一、LED的结构及发光原理  

　　50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用

二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode（发光二极管）

的缩写，它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，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。  

　　二、LED光源的特点  

　　1. 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同

而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所

。  

　　2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%  

　　3. 适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制

备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境  

　　4. 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%  

　　5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳

秒级  

　　6. 对环境污染：无有害金属汞  

　　7. 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法

，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为

红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色  

　　8. 价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可

以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300～500只二极管

构成。  
　　
　　三、单色光LED的种类及其发展历史  

　　最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初

。当时所用的材料是GaAsP，发红光（λp=650nm），在驱动电流为20毫安

时，光通量只有千分之几个流明，相应的发光效率约0.1流明/瓦。  

　　70年代中期，引入元素In和N，使LED产生绿光（λp=555nm），黄光

（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光效也提高到1流明/瓦。  

　　到了80年代初，出现了GaAlAs的LED光源，使得红色LED的光效达到10

流明/瓦。  

　　90年代初，发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料

的开发成功，使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年，前者做成的LED

在红、橙区（λp=615nm）的光效达到100流明/瓦，而后者制成的LED在绿

色区域（λp=530nm）的光效可以达到50流明/瓦。  
　　
　　四、单色光LED的应用  

　　最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯

和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。

以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的

140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损

失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了

18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光

效。
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　　汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。1987年，我国开始在汽车

上安装高位刹车灯，由于LED响应速度快（纳秒级），可以及早让尾随车

辆的司机知道行驶状况，减少汽车追尾事故的发生。  

　　另外，LED灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏，匙扣式微型电筒等领域

都得到了应用。  
　　
　　五、白光LED的开发  
  
　　 对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开

发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN

芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光

粉受此蓝光激发后发出黄色光发射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形

反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。 LED基片发出的蓝

光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到

得白光。现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG荧光粉的化学组成

和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光

   为进一步扩大LED液晶电视的市场规模，8月初，海信率先在全国100多个重点城市率先发到了海信蓝媒LED普及风暴，以最高优惠4000元的力度强力启动中国LED液晶电视市场，让广大消费者及早享受到大屏幕蓝媒LED液晶电视带来的高品质视听新体验。　 

  2009年中国平板市场的发展前景被一致看好，中怡康统计数据显示，今年1-6月份，CRT电视的销售量同比下降了70.14%，销售额同比下降了65.09%，而液晶电视的销售量累计增长了67.98%，销售额累计增长了85.99%，特别是以海信为首的中国品牌引领着平板市场的高速成长，海信液晶电视以16.96%的累计占有率高居榜首。

  下半年受宏观经济形势不断回暖的拉动，预计平板电视市场将呈现比上半年更加旺盛的消费势头。在平板电视普及速度加快的大趋势下，平板电视升级换代的步伐也在提速，中国LED液晶电视的市场扩容也将超出人们的想象。

  根据前不久中国电子商会发布的《2009高清平板电视消费者主观评测报告》数据显示：在预期购买LED液晶电视、CCFL背光普通液晶电视、等离子电视三类平板产品中，LED液晶电视预期购买率首次达到34%。根据权威机构预测，2010年全球LED液晶电视的销量将达到1500万台，而中国市场将达到400万台以上。

   作为国内最早涉足LED液晶电视产业的彩电品牌，目前海信LED液晶电视已经基本涵盖了42寸至55寸规格段，今年还将实现向19寸、22寸、26寸、32寸等中小尺寸产品线拓展的规划；同时，海信继续扩建LED背光模组生产线，占据上游产业链的优势资源。海信是国内唯一率先实现了从LED背光模组做到整机产品全面自主研发的企业，规模优势不断显现。

  海信蓝媒LED液晶电视应用了自主研发的自适应动态区域背光控制技术，有着非常突出的技术优势：一是对比度高、色域范围更广，可以完美呈现大自然真实色彩；二是采用背光分区管理，在保证完美画质效果的同时，使光的利用率提升至70%，节能30%以上；三是不含汞等有毒物质，符合绿色环保的消费诉求，节能环保，使用寿命长。

  以海信此次重点推广的55寸蓝媒LED液晶电视为例，它在节能环保、色彩绚丽的基础上，突出了差异化的技术特点，具备了超级解霸、无线局域网连接等强大的多媒体功能，其解码能力是普通多媒体产品的4倍，运算速度更快，可以解码H.264、VC-1以及DTS等高清音视频格式，让消费者切身感受到技术升级带来的完美视听体验。

  专家预测，随着海信在LED领域的持续发力，其他品牌有望积极跟进，LED将成为今年下半年平板市场的最大热点。