，新方法、新技术大概还是以欧日美为主。总体来说我们是处于一个跟踪地位，但是发展极快，差距缩小的很多，现在认为可能只有两三年的差距，差距很小发展很快，这是一个非常可喜的。还有大家一致认为，即使能进入通用照明，中国也不会存在过多的62家企业，中国什么时候开始不知道，但是大家认为，在几年或者是长一段时间以后，中国的LED企业会发生比较多的兼并和重组。现在主要是以背光源和通用照明，最大的一块来源于背光源，增长的一块主要是超高亮度，比如说普通显示要求很低了，档次很高，主要增长是超高亮度这一块，还有一些数据我就简单的过一下。
从背光源来看，电视背光源肯定是未来增长最大的一块，并且份额也会最大，到2014年会超过所有的手机等一些小的背光源。目前的背光源占的还比较少，但是说法不一样，从09年到2010年增长了30%，以韩国三星为代表的，整个拉动LED市场目前最大的驱动力是电视的背光源。这一块是照明，照明的增长看法有三条曲线，大概认为比较合理的是中间的这样一条曲线。这是整个的驱动力，实际上这一块是价格的变化，未来的形势有很大的变化，这是降低成本的主要途径。另外我说，效率在若干年内依然关注的问题，第三是芯片企业是一些质量的改进。
后面是一些国家科研比较大的规划，一个是产业方面的低成本的技术，另外就是大尺寸的LED，OLED作为照明领域，显示可能会有很大的发展，但是作为照明可能是一个补充，LED现在面临着一个很关键的问题，我们的装备完全依赖于进口。刚才我说的模块化集成化，在国家层面的一些规划。这是模块化和集成化新的发展方向，包括医疗的，还有LED的争论比较大，就是作为照明的话是对人的生理是有一定影响的，所以现在已经提升到对生物学和生物效应这一块。
这一点是一个简单的人家做的比较详细的测试，大家知道现在路灯很多都用LED了，到底合算不合算，在现场做了跟踪测试，多少个灯显示的时候只考虑两张表，它有很多的表，最后就得出这样的一个结论。LED灯具均匀度低，同样历程道路比高压钠灯使用的等数高出20%到30%左右，才能满足城市道路照明设计标准》，单灯灯具价格高于高压钠灯4倍多，虽然维护成本耗电量降低，但初始投资成本远远高于高压钠灯，整体运行成本是高压钠灯2倍多。
这样来看，半导体照明实际是刚刚开始，也就是说还没有真正的进入，特别是技术发展的空间巨大，应用领域会不断的超出我们的预期。还有一点，我们认为目前半导体照明的技术，作为企业来说技术会比规模更重要，但是规模有个前提，太小的规模没有实力，自己的研发都做不了，实际开始并不是拼的是规模，由于它特殊的地位和前景，我们认为技术比规模更重要，这是我一点个人的看法。
有关紫外LED技术研究 篇5
出自：超毅电子浏览：1155添加时间：2012-11-21 16:3
4日前，国内对高出光效率、高可靠性紫外LED封装和紫外LED氧化钛装置的研发及其光催化降解次甲基蓝来处理有机污水进行了深入研究。
国外，日亚化学工业已功开发出发光波长为365nm、发光功率为100mW的紫外发光二极管。2008年理化学研究所和松下电工曾公布，采用GaN类半导体的InAlGaN开发出了发光中心波长为282nm，光输出功率为10mW的深紫外LED。波长更短的深紫外LED方面，NTT物性科学基础研究所采用AlN材料开发出了发光中心波长为210nm的深紫外LED。基于LED的紫外光通信调制方式研究适宜采用PPM调制方式。
最新技术发展正在将紫外LED的部分市场扩展到产品革新和性能的新高度。下一代紫外LED技术具有五个重要的优点：
1、增加寿命
在过去的十年，紫外LED的使用率明显下降，这是因为紫外线束容易分解LED的环氧树脂，从而将紫外LED的寿命降低至不足5千个小时。紫外LED的下一代技术以“硬化”或“防紫外线”环氧封装为特征，尽管提供的寿命将达到1万个小时，但仍远远满足不了大多数的应用。在过去的几个月里，新的技术解决了这个工程挑战。例如：在Lumex的新QuasarBrite紫外LED技术中，使用了带玻璃透镜的TO-46结实封装替换环氧树脂透镜，从而使其使用时间至少延长十倍，达到5万个小时。
2、效率
紫外LED的输出功率仅为输入功率的5%-8%。当波长为385nm及以上时，紫外LED的效率提高，但也只有输入功率的15%。随着出现的技术在不断地解决效率问题，更多的应用将开始采用紫外LED技术。
3、环境效益
紫外LED与荧光灯相比，紫外LED的能量消耗低70%。此外，紫外LED不含CCFL技术中常见的有害物质汞。由于紫外LED具有防振和耐冲击的作用，很少发生破损，从而减少了垃圾和费用花费。
4、性能
紫外LED能提供较小的光束角和均匀的光束。由于紫外LED不需要其他透镜就能得到紧凑的光束角和均匀的光束图，具有较低的能量消耗并增加了耐用性，所以与CCFL技术相比，紫外LED的使用成本少了一半。
5、广泛的用途
浅谈LED显示屏及其发展论文 篇6
随着LED技术的发展，LED显示屏的发展前景也是有迹可循的。LED显示屏的加工工艺会随着技术的发展不断提高，在显示屏的颜色、亮度、角度、寿命和密度等方面也在逐步完善，LED显示屏的关键管制技术随着新型超大规模集成电路（VISI）的发展也会有所提高。科技的不断更新，使得通用的集成电路产品性能在提高的同时，LED的生产成本在不断下降，那么LED价格就会随之降低，这将推动LED显示屏的应用将进一步得到推广。
LED显示屏的应用，符合可持续发展的目标，与建设社会主义和谐社会的口号一致，具有良好的国内发展环境和国际发展环境。LED显示屏的发展前途广阔。
5总结
LED显示屏发展综述 篇7
1 LED显示屏
LED显示屏是利用若干个发光二极管构成像素点阵,通过一定的控制方式,用于显示图文或视频等各种信息的显示屏幕。
LED显示屏按使用环境分为室内LED显示屏和室外LED显示屏,室内显示屏美观、亮度适中、点密度较高,观看距离近;而室外显示屏亮度高、防护等级高、防水和抗紫外线能力强,观看距离远。
LED显示屏按照显示颜色分为单基色屏、双基色屏和三基色屏(全彩色屏),其中,单基色屏只由一种红色的LED灯组成,显示文字及简单图案为主;双基色屏由红色和绿色LED灯组成,主要显示标语,公益广告及形象宣传信息;三基色屏由红色、绿色和蓝色LED灯组成,可以显示较为真实的图像。
LED显示屏按照显示功能分为LED图文显示屏和LED视频显示屏,LED图文显示屏可以显示文字、图像等静态信息。LED视频显示屏可以显示视频、动画等各种动态信息。
2 LED显示屏发展历程
LED显示屏在LED产业中发展比较早,技术也比较成熟,其发展大致经历了三个阶段:
(1) LED显示屏的成长形成时期。在八十年代后期到九十年代期间,由于受LED器件材料的限制和显示屏控制技术的发展,国内很少,但国外应用广泛,产品以红、绿双基色为主,产品成本高。
(2) LED显示屏迅速发展时期。在1990-1995年,新的LED材料和LED显示屏控制技术不断推出,出现了蓝色和绿色高亮度发光管,使得全彩色LED显示屏进入市场,这一阶段,LED显示屏行业发展迅速,成为平板显示领域的主流。
(3) LED显示屏发展稳步提高和产业格局调整完善的时期。1995年以来,相继出现中小规模企业,随之而来的就是激烈的市场竞争,产品价格随之下降,应用领域也越来越广泛,人们的目光不再停留在价格上,而是更加关注产品质量、系统的可靠性。
3 LED显示屏的发展趋势
随着信息化技术和半导体技术的发展,LED显示屏向更高亮度、全彩化、更高的可靠性、多媒体方向发展,LED显示屏已成为平板显示的主流产品,在信息显示领域,其优势也是显而易见。
3.1 标准化、规范化
随LED显示屏技术的发展,标准化和规范化是LED显示屏的发展趋势。由于市场竞争的激烈,价格不再是主要竞争因素,产品质量和系统的可靠性越来越受到人们的广泛关注,这就对LED显示屏的标准化和规范化要求更高了。
3.2 高亮度化、全彩化
随着半导体技术的发展,出现了超高亮度的蓝色及绿色LED产品,由于其成本逐年下降,随之也降低了LED全彩色显示屏产品成本,全彩色屏得以迅速推广,全彩色屏得应用在户外成为可能。同时,由于LED显示屏控制技术的不断发展,显示屏体稳定性不断提高,LED全彩色显示屏的图像效果较理想,而且图像彩色更丰富,画面更细腻。
3.3 产品结构多样化
随着信息化社会的发展,大型或超大型LED显示屏为主流产品的局面将会发生改变,小型LED显示屏会有很大的发展空间,面向信息服务领域的LED显示屏产品种类更加丰富,功能更加综合化,如停车场、餐饮、医院、售票厅等许多潜在市场需求和显示屏需求量增加,发展前景一片光明。
4 LED显示屏市场前景
LED显示屏是一种由计算机技术、信息处理技术、电子技术、光学及色度学等高新技术相结合的电子显示器。它具有亮度高、功耗低、性价比高、使用寿命长、性能稳定等特点,超大尺寸、超高亮度的全彩显示屏成为街头、商业广场、公园、高大建筑、购物中心商业广告的重要选择。
LED全彩色显示屏显示内容更生动、更清晰、更丰富,可以满足个性化需求,未来将逐步成为LE3D显示屏的主流产品。目前,LED显示屏技术已经成熟,产品质量日趋完美,价格不断降低,全彩屏正以一种前所未有的速度在普及和推广,具有非常诱人的发展前景。
5 LED显示屏未来发展方向
虽然目前的LED电子显示屏需求已经接近饱和状态,但是随着新的显示屏种类的研发,以及新的市场需求和应用环境的拓展,这对于国内LED显示屏市场明显是一个新的机遇,同时也是一个挑战;另一方面也会加剧一些中小LED显示屏厂家的转型或者淘汰,有实力的LED显示屏厂家能够凭借自己雄厚的资金力量和技术优势迅速发展起来。其实国内LED显示屏市场还处于增长趋势,其应用领域将向3D、智能化、监控市场等高端LED电子显示屏市场方向发展。
6 结语
LED显示屏凭借其独有的优势在很多领域得到广泛的应用,随着信息化技术和半导体技术的发展,使得全彩色LED显示屏在户外应用成为可能,随着全彩色LED显示屏的性价比提升,全彩显示屏拥有无可比拟的市场优势,未来LED显示屏将从传统的市场向智能化、监控市场等方向发展。
参考文献
[1]何健.学校班级LED显示屏控制系统设计[D].南昌大学.2012.12.
[2]万东.大型LED显示屏系统的设计与实现[D].天津大学.2007.12.
[3]关积珍.对LED显示屏发展的回顾与展望.现代显示.2005.7.
LED微显示技术 篇8
关键词： 微显示器； LED阵列； 硅基CMOS； 彩色化显示
中图分类号： TN873 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2015.04.003
Abstract： The micro-size LED display is made of two-dimensional arrays of high-density light-emitting diodes. It is an all-solid active light-emitting device and has many advantages， including simple system design， high luminous efficiency， fast response and the wide range of operating temperature. In this paper， the design and fabrication of the micro-LED display devices will be reviewed and linked to their applications.
Keywords： micro-display； LEDs arrays； CMOS on silicon； colorization display
引 言
近几年，随着LED芯片工艺技术的日益进步，使得Micro-LED作为像素的LED微显示技术成为可能[1-3]。2012年Day等[4]成功制作了分辨率为640×480、像素直径为12 μm的InGaN/GaN量子阱结构LED微显示阵列，显现出LED微显示技术巨大的应用前景。随着移动互联网和智能设备的普及，人们对信息呈现方式的多样化需求也逐渐强烈。如何在小尺寸设备中实现更好的显示，成为众多应用领域亟待解决的问题。LED微显示技术正是这样一种合时宜的技术。相比目前市场上存在的其它几种微显示技术（如LCD技术、OLED技术、硅基液晶技术和DLP技术），LED微显示技术这种自发光微显示技术以其体积小、亮度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点[5-6]而极具市场潜力。
1 LED微显示实现方式
1.1 像素的结构
LED微显示的像素单元采用成熟的多量子阱LED芯片技术[7]，最大限度地体现LED器件作为显示器的优势。如图1所示，以Choi等制作的InGaN基LED芯片为例[8]：像素结构从下往上依次为蓝宝石衬底层，一层25 nm的GaN缓冲层，一层3 μm的N型GaN层（n=3×1018cm-3），一层包含5个周期的多量子阱（MQW）有源层（其中蓝光芯片的MQW有源层包含5个周期的2.5 nm势阱层/7.5 nm GaN势垒层），一层0.25 μm的P型GaN接触层（n=3×1017cm-3），电流扩展层和P型电极。像素单元一般通过四个步骤制作：第一步，通过ICP刻蚀工艺[9]，刻蚀沟槽至蓝宝石层，在外延片上隔离出分离的长条形GaN平台；第二步，在GaN平台上，通过ICP刻蚀，确立每个特定尺寸的像素单元；第三步，通过剥离工艺在P型GaN接触层上制作Ni/Au电流扩展层；第四步，通过热沉积在N型GaN层和P型GaN接触层上制作Ti/Au欧姆接触电极，每一列像素的阴极通过N型GaN层共阴极连接，每一行像素的阳极根据驱动方式的不同选择不同的方式连接。
1.2 像素阵列的驱动
1.2.1 驱动方式
LED微显示阵列可以通过两种方式实现驱动，根据结构的不同，有被动矩阵驱动方式和主动矩阵驱动方式。
如图2所示，被动矩阵驱动方式中，将像素的电极做成矩阵型结构，即水平一组像素的同一性质电极共用，垂直一组像素的相同性质的另一电极共用。两层电极之间通过沉积SiO2层进行电学隔离。其中阳极之间通过喷溅工艺，形成Ti/Au金属连接，阴极之间通过共用N型GaN层形成连接。在实际电路驱动的过程中，采用逐行扫描的方式显示。此种方式制作成本及技术门槛较低，但受制于驱动方式，无法很好地实现高分辨率显示[8，10]。
如图3所示，主动矩阵驱动方式中，所有像素阴极之间通过共用N型GaN层形成连接，每个像素的阳极与硅基CMOS驱动背板进行金属键合，整体采用背发光方式[11-15]。这种驱动方式反应速度较快，不受扫描电极数的限制，每个像素单元可以单独实现寻址，独立控制，适合多数应用场合。
1.2.2 芯片和硅基CMOS驱动背板的键合
如图4所示，在Liu等的研究中，采用了Au-In-Au金属键合工艺，实现了LED阵列与硅基CMOS驱动背板的电学与物理连接[16-17]。制作过程中，首先在CMOS驱动背板中，通过喷溅工艺在接触电极区域沉积一层100 nm的Ni/Au层作为黏附层和In扩散阻挡层。然后通过热沉积和剥离工艺在Ni/Au层上沉积一层6 μm的In层。在回流炉中进行退火处理后，原先沉积的In层回流，形成一个球形的金属球。最后通过倒装焊设备即可实现LED微显示阵列与驱动背板的对接。
2 LED微显示的研究进展
随着研究的不断推进，LED微显示的显示性能不断提高。2004年Choi等[8]采用被动方式驱动LED微显示阵列，成功制作了尺寸为3 mm×2 mm，分辨率为128×96，像素尺寸为22 μm的蓝色（468 nm）、绿色（508 nm）显示芯片，在总注入电流为60 mA时亮度可达30 000 cd/m2。
2007年Gong等[18]采用被动方式驱动制作了分辨率为64×64，像素直径16 μm，像素间距34 μm的蓝色（470 nm）、绿色（510 nm）和紫外（370 nm）的LED微显示阵列。Griffin等[17]采用硅基CMOS背板驱动的主动驱动方式，成功制作了分辨率为16×16、像素直径为72 μm、像素间距28 μm的蓝色和紫外LED微显示阵列。
2012年Day等[4]采用硅基CMOS背板驱动的主动驱动方式，成功制作了芯片尺寸为3 mm×2 mm、分辨率为640×480、像素直径为12 μm、像素间距为6 μm的绿色和蓝色InGaN/GaN量子阱结构LED微显示阵列，单个像素在1 μm的电流驱动下，亮度可达4×106cd/m2。单个像素的电流密度只有0.7A/cm2，是传统的300 μm×300 μm LED指示灯芯片（22A/cm2）的1/30，更低的工作电流保证了LED微显示芯片有着比传统LED芯片更加优秀的寿命表现。
2013年Chong等[19]采用硅基CMOS背板驱动的主动驱动方式，制作了芯片尺寸为4.5 mm×4.5 mm，分辨率为60×60，像素尺寸为50 μm，像素间距20 μm的紫外（380 nm）、红色（630 nm）、绿色（535 nm）、蓝色（445 nm）四种波长的LED微显示阵列，并成功实现彩色投影显示，LED微显示的众多优势逐渐显现。
3 目前存在的问题及解决方法的探索
3.1 像素间电流分布不均
无论采取哪种驱动方式，其中共阴极连接的电极都会存在这样的问题：如图5所示，随着像素距离阴极接触电极长度的增加，其导电通路的等效电阻增大，最终导致流过不同像素的电流分布不均。
Gong等、Liu等分析了问题产生原因[18，20]，并给出改进的电极设计方案。如图6所示，在Gong等的方案中，在传统的共阴极连接的基础上，在GaN层增加一条金属电流传导线，使得像素间等效电阻的差异小于8%。如图7所示，Liu等采用了环绕电极和双电极的方法也极大提高了电流的分布均匀性。
3.2 像素间相互干扰
电流注入有源层后，辐射复合释放出的光子会向各个方向随机出射。为了避免像素间的干扰，在传统的制作LED微显示芯片时，通过ICP刻蚀，将外延层刻蚀至衬底层来实现像素间的电学和光学隔离。包兴臻等[21]提出利用高反射率的均匀掺单晶硅纳米颗粒的聚酰亚胺作为复合材料来填充隔离沟槽，将侧面出射的光反射到上表面，实现了相邻两个发光单元之间的光学和电学隔离，具有一定参考意义。
3.3 外量子效率的提高
LED微显示中，虽然基于载流子的辐射复合的内量子效率很高，但光子从有源层产生，至出射到自由空间的取光效率一直是限制光利用效率提升的一个关键因素。Gong等在制作LED阵列时[22]，使用衬底减薄的方式，减弱衬底的吸收作用，部分的提高了外量子效率。梁静秋等在制作LED微显示阵列时运用分布式布拉格反射光栅的方式来提高单个像素的取光效率[23]。
4 LED微显示的彩色化
4.1 通过三种颜色LED阵列混合显示彩色
当外延片以蓝宝石为衬底，有源区为InGaN/GaN量子阱结构时，通过改变InGaN/GaN中InGaN的相对百分比，调整三元半导体InGaN中In摩尔组份，就可以得到1.95 eV到3.40 eV连续变化的直接带隙半导体，可以制备高效发光的蓝色、绿色、红色LED芯片[24]。通过三种颜色芯片和合色棱镜的作用，即可显示彩色图像。
Liu等采用这种方式成功制作出三色LED微阵列，实现了彩色投影显示[25]。
4.2 通过三色荧光粉实现彩色化
传统LED照明中采用的蓝光或紫外光加荧光粉的方式，LED微显示中也可以用此种方式实现彩色显示。目前Zhang等已经实现了紫外LED阵列微显示的制作。如图8所示，Xu等提出利用掩膜版和含有量子点荧光粉的溶液通过喷雾沉积的方式[26]，在特定区域沉积特定荧光粉的技术来实现LED微阵列的彩色化显示，具有很大的实践意义。
4.3 白光加滤色片实现彩色化
类似于液晶显示的方式，通过蓝光混合黄光荧光粉产生白光。再通过滤色片取色，实现彩色化也是一种可行的方案。但白光通过滤色片提取单色光的效率很低，使用此方式无法实现高亮度显示。
在彩色化现实中，三色LED阵列制作工艺简单，能量利用效率更高，但由于需要合色棱镜，将不利于设备的小型化。三色荧光粉实现彩色化显示时，系统的光学设计更简单，但会在显示分辨率的提高上存在困难。根据应用场景的不同，合理的选择不同方式将会是实现彩色化显示的最佳方案。
5 LED微显示应用前景
目前市场上主要有四种微显示技术[27]：LCD技术、OLED技术、硅基液晶技术（LCOS）[28]和DLP技术。技术之间对比见表1。其中LCD微显示器是目前发展较为成熟的微显示技术，但其需要背光源，且亮度较低，应用场景受到很大限制。OLED型微显示器是一种有机电致发光的全固体显示器件，虽然有许多优点，但由于核心部分为有机材料，目前仍存在着不易实现全彩显示、有机发光层制作困难以及有机物老化导致寿命较短等缺陷。LCOS微显示器虽具有高分辨率、高亮度、轻薄及寿命长等优点，但其显示光学系统过于复杂、制作困难及生产成本较高，使得LCOS应用研究逐渐陷入低谷。DLP技术由于其在微小尺寸显示上并不具有优势，因此市场前景有限。
LED微显示器相对比其他类型的微显示器有其独特的优点，以谷歌眼镜为代表的新一代智能设备正预示着微显示市场的美好未来。LED微显示技术由于先天的优势，将代表着微显示未来的方向，应引起企业和研究机构的重视。
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