LED背光

概述

近年來(lái)，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(guó)內(nèi)的上游配套工廠上跟不上國(guó)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(lái)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(lái)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(guó)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(lái)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="iayo2e2" 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(lái)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(lái)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(lái)驅(qū)動(dòng)，這部份由反用換流器回路來(lái)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(lái)，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(lái)，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(zhǎng)王剛認(rèn)為，相對(duì)于CCFL背光來(lái)說(shuō)，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(guó))光學(xué)部大屏業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理堵光磊在接受《中國(guó)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(zhǎng)的新驅(qū)動(dòng)力。“從消費(fèi)者層面來(lái)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(lái)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(lái)背光源機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的巨大變化。因?yàn)長(zhǎng)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(lái)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(lái)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(guó)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(wèn)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(rùn)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(zhǎng)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(wèn)題。隨著LED光源技術(shù)的不斷提升，已經(jīng)有越來(lái)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(guó)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(guó)內(nèi)的上游配套工廠來(lái)說(shuō)，基本上還是以生產(chǎn)加工為主，并不能緊跟國(guó)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(guó)內(nèi)背光源廠幾乎沒(méi)有新產(chǎn)品推出，而使用這些新技術(shù)的新產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)、國(guó)際各大展會(huì)上已經(jīng)多次被國(guó)際大公司(三星、LG等)展示過(guò)。蘇遵惠認(rèn)為，國(guó)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(lái)是很大的“蛋糕”，而國(guó)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(guó)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(guó)，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(wèn)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(guó)內(nèi)現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)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L(zhǎng)ED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(guó)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(guó)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(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)巨大，首先應(yīng)當(dāng)保住國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的份額，也就是要針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，開發(fā)適合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)。在保證國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率的同時(shí)，向國(guó)際市場(chǎng)拓展，爭(zhēng)取擁有一定份額的國(guó)際市場(chǎng)占有率。

前景

中國(guó)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L(zhǎng)ED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(guó)22個(gè)省消費(fèi)者抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，有超過(guò)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(guò)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(gòu)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(gòu)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。