LED照明、背光源

在国家“十一五”科技发展规划“十五”期间国家发展LED产业的主要任务是通过建设半导体照明特色产业基地和示范工程，建立半导体照明技术标准体系和知识产权联盟，尽快形成我国半导体照明新兴产业，国家科技部已把“国家半导体照明工程”列入“十一五”科技发展规划，作为一项重点工作来抓。和国家高新尖技术研发计划（863计划）的推动下，LED背光源市场需求迅猛增长，推动了LED整个行业的迅速发展。国外政府和企业科研组织在LED开发和应用方面，也给予了强有利的支持和鼓励。这是商家不应错过的绝好商机。

就现在的LED市场来看，主要是液晶显示器的背光源和照明， （一） 以LED为背光源的液晶显示器以其无与伦比的优点，必将逐步取代传统显示器，占领显示器市场：

（1）预测数据表明，传统CCFL最为重要的背光技术，2006-2009年间呈增长态势，但涨幅逐年趋缓，到2010年开始出现负增长，而LED未来将出现加速增长，复合年增长幅度达到了300%左右，到2009年以后，逐渐取代CCFL的统治地位，占据主要的市场份额；

(2)调查表明，近年全球LED背光源市场的营收到达60.8亿美元,在2011年之前,整个市场将会增长至106.8亿美元。其中,笔记本和液晶电视用LED背光源将成为重要的增长点，市场年复合增长率约15%，而整个中国LED产业产值将超过1500亿；

（3）韩国Displaybank发表了大尺寸液晶面板用发光二极管(LED)背照灯的全球市场预测，对象包括液晶显示器、笔记本电脑、液晶电视等。该公司预测到2007年，将达到约510万台，占整个背照灯市场的1.5%，2008年达到约1900万台和占市场的4.8%，2009年达到4210万台和9.6%，2010年将迅速增加到约6780万台和14.1%，2010年LED背照灯在金额上会达到45亿9900万美元，占总体的25.4%； 全球2003年大尺寸液晶显示器件总数约为1亿片，到了2005年超过2亿片，预计2007年该数量将进一步扩增至约3.3亿片,其中最主要的应用为电视机、笔记本/台式计算机所使用的液晶面板。“模组是将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的显示组件。”国家863计划LED背光源项目的担纲者、负责海信模组产业的技术带头人刘卫东博士介绍说，“简单的讲，模组就是我们通常所说的液晶显示屏或液晶面板”。根据Displaysearch预测，全球平板电视市场今年预计将达到8400多万台，2008年有望突破1亿台，其中液晶电视占据巨大的份额。由于显示屏占据了液晶电视60%-70%左右成本，如果掌握了上游模组技术，中国品牌对平板产品的成本控制能力将大大加强。

全球ＬＣＤ及背光源产业以亚洲为生产重心，２０００年ＬＣＤ生产值地区分布比例是：日本（６１％）、韩国（２４％）、台湾（９％）三地几乎包办全球产能。其次是大陆（３％）、欧洲（２％）北美（１％）。

海信“低成本动态LED光源系统开发”项目获得国家863计划支持，这是中国彩电企业首次承担国家863计划在该领域的项目；很多

研究机构都在拿“863”计划成果实施产业化，但有些国内“863”计划成果虽然在国内先进，但在国际上并不是一流，或者是国际先进，但单一项目实施产业化其规模不一定能做得大，受市场拖累，

由于传统CCFL背光源不符合环保要求，在2006年7月1日欧盟开始实施RoHS规定之后，要求对采用该背光源技术的彩电加收10美元的废旧电子产品回收费，这将导致目前的主流光源CCFL逐渐遭到停用，厂商们必须积极开发新一代环保光源，LED背光源是最佳选择；

国家科技部已把“国家半导体照明工程”列入“十五”科技发展规划，作为一项重点工作来抓

目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%，同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一。美国、日本等国家和台湾地区对LED照明效益进行了预测，美国55%白炽灯及55%的日光灯被LED取代，每年节省350亿美元电费，每年减少7.55亿吨二氧化碳排放量，7年后仅在美国，半导体照明就可

能形成一个500亿美元的大产业；日本100%白炽灯换成LED，

可减少1～2座核电厂发电量，每年节省10亿公升以上的原油消耗；

台湾地区25%白炽灯及100%的日光灯被白光LED取代，每年节省110亿度电。据估计，如果将全国三分之一的传统照明用LED替代，每年节省的用电量相当于一个三峡水电站。据国外权威机构预测，未来LED市场最大的领域就是一般照明市场，如果能够完全代替萤光灯的话，相信就可能有超过3,000亿美元以上的潜在市场规模。

专家预测2010年半导体照明将进入5%%普通照明市场，可以年节电500亿度。相当于可少建装机容量为220万千瓦的火力发电厂10座，可节省电力建设资金1000到1200亿元，扣除LED建设资金的投入，实际可为国家减少社会支出800到1000亿元。

据照明学会统计数据显示，1999年国内照明行业销售总额为450亿人民币，2000年达到550亿元，2001年突破680亿元，2002年高达800亿元，连续四年均以20％的速度迅猛递增。2004年，我国照明市场已经突破1100亿元。2005年的产值达到1300亿元。预计2006年、2007年，国内照明产品消费容量大约为1500亿元和1800亿元。潜力巨大的中国照明市场，不仅被国内商家看好，也为国外商家的竞争提供了阵地，随着发达国家产业结构的调整，一些劳动密集型产业大量转移到发展中国家，PHILIPS、GE、OSRAM等国际著名照明公司均在国内建厂，其他国外知名厂商也蓄意待进，这虽使国内企业增加了压力，但对推动行业进步起到了一定作用。专家分析，未来的5—10年，中国照明行业仍将保持平稳增长态势。

目前我国的照明年耗电量，约2000亿度至3000亿度，按0.8元/度计算，若全面普及LED照明，全国每年可节电1600亿度至2400

亿度，节省电费逾千亿元人民币；另据统计，2005年我国照明电气销售收入达445亿元人民币，出口创汇43亿美元，业内人士估计，3年内我国发光二极管产业的产值，可达30~40亿美元

2005年，厦门市光电子产业年总产值约90.62亿元，占厦门市高新技术产业总值的7.4%，其中LED产品直接销售收入为15亿元。根据厦门市“十一五”规划，预计五年后其产值将达到1000亿元人民币，将成为厦门支柱产业之一。

12月20日，市科技局和市电子行业协会在宁波金港大酒店联合组织召开了“宁波市„十一五‟半导体照明产业发展战略研究”课题专家论证会。市科技局局长郑瑜和市电子信息集团总经理李凌等有关领导出席了论证会。并委托国家半导体照明工程项目管理办公室、国家新材料行业生产力促进中心承担编写，宁波市电子行业协会协助。

美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”，欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下，2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。

在奥运会、世博会、一些城市夜景工程示范效应的带动以及国家半导体照明工程等众多有利因素的促进下，建筑照明市场依然前景广阔。

根据刚刚出台的《扬州市关于促进LED和太阳能光伏产业发展的实施意见》，到2010年，全市LED和太阳能光伏产业年销售收入将达400亿元以上，成为工业的支柱产业。，华夏光电研发的“低成本动态LED光源系统开发”项目被列入国家“863”计划，“大尺寸LCD

背光源的红光高亮度芯片开发及产业化”项目被列入省科技攻关计划，“蓝宝石晶棒”项目开工建设;顺大半导体“多晶硅”被列入国家高纯硅材料高技术产业化重大专项，进一步奠定了我市全国太阳能光伏产业的龙头地位;天保光伏生产的太阳能电池片转换效率已处于同行业领先地位。从今年至2010年，全市重点实施的LED和太阳能光伏项目有32项，总投资93亿元。

国内第一家把LED运用于国内汽车（奇瑞QQ6）前照灯上的厂商；还是国内第一家与目前国内研究LED最前沿的大学科研机构——复旦大学电光源研究所合作，正着力进行该项目的研发。去年11月成功申请为国家863项目的LED新课题研究。

科技部863计划重大科研课题“国家游泳中心半导体照明规模化系统集成技术研究”、北京市科委“LED在国家游泳中心建筑物景观照明上的应用研究”两项科研课题，取得了一系列的技术突破

根据市场调查公司Strategies Unlimited预测，全球高亮度LED市场，将会从2006年的40亿美元，以16.7%的年复合成长率至2011年增长到90亿美元，高亮度照明市场年增长率将高达44％。中国光学光电子协会统计数字显示，我国2006年LED器件封装市场为146亿元人民币，预计我国2008年应用市场规模将达540亿元，到2010年，中国半导体照明及相关产业产值将超过1000亿元的规模，其中高亮度芯片国内增长率将高达100％。

LED作为LCD的背光源，与传统背光技术相比，除了在色域范围的优势外，还有很多独特的优点，归纳为十个方面：

1）LED背光源有更好的色域。其色彩表现力强于CCFL背光源，可对显示色彩数量不足的液晶技术起到很好的弥补作用，色彩还原好；传统的液晶显示器通常采用冷阴极荧光灯（CCFL）作为光源，其覆盖的色域只有NTSC标准的70%左右。LED背光技术的出现彻底打破了液晶显示器色彩不足的问题，其色域达到了NTSC标准的105%。 2）LED的使用寿命可长达10万小时。即使每天连续使用10个小时，也可以连续用上27年，大大延长了液晶电视的使用寿命，可获得对等离子技术压倒性的优势；

3）亮度调整范围大。实现LED功率控制很容易，不像CCFL的最低亮度存在一个门槛。因此，无论在明亮的户外还是全黑的室内，用户都很容易把显示设备的亮度调整到最悦目的状态；

4）完美的运动图像。传统CCFL灯管的闪烁发光频率较低，表现动态场景可能产生画面跳动。LED背光可以灵活调整发光频率，而且频率大大高于CCFL，因此能完美地呈现运动画面；

5）CCFL背光需要逆變電路驅動，而且工作溫度較窄，為0~60度之間，而LED等其他的背光源都可達到-20~70之間。

6）响应时间：响应时间分上升时间从黑到白和下降时间白到

黑。常说的响应时间是指两者之和。响应时间太长，则快速运动的图像会显得模糊。目前大多数ＬＣＤ屏的响应时间为２５ｍｓ，少数高性能ＬＣＤ屏可达到１１ｍｓ。对液晶电视来说，只要响应时间低于１６ｍｓ图像质量就很理想；一般的液晶显示器的响应时间在20～30ms之间， 而LED响应时间是10—100ns

7）可以为大尺寸屏幕提供连续面阵光源。LED是一种平面状光源，最基本的发光单元是3～5mm边长的正方形封装后，极容易组合在一起成为既定面积的面光源，具有很好的亮度均匀性，如果作为液晶电视的背光源，所需的辅助光学组件可以做得非常简单，屏幕亮度均匀性更为出色；

8）安全节能。LED使用的是5～24V的低压电源，十分安全，供电模块的设计也颇为简单；LED与LCD的功耗比大约为10:1 9）环保。LED光源没有任何射线产生，也没有水银之类的有毒物质，可谓是绿色环保光源；

10）抗震。平面状结构让LED拥有稳固的内部结构，抗震性能很出色。

色温 频闪驱动 CCFL 固定 需要 LED 可变 不需要 上升/下降沿时间 寿命 功耗 厚度 灯/LED数量 色域

500毫秒 5万小时 110瓦 32.5毫米 16 72% 20纳秒 10万小时 415瓦 45毫米 455 105% 现在的LED照明技术对比

(1)光效率高：光谱几乎全部集中于可见光频率，效率可以达到80%-90%。而光效差不多的白炽灯可见光效率仅为10%-20%。

(2)光线质量高：由于光谱中没有紫外线和红外线，故没有热量，没有辐射，属于典型的绿色照明光源。

(3)能耗小：单体功率一般在0.05-1w，通过集群方式可以量体裁衣地满足不同的需要，浪费很少。以其作为光源，在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的1/8-10。

(4)寿命长：光通量衰减到70%的标准寿命是10万小时。一个半导体灯正常情况下可以使用50年，即使长命百岁的人，一生最多也就用2只灯。

(5)可靠耐用：没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，非正常报废

率很小，维护费用极为低廉。

(6)应用灵活：体积小，可以平面封装，易开发成轻薄短小的产品，做成点、线、面各种形式的具体应用产品。

(7)安全：单位工作电压大致在1.5-5v之间，工作电流在20-70mA之间。

(8)绿色环保：废弃物可回收，没有污染，不像荧光灯一样含有汞成分。

(9)响应时间短：

现在产品主要有草坪灯、地埋灯、轮廓灯、射灯、景观灯、车用灯等，其中LED和太阳能结合，衍生出一大类产品。

2010年LED灯泡将开始用于住宅与企业的通用照明。毫无疑问，通用照明的未来技术走向是LED。

但还有很多技术问题没有解决。所以想正式投入市场，还需要进一步研究开发。

平板电视模块几乎100%依赖进口，而LED背光模块技术代表着液晶背光源技术的发展方向，中国品牌缺乏核心技术上的重大突破，故积极希望彻底摆脱被动局面。

专利说明：

经过多年的实践经验积累，加上潜心的钻研，本人设计出一种新

型高亮度平面背光源液晶显示器，并申请了专利。本实用新型是一种高亮度平面背光源液晶显示器，属于液晶显示器显示功能优化装置，尤其涉及液晶显示器背景光源光线的均匀扩散装置。

数字信息化时代的到来，给数字信号显示器生产企业带来了无限商机。由于液晶显示器（LCD）与晶体管显示器（CRT）相比有工作电压低、能耗少；低闪烁度、低X射线辐射及轻薄、平板化等优点，因此在电视、电脑、手机、相机、仪器仪表、宣传广告等各行各业使用的数字信息显示器具产品中得到广泛的应用。为了使液晶显示器显示的影像更加清晰、明亮，目前普遍采用日光灯管或卤素灯管作为液晶显示器的增强背光源。但是这种背光源光线扩散不均匀，依然存在轻度闪烁、图像质量有待进一步提高；对于较大型、大型液晶显示器亮度不足；稳定性差、故障率高、维修更换困难、寿命短；日光灯管采用的汞会污染环境，卤素灯管耗电高、散热多、价格昂贵且损坏率高。一种高亮度、无闪烁；使用寿命长、维修方便；制造成本低又有益环境保护的液晶显示器是人们所渴望的。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种高亮度、无闪烁；使用寿命长、维修方便；制造成本低、有益环境保护的理想的高亮度平面背光源液晶显示器。

从而为液晶显示器的用户提供了一种高亮度、无闪烁；使用寿命长、维修方便；制造成本低、有益环境保护的理想的高亮度平面背光源液晶显示器。

五 结束语