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蓝光LED简介

2010-08-06 09:40
魏丁小陆
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  指蓝色发光二极管。发光波长的中心为470nm前后。用于照明器具和指示器等蓝色显示部分的光源、LED显示屏的蓝色光源以及液晶面板的背照灯光源等。与荧光体材料组合使用可得到白色光。目前的白色LED一般采用蓝色LED与荧光材料相组合的构造。

  蓝色LED得以广泛应用的契机,是日亚化学工业于1993年12月在业内首次开发出了光强达1cd以上的品种。而在此之前,还没有蓝色纯度较高且具有实用光强的LED。因此,采用LED的大尺寸显示屏无法实现全彩显示。

  蓝色LED的材料使用氮化镓(GaN)类半导体。以前曾盛行用硒化锌(ZnSe)类半导体开发蓝色LED,但自从1993年12月采用GaN类半导体的高亮度蓝色LED被开发出来后,蓝色LED的主流就变成了采用GaN类半导体的产品。

  蓝色LED的构造为,在蓝宝石或者SiC底板等的表面上,重叠层积氮化铝(AlN)半导体层和GaN类半导体层。在称为活性层、发蓝色光的部分设置了使p型GaN类半导体层和n型GaN类半导体层重叠的构造。

  pn结是制作高亮度LED所必须采用的构造。在使用GaN以外材料的红色等LED中,pn结很早以前就是主流构造。而在1993年高亮度蓝色LED面世之前,采用GaN类材料难以实现pn结。原因是制成n型GaN类半导体层虽较为简单,但p型GaN系半导体层的制作则较为困难。之后,通过对在p型 GaN类半导体层和n型GaN类半导体层之间配置的GaN类半导体层采用多重量子阱构造,并进一步改善GaN类半导体层的质量,光强获得了大幅提高。


  蓝色LED的大型投资不断,开始出现供过于求担忧

  目前,LED背照灯在液晶电视、个人电脑和液晶显示器领域迅速普及。大部分需求为白色LED,而作为其基础的蓝色LED则开始供应不足。为此,不仅是 LED专业厂商,就连购买LED的显示器厂商也开始自行扩大生产白色LED和蓝色LED。例如,除了韩国三星电子对三星LED的LED芯片积极投资外,韩国LG显示器等液晶面板厂商也开始强化LED生产。以日亚化学工业为首的老牌LED专业厂商也积极投资。如果投资的生产设备能够顺利运行,固然可一举消除 LED的供应不足,但也有可能由于生产过剩而导致供过于求。

  Display Search的调查显示,三星LED公司生产的LED背照灯用蓝色LED芯片的产能,2009年为4亿6700万个/月,而2010年将达到13亿 3300万个/月(年产能约为160亿个)。2009年该公司导入的MOCVD装置(蓝色LED的GaN类半导体形成装置)远远超过100台,如果装置全部运转,预计月产将达到20亿个芯片左右。

  另外,Display Search还预测,日亚化学工业通过强化产能,2010年蓝色LED芯片的产能将从2009年的15亿3300万个/月扩大至30亿6700万个/月。此外,与日亚化学工业合作的台湾光磊科技(OptoTech)通过强化生产,也将使2010年的月产能由2009年的13亿3300万个增加2倍以上达到 30亿个。其他厂商也在强化蓝色LED芯片的产能,因此业界整体的设备投资将超过Display Search估算的2010年LED芯片需求(1000亿枚芯片)。

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