LED背光

概述

近年來，背光源發(fā)展很快，不斷有新技術、新產品推出，LED背光逐步進入產業(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，LED背光依然存在需要改進之處，國內的上游配套工廠上跟不上國際形勢，技術交流與互動改進及試樣產品的應用推廣等是LED進入大尺寸液晶背光領域的最大障礙，作為液晶產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、新產品推出。其中LED(發(fā)光二極管)背光市場份額在逐漸增加。在筆記本、顯示器及電視機等產品中，原來一直在使用CCFL(冷陰極熒光燈)背光源，從2008年開始，筆記本和顯示器產品中LED背光的使用不斷擴大。有關統計數字顯示，2009年第一季度，LED背光的出貨量是2008年同期的8倍。同時在CCFL一統天下的液晶電視領域，隨著海信推出第一款LED背光電視，國內市場上LED背光電視產品也如雨后春筍般出現在市場中。

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、液晶螢幕上的亮度，以和CRT顯示類似的方式產生出光。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、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、廉價的LCD面板上。他的光通常是有顏色的，雖然白色背光已經愈來愈普遍了。電光面板經常被使用在大型顯示上，這時均勻的背光是很重要的。電光面板需要經由高壓的交流電來驅動，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被使用，但是其缺點則是白熾燈泡的壽命相當有限，而且會產生相當多的熱量。LED背光可增進LCD顯示的色彩表現。LED光是經由三個各別的LED所產生出來，提供相當吻合LCD像點濾色器自身的色光譜。

LED對CCFL造成威脅

自2008年以來，LED背光逐漸進入產業(yè)化，市場份額不斷擴大。從開始應用于筆記本電腦，到現在應用于顯示器、液晶電視,LED背光產品不斷涌現,市場占有率不斷增加。京東方科技集團中心研究院副院長王剛認為，相對于CCFL背光來說，LED背光有很多的優(yōu)勢，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、市場的擴大，LED背光產業(yè)的發(fā)展對CCFL背光的影響很大，CCFL有可能最終被LED取代而退出市場。3M(中國)光學部大屏業(yè)務拓展經理堵光磊在接受《中國電子報》記者采訪時表示，LED技術的成熟和普及會成為液晶行業(yè)成長的新驅動力。“從消費者層面來看將會創(chuàng)造液晶顯示新的賣點和應用，從而拉動消費需求；從生產者層面來看則會促進配合LED進行的技術升級和產業(yè)轉換，進而繼續(xù)吸引人才和資金投入。”堵光磊認為。LED和冷陰極燈管相比，優(yōu)勢是多方面的。首先是節(jié)能，冷陰極燈管的光電效率在60lm/W左右，而當前商業(yè)化的LED效率已經達到這一數值的兩倍，在實驗室中的樣品更可以再翻番。其次，LED將會帶來背光源機械結構設計上的巨大變化。因為LED體積小且出光方向性好，可以大幅度減小傳統背光源中導光板的厚度，甚至可以不用導光板。另外，冷陰極燈管中的汞是成本高且對環(huán)境危害很大的一種物質。從環(huán)保的角度看，LED逐漸替代冷陰極燈管也將是一個必然的結果。LED的應用可能會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平臺，開發(fā)可以充分發(fā)揮LED特點的光學和機械系統。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)勢明顯，但依然存在需要改進之處。深圳帝光電子有限公司技術總監(jiān)、教授級高級工程師蘇遵惠認為，LED的制造和封裝技術，特別是大尺寸背光源相對CCFL還不夠成熟,表現在LED制造廠商對用于背光源的LED的技術要求還不十分明確，特別是國內廠商。從封裝方面看，現在LED封裝更適用于照明，而不太適應背光源對混光距離的要求。“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LED的價格還較高。”蘇遵惠強調。CCFL背光一直處于背光源的主導位置。王剛表示，從中等尺寸的顯示產品如筆記本、顯示器，到大尺寸產品如液晶電視，CCFL背光源一直是背光源產品中份額最大的。“目前，在大尺寸背光方面，CCFL背光因為其較低的成本和成熟的技術，占據了大部分的市場。同時，各大廠商也在CCFL背光中加入了新技術，給其增添了活力，如掃描背光、動態(tài)背光等。新技術的加入，改善了液晶顯示的質量，降低了功耗。”王剛表示。安徽穩(wěn)潤光電有限公司總經理陳和生也認為，大尺寸背光目前的主流技術和產品依然是CCFL。LED應用目前在光效、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光源技術現階段還稱不上完美。包括成本、光效率、亮度均勻性控制等難題尚需技術層面的改進。王剛認為，LED為點光源性質，不同于線光源的CCFL。應用于背光的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。如此嚴格的挑選，便使得LED背光的成本攀升。但是，LED技術良好的發(fā)展?jié)摿κ沟脴I(yè)界不遺余力的設法克服上述問題。隨著LED光源技術的不斷提升，已經有越來越多的液晶顯示產品采用LED技術。

上下游配合分食市場“蛋糕”

目前國內液晶上游配套的工廠不是非常多，假如建立新的液晶生產線，就必須建設新的上游配套工廠，以保證貨源，降低成本。王剛認為，對國內的上游配套工廠來說，基本上還是以生產加工為主，并不能緊跟國際形勢，開發(fā)新技術。像目前比較流行的超薄背光技術、動態(tài)背光技術，國內背光源廠幾乎沒有新產品推出，而使用這些新技術的新產品，在國內、國際各大展會上已經多次被國際大公司(三星、LG等)展示過。蘇遵惠認為，國內液晶面板制造企業(yè)應著力進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)機構和制造企業(yè)應努力提升LED的發(fā)光效率，縮小與世界先進水平的差距，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LED制造商卻可望而不可即。“LED參數的分檔，紅、綠、藍合成白光的封裝要求，要與背光源設計制造企業(yè)配合，否則即使光效上去了，也拿不到這塊碩大的蛋糕。”蘇遵惠強調。陳和生表示，國內假如不盡快在電視機企業(yè)、背光板企業(yè)、LED光源企業(yè)之間形成技術和應用上的互動進而盡快形成自身的產業(yè)鏈技術體系，則在這項技術及市場上又將遠遠落后于日本和韓國，甚至會再一次面臨繳納巨額專利費的困境。“液晶電視的LED背光源技術，對應用企業(yè)而言需要盡快解決對LED的發(fā)展與特點熟悉還不夠完全的問題，當前在一定程度上需要不計成本地推進應用進程，而且還需要向上游整合，加大對基礎材料如芯片、封裝件的重點定向投入。而從國內現在的產業(yè)結構來看，這項工作需要政府、行業(yè)協會及優(yōu)勢整機企業(yè)的共同推進和引導。”陳和生建議。作為LED企業(yè)，進入大尺寸液晶背光領域的最大障礙，陳和生認為主要在技術交流與互動改進及試樣產品的應用推廣等方面，目前都不太輕易得到整機廠家及背光應用企業(yè)的積極參與與配合。針對國內背光源的發(fā)展，王剛建議，應該以技術開發(fā)為主，緊跟國際形勢，猜測技術發(fā)展趨勢，對新產品、新技術提前做好技術開發(fā)和儲備工作。在一定程度上，引領技術的發(fā)展。不要作技術的跟隨者，不要作產品的加工商，而要做產品的設計商、開發(fā)商。同時做好市場定位，中國國內市場巨大，首先應當保住國內市場的份額，也就是要針對國內市場，開發(fā)適合國內市場的新產品、新技術。在保證國內市場占有率的同時，向國際市場拓展，爭取擁有一定份額的國際市場占有率。

前景

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