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1、LED显示屏产品可行性初步分析1LED显示屏产品的简介将LED模块或集束管按照实际需要大小拼装排列成矩阵，配以专用显示控制电路、直流稳压电源、软件、 框架及外装饰等，即构成一台LED显示屏系统。通常从结构上将LED屏系统分为LED屏和控制系统两部分，控制系统完成上层数据与信号的接收，形成扫描控制信号，输出给LED屏的显示驱动电路，驱动电路按扫描控制信号驱动各LED发光。LED显示屏系统是超高亮度LED应用的一个巨大市场，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的：亮度高、工作电压低、功耗小
2、、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。LED显示屏主要从使用环境、显示颜色、显示性能和LED单点直径进行分类，附2中有较权威的分类。考虑到公司研制和生产的技术与资金的投入量与风险，本文采用传统的分类方式将LED屏系统分为图文显示屏、图像显示屏和视频显示屏三大类，图文显示屏可显示的颜色没有灰度级的变化，可显示汉字、英文文本和图形，属技术含量较低的低端产品；图像显示屏可支持图像的灰度级显示，目前国内较为成熟的已可做到256级灰度显示，其与视频显示屏的区别主要是刷新速率较低，属于中档产品；视频显示屏采用微型计算机进行控制，以信息传播方式播放各种信息，还可显示动画、录像、电视、VCD节目以及现场实
3、况等。目前市面三类产品的技术均较成熟，已被大量应用。LED显示屏按颜色基色可以分为3类：单基色显示屏:单一颜色（红色或绿色）。 双基色显示屏：红和绿双基色，256级灰度(指图像屏，图文屏不支持,下同)、可以显示65536种颜色。 全彩色显示屏：红、绿、蓝三基色，256级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜色。 按使用场合分为室内屏和室外屏：室内屏：发光点较小，一般3mm8mm，显示面积一般几十几平方米。 l 室外屏：发光点较大，一般10mm、12mm、16mm、19mm、21mm、26mm，将一组红、绿、蓝发光二极管封在一个塑料筒内发光，面积一般几几百平方米，亮度高，可在阳光下工作，具有
4、防风、防雨、防水功能。 国内通常将LED显示屏分为同步屏和异步屏两大类，同步屏通过DVI接口与控制计算机同屏显示，其主要优点是便于构建系统和便于用户变更显示内容，其主要缺点是每块屏需占用一台计算机，但由于个人计算机操作使用简单、显示软件丰富、价格相对较低，而且市面已出现可用于室外环境的个人计算机控制盒，在“大屏系统”（面积较大的显示屏，下同）中基本采用同步屏。异步频通过串行口(232、422、485)或网络与远程控制计算机相连，由远程控制计算机发送显示数据和控制显示，异步屏的使用需根据通信协议和显示内容编制相应程序，系统构建较为复杂，用户使用和维护需进行专门培训，不便变更显示内容，但对于“小屏
5、系统”(面积较小的显示屏，下同)便于控制成本实行集散控制，应用较广。通常对于类似机场、车站等显示屏较多、大小与信息量要求不一的显示系统两类屏均有采用。2 LED显示屏产品的技术发展方向和动向2.1 高端大屏产品为未来发展主要方向随着大面积LED屏的技术日益成熟和用户需求的不断提高，特别是在目前缺少有力的竞争技术和产品的情况下， LED屏为大面积信息显示的首选产品。中国光学光电子行业协会LED显示应用分会对其中113家企业2006年度的LED显示屏和其他显示应用产品销售情况进行统计，该113家企业2006度的销售总额为42.1 亿元人民币，其中LED显示大屏幕产品的销售额为38.3亿元人民币，占
6、91%，其他LED显示应用产品的销售额为3.8亿元人民币，占9%，产品出口额为6.0 亿元人民币，占14%。面对LED市场的价格竞争，许多有实力、有技术的商家直接定位高端产品。争夺LED显示屏市场主要靠技术和价格，由于低端产品技术较为成熟，生产厂家众多，利润率较低，市场竞争激烈，更多地属劳动密集型产品，有实力的商家将以品牌和质量力推高端产品。2.2 高亮度、高可靠性、均匀性、全色化是主要发展技术虽然有报道LED亮度已达100lm/W甚至更高，但目前国内外使用的成熟的LED屏产品的亮度仅达到40lm/W，输入LED的电力只有不足20%转化为光能，其余的80%则转化为热能。受LED需工作在60以下
7、、密集使用散热难度大、室外使用等因素的影响,通过提高LED密集度和加大LED电流的方法以提高LED屏亮度的方法并不可取，因此LED屏亮度的提高主要是取决于LED发光效率的提高。国内大量工程使用进口LED屏，其主要原因就是国产屏的质量仍有待提高，主要表现在可靠性低和均匀性差两方面，可靠性严重影响产品形象，均匀性从来就是任何一类显示屏的主攻技术。与全面所说的高端产品一致，全彩色，包括256级甚至更高的灰度级要求，能给观众更好的视觉感受，色彩饱度和画面层次性的提高不仅取决于LED屏的质量，也取决于显示控制技术。3 LED显示屏产品市场动态3.1 技术基本成熟LED显示屏曾一直受到LED本身性能和颜色
8、的限制,目前，超高亮度AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaNLED已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种颜 色，可完全满足实现全色大屏幕显示的要求。LED显示屏可按像素尺寸装配成各种结构，用InGaN(480nm)蓝、 InGaN(515nm)绿和ALGaAS(637nm)红LED灯作为LED显示的三基色，可以提供逼真的全色性能，与国际电视系统委员会(NTSC)规定的电视颜色范围基本相符。制约LED应用的主要技术是LED亮度和散热。从1965年第一个商业化的LED开始起算，40多年的发展中，LED界的 Moore（摩尔）定律(Haitz)表明：LED亮度约每1824个月可提升一倍，特别是近
9、10年内，亮度提升20倍，而成本降低到1/10，高亮LED的出现，造就了LED屏产业。2005年我国启动了国家半导体照明工程，两年多时间内取得了一系列技术创新与产业化方面的突破。首先，在功率型高亮度发光二极管芯片关键技术方面，实现了功率型芯片的从无到有，改变了芯片全部依赖进口的不利局面，国产芯片目前占到国内市场37%的份额。其次，功率型白光封装也取得较大突破，基本达到国际产业化水平的40lm。LED显示屏的技术范围包括半导体光电器件技术、电子电路技术、集成电路技术、信息图像处理技术、信息传输技术、计算机网络技术以及电子产品制造和电子产品安装工程相关技术。LED屏散热依靠PCB及框架设计、显示控
10、制方式等。目前我国的LED屏显示控制技术居国际领先地位,我国大陆生产的LED屏占全球产量的80%,LED封装和LED屏的生产造就了一批年销售额超亿元的企业。3.2 LED显示屏方面的标准体系日臻完善在我国LED产业的发展中，产品的规范和标准化较早就受到重视并取得了积极的成果：l 电子部1998年1月发布实施了LED显示屏通用规范(参见附2)；l 1998年初成立的LED显示屏专业委员会，在引导规范行业发展、开展光电器件与LED显示屏产品技术及检测标准交流协调等方面积极开展工作；l 2003年，成立了国家半导体照明工程协调领导小组，LED显示屏测试方法(参见附3)作为信息产业部行业标准正式发布，
11、并对原电子部1998年1月发布实施的LED显示屏通用规范修改后重新发布； l 交通部、公安部、铁道部、国家体育总局等应用部门，根据具体行业使用中对LED显示屏的不同要求，近年也相继制订和推出了相关的LED显示类产品标准。3.3 近几年为黄金期LED显示屏在北京奥运会、上海世博会召开以及国家对环保问题的重视等多种利好因素的影响下，近几年已得到快速增长，市场规模可观。LED显示屏与景观照明、LCD背光源成为LED应用的明星市场，受到北京、上海等活动举办城市LED样板工程的影响，二、三级城市相继出台了各种形象工程。除了传统的银行、证券和交通等行业日益扩大和依赖LED屏显示发布信息外，随着奥运会、世博
12、会的召开，各比赛和展览场馆对于LED显示屏的需求量出现增长。各重大活动的召开必然会吸引大规模游客的到来，为了方便游客各重要地区已经和正在将建立一批信息显示屏，刺激着LED显示屏市场的发展。如:2007年底仅康佳视讯公司签下的北京“摩根大厦”项目, 8块LED总面积超过 3400的全彩LED显示屏，仅显示屏一项的材料价就超过4000万,类似见诸报道的受奥运刺激产生的大型工程还有北京市朝阳区三环路的京信大厦758LED显示屏，江西150LED显示屏等。3.4上下游市场发展形势乐观目前的国内外政策，使得LED屏的上游供货充足，也使得下游市场广阔。虽然因技术问题国内的LED晶片和外延片生产不够，但进口
13、晶片和外延片然后封装生产LED的技术和能力很强。LED完整产业链分为LED外延片,LED芯片, LED封装,LED应用。估计到2010年，整个中国LED产业产值将超过1500亿元，其中LED外延片跟LED芯片大概占行业70%的利润，LED封装占10%20%，LED应用占10%20%，08年LED产业市场将达到 68亿美元（美国市场研究公司Communications Industry Researchers(CIR)预测），平均每年增长20%30%，随着LED应用范围的增加，这一数据有不断增加的趋势。包括LED显示屏的LED应用将达150300亿元人民币，权威部门预计到2010年中国的高亮度L
14、ED显示屏市场将增长到120亿元人民币。LED屏系统属于整个产业链中的下游产业：LED应用，虽然受上游和中游产能影响，但由于国内外各种政策面利好因素，一再使上游和中游得到发展。环保和节能使国内外的LED晶片质量、发光强度和生产能力不断提升。欧美、日本、台湾等国家和地区本着节能的目标，相继出台政策，拟取消白炽灯和荧光灯的使用，全面采用LED照明，极大地剌激了LED晶片的生产。我国LED所需的上游芯片，虽然主要(70%)从海外进口,但行家分析海外的发展规模不至于与国内争夺原料。另外，我国具有丰富的有色金属资源，镓、铟储量丰富，占世界储量的70%80%，我国发展LED产业具有资源上的优势，LED晶片
15、生产缺少的只是技术。国家在近两年已花大力气推动LED芯片的自主生产能力。科技部已批准上海、大连、南昌、厦门、深圳5地作为LED产业化基地，按这5大产业基地预计目标。目前国家已经投入了超过2万亿元人民币对全国高速公路上的照明设施进行改造，拟全部采用LED照明，受类似国家政策的影响，国内已有大量厂家投资LED晶片的研发和生产，虽然目前只能满足国内市场的37%，且质量较低，但毕竟只有两年时间，而且在国内外政策和利润的双重作用下，必将保证LED晶片供应。LED屏生产所需的芯片生产厂家众多，选择余地很大，LED显示屏广泛使用的驱动电路是基于通用型集成电路来设计的，原理比较简单，价格便宜，产品的技术开放性
16、比较强。以最常用的图文屏可选的一组芯片为例，主要有:74LS373、74LS138、74LS245、74LS595、74LS165及任意的一种单片机。 LED显示屏专用的IC在国内外一直受到关注，近年，国内外的IC制造商相继推出一些用于 LED显示的专用IC驱动芯片，如TI公司推出的LED Driver等，这类芯片对原来通用驱动IC的集成度进行了提高，使显示屏的驱动电路设计简捷方便，功能上也有所提高。3.5 厂家众多、竞争激烈，销售超亿元的大型企业众多我国已经初步形成从外延片生产、芯片制备、器件封装集成应用的比较完整的产业链，现在全国从事半导体LED器件及照明系统生产的规模以上的企业有400多家，产品封装在国际市场上已占有一定的份额，技术与国际先进水平接近。据国家新材料行业生产力促进中心提供的资料，目前，我国LED上游生产企业
