LED背光

概述

近年來，背光源發(fā)展很快，不斷有新技術(shù)、新產(chǎn)品推出，LED背光逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化，有了一定的規(guī)模，相比CCFL，LED有著明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，LED背光依然存在需要改進(jìn)之處，國內(nèi)的上游配套工廠上跟不上國際形勢(shì)，技術(shù)交流與互動(dòng)改進(jìn)及試樣產(chǎn)品的應(yīng)用推廣等是LED進(jìn)入大尺寸液晶背光領(lǐng)域的最大障礙，作為液晶產(chǎn)品中重要配件之一的背光源，近年來發(fā)展很快，不斷有新技術(shù)、新產(chǎn)品推出。其中LED(發(fā)光二極管)背光市場(chǎng)份額在逐漸增加。在筆記本、顯示器及電視機(jī)等產(chǎn)品中，原來一直在使用CCFL(冷陰極熒光燈)背光源，從2008年開始，筆記本和顯示器產(chǎn)品中LED背光的使用不斷擴(kuò)大。有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，2009年第一季度，LED背光的出貨量是2008年同期的8倍。同時(shí)在CCFL一統(tǒng)天下的液晶電視領(lǐng)域，隨著海信推出第一款LED背光電視，國內(nèi)市場(chǎng)上LED背光電視產(chǎn)品也如雨后春筍般出現(xiàn)在市場(chǎng)中。

背光定義

背光的漢字解釋是“光直接照射不到”或者“躲避光線的直接照射”。在電子工業(yè)中，背光是一種照明的形式，常被用于LCD顯示上。背光式和前光式不同之處在于背光是從側(cè)邊或是背后照射，而前光顧名思義則從前方照射。他們被用來增加在低光源環(huán)境中的照明度和電腦顯示器、液晶螢?zāi)簧系?span id="skxkkqs" class='hrefStyle'>亮度，以和CRT顯示類似的方式產(chǎn)生出光。其光源可能是白熾燈泡、電光面板(ELP)、發(fā)光二極管(LED)、冷陰極管(CCFL)等。電光面板提供整個(gè)表面均勻的光，而其他的背光模組則使用散光器從不均勻的光源中來提供均勻的光線。背光可以是任何一種顏色，單色液晶通常有黃、綠、藍(lán)、白等背光。而彩色顯示采用白色白光，因其涵蓋最多色光。LED背光被用在小巧、廉價(jià)的LCD面板上。他的光通常是有顏色的，雖然白色背光已經(jīng)愈來愈普遍了。電光面板經(jīng)常被使用在大型顯示上，這時(shí)均勻的背光是很重要的。電光面板需要經(jīng)由高壓的交流電來驅(qū)動(dòng)，這部份由反用換流器回路來提供。冷陰極管被用在像是電腦顯示器上，顏色上通常是白色的，這同樣也需要反用換流器和散光器。白熾背光則在需要高亮度時(shí)被使用，但是其缺點(diǎn)則是白熾燈泡的壽命相當(dāng)有限，而且會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)多的熱量。LED背光可增進(jìn)LCD顯示的色彩表現(xiàn)。LED光是經(jīng)由三個(gè)各別的LED所產(chǎn)生出來，提供相當(dāng)吻合LCD像點(diǎn)濾色器自身的色光譜。

LED對(duì)CCFL造成威脅

自2008年以來，LED背光逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化，市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大。從開始應(yīng)用于筆記本電腦，到現(xiàn)在應(yīng)用于顯示器、液晶電視,LED背光產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),市場(chǎng)占有率不斷增加。京東方科技集團(tuán)中心研究院副院長王剛認(rèn)為，相對(duì)于CCFL背光來說，LED背光有很多的優(yōu)勢(shì)，特別是其在環(huán)保方面有重要意義，所以，伴隨著成本的降低、市場(chǎng)的擴(kuò)大，LED背光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)CCFL背光的影響很大，CCFL有可能最終被LED取代而退出市場(chǎng)。3M(中國)光學(xué)部大屏業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理堵光磊在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，LED技術(shù)的成熟和普及會(huì)成為液晶行業(yè)成長的新驅(qū)動(dòng)力。“從消費(fèi)者層面來看將會(huì)創(chuàng)造液晶顯示新的賣點(diǎn)和應(yīng)用，從而拉動(dòng)消費(fèi)需求；從生產(chǎn)者層面來看則會(huì)促進(jìn)配合LED進(jìn)行的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而繼續(xù)吸引人才和資金投入。”堵光磊認(rèn)為。LED和冷陰極燈管相比，優(yōu)勢(shì)是多方面的。首先是節(jié)能，冷陰極燈管的光電效率在60lm/W左右，而當(dāng)前商業(yè)化的LED效率已經(jīng)達(dá)到這一數(shù)值的兩倍，在實(shí)驗(yàn)室中的樣品更可以再翻番。其次，LED將會(huì)帶來背光源機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的巨大變化。因?yàn)長ED體積小且出光方向性好，可以大幅度減小傳統(tǒng)背光源中導(dǎo)光板的厚度，甚至可以不用導(dǎo)光板。另外，冷陰極燈管中的汞是成本高且對(duì)環(huán)境危害很大的一種物質(zhì)。從環(huán)保的角度看，LED逐漸替代冷陰極燈管也將是一個(gè)必然的結(jié)果。LED的應(yīng)用可能會(huì)給背光帶來顛覆性的變化。“3M早在5年前就開始著手利用公司核心技術(shù)平臺(tái)，開發(fā)可以充分發(fā)揮LED特點(diǎn)的光學(xué)和機(jī)械系統(tǒng)。LED給液晶顯示帶來的變化才剛剛開始，隨后的發(fā)展我們將拭目以待。”堵光磊表示。LED背光源尚有不足 雖然LED背光優(yōu)勢(shì)明顯，但依然存在需要改進(jìn)之處。深圳帝光電子有限公司技術(shù)總監(jiān)、教授級(jí)高級(jí)工程師蘇遵惠認(rèn)為，LED的制造和封裝技術(shù)，特別是大尺寸背光源相對(duì)CCFL還不夠成熟,表現(xiàn)在LED制造廠商對(duì)用于背光源的LED的技術(shù)要求還不十分明確，特別是國內(nèi)廠商。從封裝方面看，現(xiàn)在LED封裝更適用于照明，而不太適應(yīng)背光源對(duì)混光距離的要求。“商品化LED仍然存在發(fā)光效率不高的問題，色域與光效的矛盾，必須有所突破,同時(shí)LED的價(jià)格還較高。”蘇遵惠強(qiáng)調(diào)。CCFL背光一直處于背光源的主導(dǎo)位置。王剛表示，從中等尺寸的顯示產(chǎn)品如筆記本、顯示器，到大尺寸產(chǎn)品如液晶電視，CCFL背光源一直是背光源產(chǎn)品中份額最大的。“目前，在大尺寸背光方面，CCFL背光因?yàn)槠漭^低的成本和成熟的技術(shù)，占據(jù)了大部分的市場(chǎng)。同時(shí)，各大廠商也在CCFL背光中加入了新技術(shù)，給其增添了活力，如掃描背光、動(dòng)態(tài)背光等。新技術(shù)的加入，改善了液晶顯示的質(zhì)量，降低了功耗。”王剛表示。安徽穩(wěn)潤光電有限公司總經(jīng)理陳和生也認(rèn)為，大尺寸背光目前的主流技術(shù)和產(chǎn)品依然是CCFL。LED應(yīng)用目前在光效、成本、熱源等方面都還存在推廣障礙。王剛表示，雖然LED背光發(fā)展前景看好，但LED光源技術(shù)現(xiàn)階段還稱不上完美。包括成本、光效率、亮度均勻性控制等難題尚需技術(shù)層面的改進(jìn)。王剛認(rèn)為，LED為點(diǎn)光源性質(zhì)，不同于線光源的CCFL。應(yīng)用于背光的LED，需要在光均性的處理上特別講究。為講求光均性，每顆LED的發(fā)光亮度特性，在挑選上也要求一致性。此外，若有某顆LED的壽命先行告終，就會(huì)影響光均性，所以必須確保所有的LED都具備長壽功能。如此嚴(yán)格的挑選，便使得LED背光的成本攀升。但是，LED技術(shù)良好的發(fā)展?jié)摿κ沟脴I(yè)界不遺余力的設(shè)法克服上述問題。隨著LED光源技術(shù)的不斷提升，已經(jīng)有越來越多的液晶顯示產(chǎn)品采用LED技術(shù)。

上下游配合分食市場(chǎng)“蛋糕”

目前國內(nèi)液晶上游配套的工廠不是非常多，假如建立新的液晶生產(chǎn)線，就必須建設(shè)新的上游配套工廠，以保證貨源，降低成本。王剛認(rèn)為，對(duì)國內(nèi)的上游配套工廠來說，基本上還是以生產(chǎn)加工為主，并不能緊跟國際形勢(shì)，開發(fā)新技術(shù)。像目前比較流行的超薄背光技術(shù)、動(dòng)態(tài)背光技術(shù)，國內(nèi)背光源廠幾乎沒有新產(chǎn)品推出，而使用這些新技術(shù)的新產(chǎn)品，在國內(nèi)、國際各大展會(huì)上已經(jīng)多次被國際大公司(三星、LG等)展示過。蘇遵惠認(rèn)為，國內(nèi)液晶面板制造企業(yè)應(yīng)著力進(jìn)行提升液晶透光率的研究，從源頭上降低能源消耗。LED研發(fā)機(jī)構(gòu)和制造企業(yè)應(yīng)努力提升LED的發(fā)光效率，縮小與世界先進(jìn)水平的差距，盡快趕上世界水平。否則，LED背光源看來是很大的“蛋糕”，而國內(nèi)LED制造商卻可望而不可即。“LED參數(shù)的分檔，紅、綠、藍(lán)合成白光的封裝要求，要與背光源設(shè)計(jì)制造企業(yè)配合，否則即使光效上去了，也拿不到這塊碩大的蛋糕。”蘇遵惠強(qiáng)調(diào)。陳和生表示，國內(nèi)假如不盡快在電視機(jī)企業(yè)、背光板企業(yè)、LED光源企業(yè)之間形成技術(shù)和應(yīng)用上的互動(dòng)進(jìn)而盡快形成自身的產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系，則在這項(xiàng)技術(shù)及市場(chǎng)上又將遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本和韓國，甚至?xí)僖淮蚊媾R繳納巨額專利費(fèi)的困境。“液晶電視的LED背光源技術(shù)，對(duì)應(yīng)用企業(yè)而言需要盡快解決對(duì)LED的發(fā)展與特點(diǎn)熟悉還不夠完全的問題，當(dāng)前在一定程度上需要不計(jì)成本地推進(jìn)應(yīng)用進(jìn)程，而且還需要向上游整合，加大對(duì)基礎(chǔ)材料如芯片、封裝件的重點(diǎn)定向投入。而從國內(nèi)現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，這項(xiàng)工作需要政府、行業(yè)協(xié)會(huì)及優(yōu)勢(shì)整機(jī)企業(yè)的共同推進(jìn)和引導(dǎo)。”陳和生建議。作為LED企業(yè)，進(jìn)入大尺寸液晶背光領(lǐng)域的最大障礙，陳和生認(rèn)為主要在技術(shù)交流與互動(dòng)改進(jìn)及試樣產(chǎn)品的應(yīng)用推廣等方面，目前都不太輕易得到整機(jī)廠家及背光應(yīng)用企業(yè)的積極參與與配合。針對(duì)國內(nèi)背光源的發(fā)展，王剛建議，應(yīng)該以技術(shù)開發(fā)為主，緊跟國際形勢(shì)，猜測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)新產(chǎn)品、新技術(shù)提前做好技術(shù)開發(fā)和儲(chǔ)備工作。在一定程度上，引領(lǐng)技術(shù)的發(fā)展。不要作技術(shù)的跟隨者，不要作產(chǎn)品的加工商，而要做產(chǎn)品的設(shè)計(jì)商、開發(fā)商。同時(shí)做好市場(chǎng)定位，中國國內(nèi)市場(chǎng)巨大，首先應(yīng)當(dāng)保住國內(nèi)市場(chǎng)的份額，也就是要針對(duì)國內(nèi)市場(chǎng)，開發(fā)適合國內(nèi)市場(chǎng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)。在保證國內(nèi)市場(chǎng)占有率的同時(shí)，向國際市場(chǎng)拓展，爭取擁有一定份額的國際市場(chǎng)占有率。

前景

中國電子商會(huì)消費(fèi)電子產(chǎn)品調(diào)查辦公室最新的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示:目前消費(fèi)者對(duì)于LED液晶電視產(chǎn)品的關(guān)注度已高達(dá)75%，位列排行榜第一。特別是近日LGD強(qiáng)勢(shì)推出的“240HZ徑直式LED背光”技術(shù)，更是為LED液晶電視產(chǎn)業(yè)注入了一劑“強(qiáng)心針”，令消費(fèi)者趨之若鶩。那么，LED液晶電視到底具備什么樣的尖端品質(zhì)和魅力，能夠獲得如此強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭呢? 據(jù)中怡康對(duì)全國22個(gè)省消費(fèi)者抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，有超過70%的消費(fèi)者選擇LED液晶電視是認(rèn)為它外觀時(shí)尚、輕薄，更符合了現(xiàn)代家居風(fēng)格。 的確，LED液晶電視的超薄外觀挑戰(zhàn)了人們對(duì)“薄”的認(rèn)識(shí)極限，完全迎合了消費(fèi)者對(duì)于個(gè)性化產(chǎn)品的需求。例如LG新推出的直下式LED液晶電視最薄之處僅24.8mm，而傳統(tǒng)液晶電視由于技術(shù)上難以跨越很難實(shí)現(xiàn)如此超薄的設(shè)計(jì)。 除了外觀輕薄之外，LED背光液晶電視在畫面表現(xiàn)方面也得到了質(zhì)的飛躍。特別是LGDisplay公司的主打明星產(chǎn)品“直下式”LED液晶電視，更能將LED液晶電視的優(yōu)勢(shì)淋漓發(fā)揮。 此外，LED光源還有一種叫“側(cè)邊式”的排列方式。由于“直下”對(duì)畫面的表現(xiàn)更加完美，因此更受業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)同。以55寸產(chǎn)品為例，直下式產(chǎn)品將3000多個(gè)LED燈均勻地分布在了面板的背后，使得背光可以均勻傳達(dá)到整個(gè)屏幕上。同時(shí)，它還把背光劃分若干單元格單獨(dú)控制，這樣能夠表現(xiàn)出非常完美的黑色。 而LED背光源的另一種排列方式———側(cè)邊式則是在面板的邊框處安裝了400多個(gè)LED，這樣便減少了近7倍的LED燈數(shù)量，因此容易使畫面亮度以“X”的形態(tài)減少。因此，專家普遍認(rèn)為直下式LED背光可以更準(zhǔn)確地呈現(xiàn)圖像。 通過對(duì)LED背光液晶電視的優(yōu)勢(shì)介紹，可以看出LED液晶電視成為消費(fèi)者第一選購產(chǎn)品將是大勢(shì)所趨。最后專家提醒消費(fèi)者，LED液晶電視最重要的元件還是面板，大家在選購時(shí)不要一味地追求薄，而忽略了對(duì)優(yōu)質(zhì)面板的選擇。