LED背光源的现状和市场前景
2007-02-10
作者：admin
来源：
浏览量：
网友评论：
0
条
摘要： 因为目前的TFT-LCD背光模组，主要有CCFL和LED两种光源。CCFL和LED之间比较，LED是直流的、低压的；而CCFL是高压的（600伏的），当然小面积的CCFL也有低压的，但一般也有300-400伏以上。LED的光源可以根据尺寸和应用情况的不同而自由分布。
|
|
|
一、LED和CCFL的比较
因为目前的TFT-LCD背光模组，主要有CCFL和LED两种光源。CCFL和LED之间比较，LED是直流的、低压的；而CCFL是高压的（600伏的），当然小面积的CCFL也有低压的，但一般也有300-400伏以上。LED的光源可以根据尺寸和应用情况的不同而自由分布。CCFL则比较固定，它需要更多的扩散材料来做到光的分散，才能使亮度的均匀度达到要求。
从延伸的角度来讲，（a）LED的色域更广，色饱和度可以做到105％以上，而相反CCFL是比较窄的，大部分只能做到70％左右；（b）LED的速度非常快，可以帮助LCD消除拖尾的现象；（c）LCD的一大的缺陷是“黑屏”不黑，如果用LED动态来控制的话，可以很好的解决这一问题；（d）LED的电流可以调整；（e）LED是绿色环保产品，不含汞，是固体光源，抗震性好，低电压安全。所以LED在将来很可能会被广泛的应用。
关于寿命的问题，LED的寿命虽然很长，但如果用户过热的使用，还是会导致使用寿命的下降，现在我们采取动态的方法来控制，使LED的寿命可以做到十万小时以上，根据驱动的不同，可以满足不同的需求。CCFL通常只有二万到五万个小时的寿命。
CCFL和LED的特性方面，CCFL的击穿电压和工作电压都相对比较高，LED的电压就很低。所以说LED的安全性能非常好。 从他们的应用情况来看，根据目前状况的发展，LED在不断的向CCFL的应用领域扩张。大家可能知道目前7寸的显示器越来越多的应用LED，也许在明年内大部分7寸的显示器都会用LED。究其原因，主要因为7寸的产品很多用在便携式的DVD上。便携式DVD要求耗电量比较低。有人会问为什么CCFL比LED的效率高，而耗电量却比LED低。其实这里面有一些诀窍，是因为LED是单方向发光，应用它制作出来的产品的对比度、色饱和度和深度都会比CCFL好很多，因此在用数据测量的时候，虽然数据上LED的亮度没有CCFL高，但是视觉效果已经比CCFL好很多了。所以，使用LED的7寸的便携式DVD，总的成本可能会下降1美金或者更高，因为它不用驱动器，把电池也省掉了不少。我相信不久的将来7寸的和10寸的会逐步扩大使用范围。
从图2我们可以看到LED的发光效率和能量之间转换的状况。目前的能量效率利用每年都在提升，它的亮度也是不断的在提升。图2所说的2009年（流明效率）可以达到CCFL水平，我觉得有可能还会提前。
二、世界瞄准LED背光源
目前，有很多的人都在做LED的研究，不断的在提高LED的发光效率。其实LED的电光效率是很高的，但发挥不出来，现在大家都在做一个剥离技术，如果有人研究出结果，能够开始量产的时间也会很快到来,这样亮度也可以最少提高一倍以上的，所以说这是一个很好的前景。
从LED晶圆到LED芯片，到LED背光,到LCD液晶显示屏,再到LCD电视，事实上这里面有很多文章可以做，怎么样降低成本，怎么样提高效率，我们大家都在想办法。
实际上，从2005年开始甚至更早，日本、韩国、中国大陆和台湾的各TFT-LCD厂商就开始投入大量的人力物力开发LED和扩大LCD电视面板的量产。预计到2008年，LED LCD的电视面板将占30％以上。特别是大尺寸会被更多的使用，因为大尺寸面板使用CCFL比较困难，但用使用LED就会比较方便。
下面各种背光源产品份额和销售额的图示（见图3），从中可以看到这是一个非常好的增长势头。
图4是LCD、FPD和CRT的一个发展趋势。可以看到LCD在不断的增长。这对于做背光源的（厂商）来说机会就越来越多。
三、国家（836计划）重大项目“半导体照明工程”
国家非常支持TFT-LCD基础产业的发展。半导体光源产业化技术开发项目已经列入国家科技重大攻关计划和《十一五》规划的重点发展项目。我记得上个月在科技部开会的时候，马副部长当时在会议上这样讲：“如果说未来大部分的电视要用LED来做背光源的话，目前全世界LED的chip制造厂的供应量都远远不够。”因为它的需求量太大了。一个32寸的可能要用到130W左右的LED芯片。大家可以想象，这是一台电视机，要是1000万台电视机是个什么样的概念。所以说这是一个相当可观的产业。
在国内也初步形成了TFT-LCD产业，据DisplaySearch2005年统计，68.3％的TFT-LCD桌面电脑显示器，49.9％的笔记本电脑，43％的液晶电视都在中国生产。所以中国作为TFT-LCD的产业基地，有着非常好的机会。实际上，这么多年来，大家在LCD产业上投入了很多的资金。尤其是前几年，在市场环境并不好的情况下，我们产业的先进成员，卧薪尝胆，投入了很多资金，真的是很值得敬佩的事情。在之前，有韩国的企业，日本的企业在这方面投入了很多的资金来做研究，后来我们台湾的企业也加入了他们的行列，而且大有后来者居上之势。国内的一些企业也慢慢地发展起来，包括京东方、上广电、深圳天马，他们也在上海投入了大量资金建TFT-LCD线。所以如果其它哪个地区想要进行投入的话，就一定要加快步伐。这样才能够赢得更多机会的。广东省和深圳政府在《十一五》规划中也有明确的指示……政府给我们企业创造了很多的好机会，在这里，我也表示对他们的感激，非常感谢他们给我们提供了很好的环境。LED产业内的厂商全国有1000多家，深圳就有700多家。从中可以看出深圳的发展环境是很好的。
国内的LED和背光源市场在深圳每年就有5000万元以上的税收，这个也是非常可观的数目。
四、帝光在LED背光源上的进展
帝光每年将近有两三千万片的输出。
最早，帝光是在1994年从事LED（TN、STN-LCD）背光源开始研究开发和生产，2000年左右，就开始了产品CCFL和TFT配套的研究，同时LED背光源也一直在生产，实际上从2003年就开始研究开发用于大尺寸TFT的LED的背光源。从小尺寸，比如手机屏幕到监视器、TV我们都在研究。制造的产品小到1寸，大到47寸的LED－BLU的产品和特别的样品都能够生产。
提高LED的发光效率，节约能源，降低背光源温度，降低制造成本都是我们一直追求的目标。
帝光公司从1998年起就开始研究LCD无彩膜的RGB-LED时间混色的背光。当时跟天马公司有一个关于车载的合作，做出了4寸的TFT-LCD场序配套产品已经在使用了。大家知道LCD无彩膜的RGB-LED时间混色的背光，三星在今年的SID展上已经展出了32寸的LCD，尽管有些拖尾和毛边的现象，但是相信会越改越好。它最大的好处是分辨率可以增加好几倍，因为它的一个RGB像素可以取代现在的3个像素，而且它不需要用color-filter，开口率增加了很多，透光性也会增强，因此将来的耗电量也会下降。这是一个值得大力发展的项目。
怎样可以做出低的价格，这个应该还是有潜力。最主要是有一个问题，大家有没有发现前几年LED每年的降价差不多都是30％甚至更多，现在因为这两年LED一直走俏，虽然成本在降低，但价格降幅却很小。我还希望我们大家能在这一领域付出更多的努力。
这个是去年八月Insight Media上的一个报道。
实际上市场的需求就是帝光研发的课题。我们做了比较多的工作，从LED的发光机理入手，充分提高背光源的性价比等等。性价比是最重要的一个问题。如何把性能做的好，价格做的低，这将是我们的一个主要课题。
充分发挥光效率—金属反射
导体材料中的外层电子（自由电子）并没有被原子核束缚，当被光波照射时，光波的电场使自由电子吸收了光的能量，而产生与光相同频率的振荡，此振荡又放出与原来光线相同频率的光，即为光的反射。
充分发挥光效率—光的折射
——折射定律： niSinθi=ntSinθt , Snell’s law ——全反射：入射介质的折射率较大时,即入射角大于临界角时 热阻＆散热 热传导方程在柱坐标下为： (d2Tj /dr2)+ [ (1/r )×(dTj/dr)] +(d2Tj /dx2)= [(1/αj)×(dTj/dt)]( j=1,2) 式中Tj——测温体（1,2）上的温度 Αj——材料的热扩散系数 热阻＆散热 经变换，二物体界面热阻Rc表达为： { 1 + [(kpc)2 / (kpc)1 ]0.5 } × tan (θ-χ) Rc = ————————————————— [ πf ( kpc)2 ] 0.5 × [ 1 - tan (θ-χ) ] 式中k1 , k2——二换热物体的导热率 C——物体的热容 f ——发光频率 θ——发光频率与相位的关系 热阻＆散热 对可测试温度的两物体,其间热阻θjx为： θjx=(Tj-Tx) / P 式中Tj——发热体测试点温度 Tx——热量传递到某测试点温度 P ——输入的发热功率 背光模组薄型的作用 使整机薄型化 由 35㎜ 以上，下降到25㎜ 以下 使LCD照度提高 E=d(φv)/dA=(Iv × cosθ)/r 2 式中dA——面积元 θ——入射角 r ——光源至被照射面的距离 这些都是光的基本规律，怎样把它充分利用。LED半导体，它的衬底材料和封装的材料的折射率如何选取。如果能够把它用的好，可以尽量减少内部的反射。芯片大部分的损耗都在其内部，光产生后而不能发挥出来。因此我们要充分考虑配套的折射率的封装材料，怎样将光的能量吸出来，而不是在里面被反射变成热能，这是一个非常重要的课题，即光的传导。
因为我们在做背光源的时候，LED的电能主要功能是转换成光，其余的是转换成热。所以大家一直在研究散热。但在研究散热的同时，应该花更多的精力在出光的上面。因为光增加，热量损耗就会自然下降。
怎样利用热阻的下降来降低整个产品的成本，这个是我们要追求的目标和目的。
大家大部分时间都用在研究LED下表面来降低它的温度，而LED不仅仅只是下表面可以散热的。大家可以充分动一些脑筋，LED总共有6个面，我们希望它6个面又能出光又能散热，这才是一个重点。光下表面能够散热的话，传递的速度效率还是有限。
所以怎么样从这个方面着手，这是一个很值得重视的课题。
还有就是整机的变薄。我记得SONY以前推出的产品，虽然在2005年卖了100套，好像还是有些问题，当然他们都在改善之中。现在我们可以制造厚度为25毫米以下的背光源，这样，光的效率可以提升。
这是有关的背光的参数的比较：
目前的情况来看，这个价格。我们用CCFL电视背光的价格和LED电视背光的价格来比较，就整机来讲，价格上大概增加20％-30％就可以做LED电视了。
如果是这样子的话，假如一个电视可以用5年，一个电视可以用10年，而且这个电视可以省电50％。而且色彩也更漂亮又环保我相信应该会有很多的客户会对这种产品感兴趣的。
那么下面我要介绍一下动态控制的问题。大家可以看到，CCFL背光源它就是一个镜子，它基本上亮度是始终是不变的，当然虽然有一些调整，调整不大。所以说，它在很暗的场景中，亮度也是那么高，它完全是凭借LCD液晶的偏转来减低它的亮度。同时始终散发它的热量。
如果运用视频动态的方式来控制，也就是LED的画面和LCD整个视频画面可以同步进行，比如视频很暗的时候，LED也暗下去，很亮的时候，LED也亮起来。如果全部是绿叶的画面，那么LED只有绿色的亮。当然大家可以根据这样一个原理，来把它变成一个动态控制。这样的话，就可以使得电视机的功耗大大降低。而且要是做的好的话，它的画质会更好。相信这也是一个非常好的课题。当时发现LCD的主控芯片里面只考虑CCFL的亮暗控制，并没有考虑到RGB,所以未来我们还要说服IC的制造商们来把这一块考虑进去。令我们的整机成本降低，我们也一直在做这方面的研究和努力。
2008年北京奥运会的举办给了我们液晶电视产业一个新的机遇。LED使LCD的未来更加绚丽多彩。相信未来会有更多新的显示技术进入我们的视野。 |
凡本网注明“来源：阿拉丁照明网”的所有作品，版权均属于阿拉丁照明网，转载请注明。
凡注明为其它来源的信息，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点及对其真实性负责。
凡注明为其它来源的信息，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点及对其真实性负责。
最新评论
用户名： 密码：
