半导体发光二极管的应用及前景
摘要：半导体发光二极管（LED）是应用最为广泛的电子元件之一，随着社会的发展和人们生活水平的提高，半导体发光二极管（LED）在人们生活中的作用也日益重要。本文首先对半导体发光二极管（LED）的发光原理、发展史、特点、分类等进行简要概述；然后对LED产业的发展现状及中国LED 产业存在的劣势加以分析，接着重点介绍了半导体发光二极管（LED）在照明、显示等各方面的应用以及有待解决的问题；最后通过对中国LED产业发展机会进行分析，总结了半导体发光二极管（LED）未来的发展前景。关键词：半导体发光二极管；发光原理；应用；前景
The Application and Prospect of Semiconductor LED Abstract：The semiconductor light-emitting diode (LED ) is one of the electronic elements used widely,with the social development and people's living standards improving, the semiconductor light-emitting diode (LED) plays an important role in people's lives. This article elaborates the light-emitting principle, the history, characteristic, classification at first; then analyzes to the development present situation of LED industry and the inferiority of Chinese LED industry. After that, the article mainly introduces semiconductor light emitting diode (LED) in lighting, display and so on various aspects of the applications and the problems to be solved; Finally, through the analysis of the Chinese LED industry development opportunity to summarize the prospect of semiconductor light emitting diode (LED).
Keywords：semiconductor LED; light principle; application; prospect
目录
1.引言 (1)
2．半导体发光二极管的概述 (1)
2.1 LED的简介 (1)
2.2 LED特点 (2)
2.3 LED 的分类 (3)
2.4 LED的发光原理 (4)
2.5 LED的发展史 (4)
3．LED产业的发展现状 (5)
3.1 世界LED产业的现状 (5)
3.2 中国LED产业的现状 (6)
4. LED的应用 (7)
4.1 LED显示屏的应用状况 (7)
4.2 LED在照明领域的应用 (9)
5.LED的发展前景 (13)
5.1 中国LED产业发展机会分析 (13)
5.2 LED 显示屏发展趋势 (14)
5.3 LED在照明领域的发展趋势 (15)
5.4 2012年LED市场预测 (15)
6．结语 (15)
参考文献 (16)
致谢......................................... 错误！未定义书签。
1.引言
半导体发光二极管（简称LED）是一类可直接将电能转换为可见光和辐射能的发光器件，具有工作电压低，耗电量小，发光效率高等优点。随着社会的发展和人们生活水平的提高，半导体发光二极管在人们生活中的应用也越来越广泛。从原来只可以作为单一的指示灯到现在在照明领域中的应用，人们对半导体发光二极管的应用及发展前景十分看好，它将成为新式光源的最佳选择。本文将对LED的应用进行一些探讨，并对其发展前景进行展望。
2．半导体发光二极管的概述
2.1 LED的简介
半导体发光二极管是常用电子元件二极管中的一种类型。发光二极管又叫光发射二极管（Light Emitting Diode，简称为LED），是一种可将电能变为光能的一种器件，属于固态光源。
LED 的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用(见图2.1) 。所以,LED 的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n 型半导体组成的晶片,在p 型半导体和n 型半导体之间有一个过渡层,称为p - n 结。在某些半导体材料的PN 结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN 结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压) ,电流从LED 阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关[1]。
图2.1 发光二极管的结构图
2.2 LED特点
（1）发光效率高
LED 经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升，白炽灯、卤钨灯光效为12~24 流明/瓦，荧光灯50~70 流明/瓦，钠灯90~140流明/瓦。大部分的耗电变成热量损耗，LED 光效经改良后将达到50~200 流明/瓦，而且其光的单色性好，光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光；目前，世界各国均加紧提高LED光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高。
（2）耗电量少
LED 单管功率0.03~0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压1.5~3.5 伏，电流15~18毫安，反映速度快。可在高频操作，同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一。日本估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED 替代日本一半的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60 亿升原油。就桥梁护栏灯例，同样效果的一支日光灯40 多瓦，而采用LED每支的功率只有8瓦，而且可以七彩变化。
（3）使用寿命长
采用电子光场辐射发光，灯丝发光易烧,热沉积，光衰减等缺点。而采用LED 灯体积小,重量轻,环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和振动，不易破碎，平均寿命达10万小时，LED灯具使用寿命可达5~10 年，可以大大降低灯具的维护费用,避免经常换灯之苦。
（4）安全可靠性强
发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全触摸。能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞，钠元素等可能危害健康的物质，内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术的结合。（5）有利于环保
LED 为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收没有污染，光源体积小，可以随意组合。易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护，当然，节能是我们考虑使用LED 光源的最主要原因。也许LED 光源要比传统光源昂贵，但是用一年时间的节能收回光源的投资，从而获得4-9年中每年几倍的节能净收益期[2]。
2.3 LED 的分类
1、按发光管发光颜色分
按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。
2、按发光管出光面特征分
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。
3、按发光二极管的结构分
按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
4、按发光强度和工作电流分
按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度100mcd)；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED 的工作电流在十几
mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。
2.4 LED的发光原理
发光二极管是由Ⅲ ~ Ⅳ簇化合物，如GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的。发光二极管的核心部分是由P 型半导体和N 型半导体组成的晶片，在P 型半导体和N 型半导体之间有一个过渡层，称为PN 结，因此它具有一般PN 结的I-U 特性，即正向导通，反向截止，击穿特性；此外在一定的条件下，它还具有发光特性。制作半导体发光二极管的材料是重掺杂的，热平衡状态下的N 区有很多迁移率很高的电子，P 区有较多的迁移率较低的空穴。由于PN 结阻挡层的限制，在常态下，二者不能发生自然复合。当在发光二极管PN 结上加正向电压时，空间电荷层变窄，载流子扩散运动大于漂移运动，致使P 区的空穴注入N 区，N 区的电子注入P 区。于是在PN 结附近稍偏于P 区一边的地方，处于高能态的电子与空穴相遇复合时会把多余的能量释放并以发光的形式表现出来，从而把电能直接转化成光能，这种复合所发出的光属于自发辐射。其示意图如图2.2 。当在发光二极管的PN 结上加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光[3]。
图2.2 发光原理图
2.5 LED的发展史
1907年Henry Joseph Round 第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现
象。由于其发出的黄光太暗，不适合实际应用；更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应，研究被摒弃了。
二十年代晚期Bernhard Gudden和Robert Wichard 在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。再一次因发光暗淡而停止。
1936年,George Destiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了“电致发光”这个术语。
二十世纪50年代，英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于60年代面世。据说在早期的试验中，LED需要放置在液化氮里，更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。第一个商用LED仅仅只能发出不可视的红外光，但迅速应用于感应与光电领域。
60年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED。磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更亮，甚至产生出橙色的光。
到70年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出灰白绿光。LED采用双层磷化镓蕊片（一个红色另一个是绿色）能够发出黄色光。就在此时，俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的LED。尽管它不如欧洲的LED高效。但在70年代末，它能发出纯绿色的光。
80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED的诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。
到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。
第一个有历史意义的蓝光LED也出现在90年代早期，再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。
3．LED产业的发展现状
3.1 世界LED产业的现状
日本于1998年率先实施“21世纪照明”计划，并在2006年完成了用白光发光二极管照明替代50%的传统照明。
美国“半导体照明国家研究项目”由美国能源部制定，计划用10年时间，投资5亿美元开发半导体照明，目的是为了使美国在未来照明光源市
场竞争中，领先于日本、欧洲及韩国等竞争者。预计到到2025年，固态照明光源的使用将使照明用电减少一半，每年节电额达350亿美元。
2008年欧盟春季首脑会议上达成协议，决定欧盟各国将逐步用节能灯取代白炽灯；欧盟各国也拟通过立法从2009年开始禁止生产白炽灯泡。从2010年起禁止在欧盟销售包括白炽灯在内的高耗能家用照明设备。
另外，阿根廷从2011年起彻底禁止普通灯泡的使用。同时新西兰从2009年开始，禁止使用白热灯泡。
LED产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导，三足鼎立的产业分布与竞争格局，这些地区的厂商垄断着高端产品市场。从全球看，LED 的主导厂商是日本的日亚化学（Nichia）和丰田合成（Toyoda Gosei）、美国的Cree以及欧洲的Philips Lumileds和欧司朗（Osram）五大厂商，他们无一例外都在上游拥有强大技术实力和产能[3]。
3.2 中国LED产业的现状
3.2.1 中国LED产业概况
经过30多年的发展，中国LED产业已初步形成了较为完整的产业链。中国LED产业在经历了买器件、买芯片、买外延片之路后，目前已经实现了自主生产外延片和芯片。现阶段，从事该产业的人数达5万多人，研究机构20多家，企业4000多家，其中上游企业50余家，封装企业1000余家，下游应用企业3000余家。特别是2003年中国半导体照明工作小组的成立标志着政府对于LED在照明领域的发展寄予厚望，LED作为光源进入通用照明市场成为日后产业发展的核心。在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门和深圳等国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。
在LED上游外延片、芯片生产上，美国、日本、欧盟仍拥有巨大的技术优势，而中国台湾地区则已经成为全球重要的LED生产基地。目前全球形成了以美国、亚洲、欧洲为主导的三足鼎立的产业格局，并呈现出以日、美、德为产业龙头，中国台湾、韩国紧随其后，中国大陆、马来西亚等国家和地区积极跟进的梯队分布。虽然中国在LED外延片、芯片的生产技术
上距离国际先进水平还有一定的差距，但是国内庞大的应用需求，给LED 下游厂商带来巨大的发展机会，国内生产的如显示屏、景观照明灯具等LED 应用产品已经出口到美国、欧盟等国家和地区。
国内LED外延、芯片的主要企业有：厦门三安、大连路美、杭州士蓝明芯、上海蓝光、深圳方大、上海蓝宝、山东华光、江西联创、深圳世纪晶源、广州普光、扬州华夏集成等。
国内主要封装企业有佛山国星光电、厦门华联电子、宁波爱米达、江西联创光电等；下游显示屏行业主要有上海三思、西安青松、北京利亚德。
3.2.2 我国LED产业的劣势
我国目前LED产业发展的劣势在于：一、国内企业LED产品技术水平与海外还是有一定差距，在争取高端客户方面处于劣势；二、国内集成电路制造基础相较日本、韩国及台湾地区这些LED强势地区而言薄弱，LED外延、芯片制造能力、工艺水平及外围材料配套能力差一些，学习曲线长一些，需要一段时间培育；三、国内LED企业的规模还比较小，大多没有超过100kk/月产能(蓝绿光)，这种状况在未来两年将有改善；四、国内研发多集中在大学和科研院所，生产在各企业，缺乏研发成果产业化的快速转换机制，这方面应借鉴台湾工业研究院的技术成果授权机制，加快技术成果转换速度，科研院所不能为自己产业化而不将最新的技术成果及时转移到产业界，政府应制定相关政策规范相关行为；五、国内核心专利缺乏，特别在关系到产业长远发展的蓝光核心专利及白光专利缺乏，这将使国内产业的长期发展受制。中国本土企业现阶段主要还是处于起步阶段，企业规模较小，对掌握专利的大厂构不成威胁，专利问题还不是很突出。但是随着国内企业的发展壮大，一旦规模扩大到一定程度，实施“走出去”发展战略，专利问题将成为隐患。目前对国内企业而言，壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务，提高未来取得大厂专利授权时的要价能力，或逐步通过研发突破核心专利[3]。
4. LED的应用
4.1 LED显示屏的应用状况
LED 显示屏发展经历了三个阶段：
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。
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芯片研制成功，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，从初期的几家企业、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。
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。同时，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。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。
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(Flight information Display system)
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；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。
4.2 LED在照明领域的应用
2010年在上海举办的世博会上，五彩绚烂的LED夜景照明灯“共同点亮了上海世博会”，这项快速发展的技术给全世界留下了深刻的印象，世博园区是目前全球最大的LED示范园区。园区80％以上的夜景照明采用LED，据了解，整个世博会用了10.3亿颗LED芯片。世博会对于LED照明产业的推介作用及其巨大，使得LED照明产业腾飞。
4.2.1 LED光源在城市景观照明中的应用
城市景观照明追求的不是亮度，而是艺术的创意设计，LED 产品应该
能够找到它的用武之地。发光角度小的LED 方向性强，可作局部重点照明；在封装材料中添入散射剂可以实现175度的发光角适合较大范围内的照明，问题是目前城市夜景照明中建设单位过于追求高亮度难以给设计师提供足够大的选择范围，目前在城市夜景照明工程中常用的LED光源主要有：
1、线性发光灯具。LED线性发光灯具（管、带、幕墙灯等），产生的轮廓照明效果可以替代传统的霓虹灯、镁氖发光管、彩色荧光灯。
2、装饰草坪灯、景观灯、球泡等。在城市街道或绿地中，将发光的部位设计成环状、带状等各种结构，局部照亮草坪;同时成为白天环境中的装饰元素。
3、水下灯。LED 水下灯放在水下，用于水体的照明，防护水平应达到IP68。额定工作电压DC12V。LED 的低电压工作特性使其比以往的任何灯具都要安全，寿命长的优点也使维修起来更加方便，产生的照明效果也比常用的PAR灯、气体放电灯更为丰富。
4、地面灯具。地埋灯、发光地砖、石灯等。地面灯具使用LED光源可以将尺寸小型化。一方面可以用作环境照明，另一方面可以作为发光装饰照明或引导性功能照明。
5、利用太阳能电池作为能源的LED。灯具LED 低耗电的特点使利用太阳能电池作为能源成为可能，极低的工作电压省去了传统光源必需的DC-AC 转换电路，使能源的利用率大大提高，扩大了灯具的应用范围，节约能源，有利环保[4]。
4.2.2 LED在汽车照明市场的应用
目前，LED已广泛应用于许多汽车及卡车的仪表板背光、内部照明及
剎车灯。另外，豪华汽车制造商也逐渐提升固态LED照明最新技术之应用，透过这些更亮、更小、更可靠的组件提供车内外照明，强化其车种之性能
及美感。此外，LED还能提供更低成本及更长的寿命，提供明显优于白炽
照明的内部照明优点，如用于头灯的高压气体放电灯(HID)及卤素灯泡。
图4.1 LED在汽车方面的应用
4.2.3 白光LED在照明领域的应用
随着第二代半导体材料氮化镓的突破和蓝、绿发光二极管的问世, 在与人类生产、生活息息相关的照明领域, 正在孕育着第二次产业革命——照明技术革命, 其标志是基于白光LED 的半导体灯逐步取代白炽灯和荧灯。白光LED最接近日光，更能较好反映照射物体的真实颜色，所以从技术角度看，白光LED无疑是LED最尖端的技术，是室内照明的最佳选择。
和传统的高压钠灯及荧光灯道路照明技术相比，白光LED照明具有以下优势：
(1)光效迅速提高。到现在，产品的实用光效可达70~90lm/W，据报导，美国实验室数据达160lm/W，而用还有增加的趋势，预期在未来3～5年，实用光效达到150～200lm/W是可能的，到那时有可能成为最高效的光源。
(2) 起动性能好，快捷可靠，只有毫秒级的响应反应，能达到全光通输出。
(3) 调光方便，可控性强。
(4) 耐震动，耐气候性良好，寿命长。
(5) 不含汞，环保性能优。
(6) LED在一定光束角内定向辐射，用于射灯、筒灯等灯具时，有利于提高下射光通比。
4.2.4 白光LED用于室内照明待解决的问题
白光LED在照明领域探索前进，在实际应用中不断提高，已经取得了不少成绩，推动了LED照明的发展。LED应用于夜景照明，已经显示出很
大的优越性。但是作为功能性照明，无论在产品或技术上，还远没有达到成熟的阶段，存在着不少有待进一步解决的问题，当然这也是符合发展规律的，主要问题有：
（1）散热问题。对于LED来讲,单纯地增加输入功率, 亮度会成比例地上升。但由于LED 的效率远没有达到100% ,LED在工作过程中会产生热量。目前,功率型白光LED 只能将约10% 的电能转化为光能,而剩下80%的能量转化成热能。随着LED 功率的增大,产热量增多,如果散热问题解决不好,热量集中在尺寸很小的芯片内, 使得芯片内部温度越来越高，芯片温度过高会加速器件老化等诸多问题。
（2) 稳定性问题。白光LED 的色度会随驱动电流、温度、时间的变化而发生改变。驱动电流会影响蓝光波长和荧光粉的量子效率；温度会影响蓝光波长和荧光粉的受激辐射特性，而且LED 的光通量会随着温度的升高而下降，温度每升高5摄氏度，光通量降低3%；随着时间推移，荧光粉加速老化。这些都会对白光LED的色温、色度产生影响。
（3) LED 照明系统的驱动技术问题。由于单只LED 的功率较小，发光亮度较低,，不宜单独用于照明，为此必须将多个LED 组装在一起设计成为实用的LED 照明系统。尽管20mA 的小功率白光LED 驱动芯片很多，驱动方案也基本成熟，但是由于功率型白光LED 消耗的功率很大，其驱动方式有很大的不同。需要开发专用于LED 照明系统的高效驱动模块。
(4)发光效率问题。现在功率型白光LED 的光效已提高到25~ 30lmW, 而真正能够取代白炽灯和荧光灯进入通用照明市场,其光效需要达150lm/W。这一方面要求在芯片的制作上不断提高LED 的量子效率, 同时还要求在LED 的封装及灯具的设计制作过程中尽可能提高出光效率。
（5) 价格过高，是推广应用的又一障碍，单靠政府补贴，并非发展之良策，用LED代替白炽灯等低效光源，有显著节能效果，可享受补贴;而相对三基色直管荧光灯这类更高效光源，并没有节能效果(至少今日是如此)；过高的初建费用，绝没有经济上的合理性[12]。
5.LED的发展前景
5.1 中国LED产业发展机会分析
（1）建筑照明、室内外显示屏仍将主导市场。
中国现阶段的应用市场主要在建筑照明、室内外显示屏。LED 显示屏以其易拼装、低功耗、高亮度等优点已经广泛应用到银行、证券、广场、车站、体育场馆中，未来这一市场仍有很大增长潜力。在奥运会、世博会、一些城市夜景工程示范效应的带动以及国家半导体照明工程等众多有利因素的促进下，建筑照明市场依然前景广阔，未来的市场建筑照明及室内外显示屏仍将主导市场。
（2）手机、小尺寸液晶背光、汽车、特种照明领域潜力巨大。
LED 已在手机、MP3、MP4、DC/DV及PDA等小尺寸LCD 面板领域取得了成熟广泛的应用与普及。随着彩屏手机，以及高像素拍照手机、大屏幕音影手机、多功能3G 手机的盛行，预计每部手机所需LED 颗数高达12-18 颗。因此，预计未来几年国内生产的手机所需LED 颗数高达60 亿颗左右。国内封装企业正在积极开展技术研发或引进设备，以提高生产能力和产品品质。特别是近年日本、韩国小尺寸液晶背光厂正在向中国转移。国内LED 汽车灯具市场已超过10亿元。随着LED 发光组件技术水平的提高，产品价格的下降，LED 组合尾灯、LED 刹车灯、LED转向灯等将会成为我国轿车车灯的主流配置。
国内太阳能LED照明产值超过30亿元。LED 是低压、直流供电，与太阳能光伏电池低压、直流供电的方式非常匹配，两者结合不需要交流逆变器，真正实现新能源与新光源的结合。太阳能半导体照明草坪灯、庭院灯、信号指示灯等已开始在国内的小区、园林建设、农村地区道路照明中使用，目前中国已占领全球太阳能半导体照明产品80%以上市场。
（3）LED 交通指示灯市场趋于饱和。
交通信号灯的市场规模达10亿元以上。目前，我国高亮度LED 城市交通信号灯也已广泛应用，趋于饱和状态。如上海市明确规定新上交通信号LED产业分析灯一律采用LED作为光源。另外，LED在铁路信号机上也有广阔的应用前景。传统信号机以双灯丝白炽灯泡为光源，灯泡寿命只有1000小
时。我国政府计划未来平均每年新建1700公里铁路线，至2020年我国铁路线总长将达到10 万公里，高可靠性、安全性及少维护的高亮LED将会大有作为。并且，手持信号灯、客车床头阅读灯、安全标志灯等铁路信号及照明产品也开始使用LED.我国处于高速发展的公路、机场、海港等领域的信号、标识类用灯，也是LED应用很有潜力的市场[8]。
5.2 LED 显示屏发展趋势
1、高亮度、全彩化
全彩色LED显示屏将是LED 显示屏、显示器件的重要发展方向。预计在未来几年中，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)。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
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。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；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.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。
3、产品结构多样化
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示诉小型LED 显示会有较大提高，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。
5.3 LED在照明领域的发展趋势
随着人类文明的进步，人们对照明的要求不再是一味地追求明亮。目前世界上许多国家都重视照明中的环保问题。照明的能量主要来源于由电能转换的光能，而电能又来自于石化燃料的燃烧，地球上的煤、天然气、石油等石化燃料的储量是有限的，随着人类的不断开采，其储量日益减少,世界能源状况不容乐观。采用节能高效的光源，能达到节省电力，保护能源的目的，而节电对于环境保护意义重大。现在广泛使用的荧光灯、汞灯等光源中含有危害人体健康的汞，光源的生产过程和废弃的灯管都会造成对环境的污染。LED 是一种符合绿色照明要求的光源，将在绿色照明工程中扮演越来越重要的角色,其发展的潜力也是无法预计的。而白光LED 将成为未来成长的焦点[7]。
5.4 2012年LED市场预测
（1）2012年全球LED市场预测
尽管LED 支持数字色彩控制、光塑形及快速和频繁的开关，且具有节能、环保等优势，但LED 在色彩表现和设计及成本最佳化方面仍有待突破，特别是整体照明市场，仍有技术工作待克服，半导体公司也需持续改善其制程。
据法国市场研究Yole预测，到2012 年，整体LED市场将达到103 亿美元。其中，高度和超高亮度LED 合计将达44.5亿美元，几乎是2007年预估7.83 亿美元的5.5 倍。除了光效率和光产出，未来LED 亟待解决的问题还包括：热度管理、电子驱动器和持久、以及各种色彩温度。制造商必须在光学、封装、测试、和筛选(binning)的技术有所进展，才能解决这些问题。（2）2012年时中国LED产业产值预测
目前中国LED 产业已是中国重点产业，中国官方统计，未来3 年，LED 产业会以每年3成的速度成长，到2012 年时，LED 产值将达到人民币1537 亿元。与此同时，珠江三角洲地区将会成为世界级的LED 照明产业集聚区。6．结语
过去10年来，LED在颜色种类、亮度和功率都发生了极大的变化。LED 以其令人惊叹而欣喜的应用在城市室内外照明中发挥着传统光源无可比拟的作用。快速发展的LED技术将为照明设计与应用带来崭新的可能性，这
是许多传统光源所不可能实现的。随着全国城市化的进一步发展，灯光环境建设领域将不断扩大，LED光源的应用也将不断发展，它将在人们的生活中扮演越来越重要的角色。
参考文献
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