新型LED显示器件有功耗低、亮度高、寿命长、尺寸小等优点，本文从LED显示器件的发展简史开始，探讨了表面贴装LED、汽车应用中的LED和照明用LED的发展趋势，对于从事显示器件开发的中国工程师有一定参考价值。

    我们可以把视频监控技术分为几种模式，但实际上这些模式并没有本质的差别，因为它们都是用人来观察图像。智能化视频监控的真正含义是：系统能够机器分析（自动理解）图象并进行处理。安防的其它技术也是如此。我看过这样一篇文章，作者提出了视频监控正在“从经典走向现代”的观点，并指出完成这一转变的主要标志之一是系统从目视解释（视读）走向机器解释（机读），而这正是需要实现的目标。

    视频监控技术网络化、智能化的基础是数字化。而智能化是“三化”的最高境界。系统由目视解释转变为自动解释是视频监控技术的飞跃，是安防技术发展的必然，但解释（机读）什么，是当前要认真探讨的问题。安装摄像机得到图象已经很方便、但通过图象输出得到有价值的信息却是很困难的。目前广泛应用在银行、仓库等部门的摄像机监控通常只是用于事后的取证，它损失了图象的基本价值（一个动态的、实时的媒质），就如同把直播变成录像一样。而这种应用与人们对视频系统真正需求是有差距的。安全迫切需要是能够连续地监控，并及时告警事件（盗窃、破坏、入侵）可能发生或正在进行，预测一个趋势，提醒管理人员事态的发展到了限定的界线。以便及时地阻止事件的发生或产生更严重的后果。视频监控具有早期探测（预警）功能的特征是在事发前能够识别和判断出可疑的行为，视频监控技术人员应当把它作为重要的研究方向。

     80年代早期的重大技术突破是开发出了AlGaAs LED，它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。这一技术进步使LED能够应用于室外运动信息发布以及汽车中央高位安装停止灯(CHMSL)设备。1990年，业界又开发出了能够提供相当于最好的红色器件性能的AlInGaP技术，这比当时标准的GaAsP器件性能要高出10倍。

     今天，最亮的材料应是透明基底AlInGaP。在1991年至2001年期间，材料技术、裸片尺寸和外形方面的进一步发展使商用化LED的光通量提高了将近20倍。

     对高强度蓝光LED的不断研发产生了好几代亮度越来越高的器件。在1990年左右推出的基于碳化硅(SiC)裸片材料的LED效率大约是0.04流明/瓦，发出的光强度很少有超过15毫堪(millicandel)的。90年代中期的技术突破实现了第一个基于GaN的实用LED。现在还有许多公司在用不同的基底如蓝宝石和SiC生产GaN LED，这些LED能够发出绿光、蓝光或紫罗兰等颜色。高亮蓝色LED的发明使真彩广告显示屏的实现成为可能，这样的显示屏能够显示真彩、全运动的视频图像。

     蓝光LED的出现使人们还能利用倒行转换的磷光材料将较高能量的蓝光部分地转换成其它颜色。将蓝光与转换磷的黄光整合在一起就能得到白光，而整合适当数量的蓝光与红橙磷(reddish orange phospher)则可以产生略带桃色或紫色的色彩。现在仅用LED光源就能完全覆盖CIE色度曲线中的所有饱和颜色，并且各种颜色LED与磷的有机整合几乎能够毫无限制地产生任何颜色。

     在可靠性方面，LED的半衰期(即光输出量减少到最初值一半的时间)大概是1万到10万小时。相反，小型指示型白炽灯的半衰期(此处的半衰期指的是有一半数量的灯失效的时间)典型值是10万到数千小时不等，具体时间取决于灯的额定工作电流。

     表面贴装LED

     为了利用自动化组装技术降低制造成本，从20世纪80年代开始业界逐渐推广使用表面贴装器件(SMT)，90年代这一技术得到了进一步强化。最初的SMT LED作为低功率器件被主要用于指示设备和手机键盘的照明，后来又开发出大功率的SMT器件用于汽车面板照明、刹车灯，并扩展用于专业和一般的照明设备。

     SMT是蜂窝/PCS电话机的主要技术要求，现在看来这一市场仍具有极大的发展潜力。2001年全球手机的制造量大约有3.8亿部，据预测今年的制造量将上升到4.3亿部，到2005年将达到5.2亿部。一部手机平均要使用10个表贴型LED，也即意味着仅手机市场对LED的需求就达到了40亿个。

     手机功能的不断升级也进一步刺激了对更高性能LED的需求。确切说，手机设计人员需要多种多样的LED，包括更高亮度的单色LED器件、真彩LCD显示屏(特别是第2.5代和第3代手机的LCD)背景光源用的白色LED以及实现产品差异化所需的蓝色和紫罗兰色等特殊色LED。同时，由于手机的复杂度越来越高，体积也越来越小，有更多的用户对LED提出了更薄更小外形包装的要求。

     特别是越来越多的人希望高性能LED能提供“芯片LED”的表贴封装，即工业标准的1.6×0.8mm外形尺寸。

     话机制造商要求对LED的颜色与强度进行分类，以确保背景光源设备能与用户需求取得高度一致。这样做能使LED非常适合用于背景光源设备，即LCD、按键、前面板、符号与键盘背景照明等，因为这些设备上颜色与光强度的和谐统一非常重要。

     汽车应用中的LED

     在汽车内外，照明设备中用得最多的还是白炽灯，但设计师与汽车制造商正在逐渐采纳LED，开始时LED可能只用于豪华型汽车，但慢慢会过渡到大多数汽车上。LED的最大卖点之一是具有很长的平均无故障工作时间(MTBF)，LED照明器件的使用寿命一般都要超过汽车本身的寿命。

     有很多种LED产品，其封装和器件适合仪表板、空调、收音机和电子开关等汽车内部照明设备使用。例如那些SMT器件就非常适合汽车仪表板使用。多用途的3mm和5mm注塑灯仍是汽车内部照明设备和外部照明设备的候选产品，目前这些器件已被广泛应用于中央高位安装停止灯(CHMSL)设备中。

     对内部和外部照明设备来说，LED汽车灯装置与白炽灯装置的热设计有很大不同。这是因为白炽灯会产生相当大的热量，而白炽灯泡能承受这样的高温环境。LED灯阵列所产生的热量一般要比白炽灯少，但LED灯的最大内部温度必须保持在推荐的上限范围以内才能保持LED的可靠工作，如果超出LED灯的最高结温，就可能由于环氧材料的膨胀而导致导线粘结剂或被抬高的LED裸片发生突发性故障。在湿度比较高的热循环或加强型热循环环境中，这些故障会显得尤其突出。

     LED灯的最大内部结温受限于环氧封装材料的热膨胀特性。与汽车白炽信号灯设计相比，由于存在最大结温的限制，LED汽车信号灯设计必须认真考虑热设计问题。

     用于照明的LED

     传统LED灯中使用的芯片是0.25×0.25mm大小，而照明用的LED一般都要在1.0× 1.0mm以上。专注于结构化裸片成型的设计工作-台式结构、倒金字塔结构和倒装芯片设计能够改善LED的发光效率，从而使芯片发出更多的光。

     封装设计方面的革新包括将高传导率的金属块用作基底、倒装芯片设计和裸盘浇铸式引线框等，这些方法都能设计出可高功率、低热阻的器件，而且这些器件能比以前的器件照度更大。

     目前一个典型的高光通量LED器件能够产生几流明到数十流明的光通量。更新的设计可以在一个器件中集成更多的LED，或者在单个组装件中安装多个器件，从而使输出的流明数相当于小型白炽灯。例如，一个高功率的12芯片单色LED器件能够输出200流明的光能量，所消耗的功率在10到15瓦之间。

     LED已经被广泛应用于各种照明设备中，如电池供电的闪光灯、微型声控灯、安全照明灯、室内室外道路和楼梯照明灯以及建筑物与标记连续照明灯。