20世紀中葉出現(xiàn)在市場上的第一批led發(fā)光二極管，經(jīng)過近50年歷程，技術(shù)上已經(jīng)取得長足的進步。發(fā)光效率達到每瓦15流明，光強達到燭光級，輻射顏色形成包括白色光的多元化色彩、壽命達數(shù)萬小時，成為光學光電子新興產(chǎn)業(yè)中極具影響的新 產(chǎn)品,在顯示技術(shù)領(lǐng)域中占有基特殊的舉足輕重的一席之地。我國現(xiàn)代電子工業(yè)正在進一步樹立發(fā)展規(guī)模市場經(jīng)濟的理念。在首選光子器件等５種新型電子元件發(fā)展規(guī)劃時，考慮以國民經(jīng)濟現(xiàn)代化和信息化為目標，實現(xiàn)產(chǎn)品專業(yè)化和擴大出口創(chuàng)匯能力，ＬＥＤ產(chǎn)業(yè)被選擇為光電子器件發(fā)展中的重點，同時認為它在產(chǎn)值、產(chǎn)量、規(guī)模效應(yīng)等諸方面應(yīng)占有其應(yīng)有的地位。雖然，目前ＬＥＤ在光電市場僅占有很小的份額但它的發(fā)展勢頭、其巨大的市場潛力不可低估，國內(nèi)外越來越多的企業(yè)參與這場競爭勢在必行。 為了更有利于我國參與這一競爭,尤其是面臨既將加入WTO的形勢,如何客觀地了解led光源研制狀和發(fā)展趨勢,充分剖析國際 市場各國參與ＬＥＤ光源市場競爭的動態(tài)，是我們決策的重要依據(jù)。為此特撰寫本文與有關(guān)人士商榷和探討，愿有助于我國ＬＥＤ光源產(chǎn)業(yè)的崛起和興旺。

led光源的研制成果

led原理是在半導體P-n結(jié)處流過正向電流時，能以高的轉(zhuǎn)換效率輻射出200-1550m范圍包括紫外、紅外和可見光譜，從而形成一個實用的發(fā)光元件。目前可見光（380-780nm）的led產(chǎn)量以90%的優(yōu)勢占主導地位。

LED以體積?。ㄗ钚H幾毫米）、壽命長（幾萬小時）、功耗低（mW）、可靠性高、響應(yīng)速度快（us級）、易與集成電路配用、可在低電位（幾伏電壓）下工作及易實現(xiàn)固體化，以及輻射光譜豐富、光效和亮度高等優(yōu)點，在照明和顯示領(lǐng)域引起人們的極大興趣和重視。要具體分析LED科研進展，我們可先回顧一下半導體工業(yè)的發(fā)展歷史。人們一般將Si、Ge稱為第一代電子材料，而將GaAs、InP、GaP、InAs、AlAs及其合金等稱為第二代電子材料，寬禁帶（Eg>2、3eV）半導體材料近年來發(fā)展十分迅速，成為第三代電子材料，主要包括SiC、ZnSe、金剛石和CaN等。寬禁帶半導體材料具有禁帶寬大,電子漂移飽和速度高介點常數(shù)小,導熱性能好等優(yōu)點,非常適于制作抗輻射、高頻、大功率和高密度集成電子器件；而利用其特有的禁帶寬度，還可制作藍、綠光和紫外光的發(fā)光器件和光探測器件。再寬禁帶半導體材料中，SiC和ZnSe在相當長的一段時間內(nèi)一直是研究和開發(fā)的重點，盡管SiC為間接帶隙材料,其藍色LEDs的發(fā)光亮度很低,但SiC藍光LEDs在CaN藍光LEDs實現(xiàn)商品化之前仍是唯一的商品化的藍光LEDs產(chǎn)品；而ZnSe材料由于可實現(xiàn)藍光LEDs（壽命約為幾個小時），更是世界各大公司和研究機構(gòu)的掌上明珠。

GaN材料由于受到?jīng)]有合適的單晶襯底材料、位錯密度太大、n性本底濃度太高和無法實現(xiàn)P型摻雜等問題的困擾,曾被沒有認為是一種希望的材料，因而發(fā)展十分緩慢。進入90年代之后，隨著材料生長和器件工藝水平的不斷發(fā)展和完善，GaN基器件的發(fā)展十分迅速，目前已成為寬帶隙半導體中一顆十分耀眼的新星。

首先是在藍、綠光發(fā)光器件領(lǐng)域取得重大突破。1989年，Nichia公司每年投入300多萬美元用于開發(fā)GaN基藍光LEDs,并很 快結(jié)出碩果。1991年Nichia公司Nakamura等人首先以藍寶石為襯底，研制成摻Mg的GaN同質(zhì)結(jié)藍光LEDs,1993年將藍光發(fā)光亮度提高到lcd1995年達到2cd，并于同年實現(xiàn)綠光LEDs商品化,其亮度達到6cd。1995年11月,在材料研究會(MRS)主辦的第一屆GaN及其關(guān)材料國際學術(shù)會議中， Nakamura展示了用于交通信號燈的LEDs，引起全世界的重視。1997年Nichia公司研制成功連續(xù)波工作壽命超過10000h的藍光LEDs，更引起全世界的關(guān)注。在電子器件領(lǐng)域，UCSB大學研制的GaN,MODFET的施主層厚度僅有20nm,減小了器件的輸入電容,使得0.2um柵長器件的fsubT達到50GHz,在10GHz工作下的功率密度為1.7W/mm器件性能超過用其他材料制作的HFET。南卡羅來納州大學等以SiC為襯底研制的HFET的跨導體為142mS/mm，室溫下的功率耗散為0、6MW/cm ，比以藍寶石為襯底的同類器件高3倍。

APA光學公司在1998年初推出世界上第一個商品化的GaN基UV探測器系列。與傳統(tǒng)Si探測器相比，GaN探測器在可見光范圍內(nèi)的工作要有效得多，且可在300度的高溫環(huán)境中工作。 隨著藍、綠光LEDs實現(xiàn)商品化，目前開發(fā)GaN器件的焦點更多的集中在實現(xiàn)藍光LEDs上。世界各大公司和研究機構(gòu)都投巨 資加入到GaN藍光LEDs的開發(fā)中，力爭最遲到2000年實現(xiàn)藍光LEDs商品化。

隨著國內(nèi)外半導體工業(yè)的發(fā)展和開拓，新工藝、新技術(shù)伴隨著發(fā)光機制理論的進展也不斷取得新成就，各種顏色的超高亮度 （20ma、法向光強1000mcd）LED取得突破性進展，并迅速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。LED光效較初始產(chǎn)品提高1000倍、達到50lm/W,光色已實現(xiàn)可見光波段的所有顏色,包括白色LED光源的研究已獲得可喜的成果和優(yōu)異的性能，引起科技界和產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注，被認為是21世紀最有價值的新光源。

led照明光源的應(yīng)用前景

近年來LED在高亮度化和多色化方面取得了突出進展，使人們