beat365中国在线体育led光源的研制和市场动态

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　　2001年第2期中国照明电器CHI NA I。IGHT&I。1GHTINGLED光源的研制和市场动态陈大华 朱同茂( 复旦大学电光源研究所) ( 上海真空电子器件股份有限公司)前言20世纪中叶出现在市场上的第一批LED( Lumi nous Emi tti ng Di ode) 发光二极管，经过近50年历程，技术上已取得长足的进步。发光效率达到151m／w，光强达烛光极，辐射颜色形成包括白色光的多元化色彩、寿命达数万小时，成为光学光电子新兴产业中极具影响的新产品，在显示技术领域中占有其特殊的举足轻重的一席之地。我国现代电子工业正在进一步树立发展规模市场经济的理念。在首选光电子器件等5种新型电子元件发展规划时，考虑以国民经济现代化和信息化为目标，实现产品专业化大生产和扩大出口创汇能力，LED产业被选择为光电子器件发展中的重点，同时认为它在产值、产量、规模效应等诸方面应占有其应有的地位。虽然，目前LED在光电市场仅占有很小的份额，但它的发展势头、其巨大的市场潜力不可低估，国内外越来越多的企业参与这场竞争势在必行。为了更有利于我国参与这一竞争，尤其是面临即将加入WTO的形势，如何客观地了解LED光源研制现状和发展趋势，充分剖析国际市场各国参与LED光源市场竞争的动态，是我们决策的重要依据。为此特撰写本文与有关人士商榷和探讨，愿有助于我国LED光源产业的崛起和兴旺。1 LED光源的研制成果LED原理是在半导体Pn结处流过正向电流时，能以高的转换效率辐射出200～1550nm范围的包括紫外、红外和可见光谱，从而形成一个实用的发光元件。目前可见光( 380～780nm) 的LED产量以90％的优势占主导地位。LED以体积小( 最小仅几毫米) 、寿命长( 几万小时) 、功耗低( mW) 、可靠性高、响应速度快( us级) 、易与集成电路配用beat365中国在线体育、可在低电位( 几伏电压) 下工作及易实现固体化，以及辐射光谱丰富、光效和亮度高等优点，在照明和显示领域引起人们的极大兴趣和重视。要具体分析LED科研进展，我们可先回顾一下半导体工业的发展历史。人们一般将Si 、Ge称为第一代电子材料，而将GaAs、InP、GaP、InAs、Al As及其合金等称为第二代电子材料，宽禁带( Eg2．3eV) 半导体材料近年来发展十分迅速，成为第三代电子材料，主要包括Si C、ZnSe、金刚石和GaN等。宽禁带半导体材料具有禁带宽大，电子漂移饱和速度高，介电常数小，导热性能好等优点，非常适于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成电子器件；而利用其特有的禁带宽度，还可制作蓝、绿光和紫外光的发光器件和光探测器件。在宽禁带半导体材料中，Si C和ZnSe在相当长的一段时间内一直是研究和开发的重点，尽管Si C为间接带隙材料，其蓝色LEDs的发光亮度很低，但Si C蓝光LEDs在GaN蓝光LEDs实现商品化之前仍是唯一的商品化的蓝光LEDs产品；而ZnSe材料由于可实现蓝光LDs( 寿命约为几个小时) ，更是世界各大公司和研究机构的掌上明珠。GaN材料由于受到没有合适的单晶衬底材料、位错密度太大、n型本底浓度太高和无法实现P型掺杂等问题的困扰，曾被认为是一种没有希望的材料，因而发展十分缓慢。进入90年代之后，随着材料生长和器件工艺水平的不断发展和完善，GaN基器件的发展十分迅速，目前已成为宽带隙半导体材料中一颗十分耀眼的新星。首先是在蓝beat365中国在线体育、绿光发光器件领域取得重大突破。1989年，Ni chi a公司每年投入300多万美元用于开发GaN基蓝光LEDs，并很快结出硕果。1991年Ni chi a公司Nakamura等人首先以蓝宝石为衬底，研制成掺Mg的GaN同质结蓝光LEDs，1993年将蓝光发光亮度提高到l cd，1995年达到2cd，并于同年实现绿光LEDs商品化，其亮度达到6cd。1995年11月，在材料研究会( MRS) 主办的第一届GaN及其相关材料国际学术会议中，Nakamura展示了用于交通信号灯的 万方数据