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LED背光源7大技術發展趨勢

05 八月

LED背光源7大技術發展趨勢 或升級

相關專題: LED技術

1、LED背光源向超薄方向發展

(一)LED薄型化、高功率以及導光板薄型化

據市場研究機構DisplaySearch預測,2009年全球LED液晶電視銷量約為409萬台,只占整個平板電視市場的3%,但至2014年銷量將猛增至1.23億台以上,占整個平板電視的市場份額也飆升至53%.

LED彩電本質上並不是新型顯示技術,只不過是應用新型的LED光源技術取代了傳統冷陰極螢光燈。但是這種採用側邊式LED背光的液晶電視卻擁有傳統產品難以比擬的纖薄機身:目前大部分著名廠家生產的LED電視的厚度都在2cm左右,這樣的厚度是傳統液晶電視無法比擬的。

LED電視主要比拼的不僅是厚度,還包括更為經濟、節能的電力消耗,更為出色的畫質。諸多方面的技術性能優勢是LED電視市場快速增長的核心原因。

(二)無邊框化

雖然液晶電視機不可能真正實現“無邊框”–這只是對超窄邊框的一種誇張的形容。但是業界專家紛紛預測,無邊框產品將成為LED超薄之後液晶電視工藝設計的又一座高峰。

其實,早在三年之前,括三星等在內的眾多液晶顯示企業均已投入到了超窄邊框的產品研發之中。只不過這些技術主要應用在工程顯示領域,例如液晶電視拼接牆等。今年四月,三星在國內市場推出的一款液晶拼接牆產品的最窄邊框厚度不足3mm.此後,包括夏普、LG、臺灣的奇美等企業也先後推出了能夠滿足毫米級邊框厚度的液晶顯示面板,供整機企業選用。眾多上游廠商的支援,一方面說明無邊框技術的實際價值,另一方面更是說明製作毫米級,甚至更小級別邊框的液晶電視的技術瓶頸已經基本被突破。

2、LED背光源符合市場綠色、環保理念

現階段,大尺寸TV背光源主要還是以直下式為主,現在歐盟標準,國內標準,產品都必須符合RoHS標準、UL標準,後期又加入了無鹵素要求。現在大量使用的CCFL產品,燈管中都含有Hg的物質,由於這種特性,所以標準中加入了該物質的豁免項,也就是該物質在一定量的情況下是合格可用的。但CCFL中含有Hg的物質依然是與現在環境保護要求相違背的,現在的產品要求綠色、環保,產品背光中筆記本電腦從使用LED開始達到背光源產品無Hg要求。大尺寸LED背光源的出現正好符合現在市場綠色、環保的要求。

3、側發光式動態背光源以及低功耗技術

現在普遍量產的大尺寸電視產品,都是使用直下式CCFL作為光源,此種驅動需要Invertor(反用變流)技術,由於功率的問題,使用CCFL作為光源功耗比較大,隨著技術的不斷提高,此種技術所達到的功耗已經接近極限值。高端產品直下式LED背光源的推出,降低功耗的技術上了一個臺階,隨著高功率LED的出現以及效率的提高,直下式的功耗在不斷降低。直下式LED背光源還有一個突破性的技術,localdimming(區域控制)也就是所說的動態背光技術,很大程度地降低了背光源的功耗,提高了電視產品的對比度,但是要求LED數量比較多,電視產品的厚度比較大,美觀度以及靈活性稍差。

後期推出的側發光式LED大尺寸背光源技術,集合了超薄、美觀、低功耗的優勢。預期在側發光式LED大尺寸背光源上,引用localdimming技術,能夠大大降低背光源的功耗。直下式的LED動態背光源與圖像處理相結合,暗的地方LED降低電流或者電壓,這樣對驅動電路技術要求比較高,但大大降低背光源的功耗。而側入式LED背光源通過LED交叉控制,達到區域控制,一定程度降低功耗。側入式LED大尺寸背光源結合了各個優勢,如果在localdimming上取得突破,將是技術的又一提高。

4、LED封裝上考慮直接封裝散熱材料

現在開發設計的大尺寸LED背光源產品,所要面對的一個重要的問題就是散熱問題。直下式LED大尺寸背光源,有一定量的混光高度,對散熱有一定的幫助,並且在整個的LED大板上會相應的做散熱板,達到散熱效果。由於現在LED的功率比較高,並且有一定的能量以熱的形式釋放,而背光源對熱信賴性要求比較嚴格,過熱影響電路元器件性能、降低LED燈的發光效率、膜材方面產生褶皺現象造成背光源mura(不均勻,有斑點)不良、背光源局部溫度過熱,在模組做老化試驗的時候產生液晶工作不穩定現象。

而現在開發量產的大尺寸LED側發光式背光源,要求燈條數量減少,燈的功率加大,對LED燈條的散熱要求更高。現在的技術是燈條使用基板,燈條在組裝到背光源上需要散熱條,結構方面要配合更好散熱,但後期隨著燈條的減少,相應燈的數量減少,燈的亮度增加,對現有技術是一個挑戰。後期的趨勢集中在LED的發光效率上,發光效率越高,產生的熱越低。從LED燈封裝技術上考慮,直接把散熱材料封裝到內部,達到更好的散熱效果,隨著封裝技術的提高,LED燈的散熱會更好。並且現在各個LED廠家都在研究LED燈的模組,該種技術是把多個晶片封裝在一個模組下,並相應做散熱處理,在Lightbar模組中混光達到最佳狀態,並且使用陶瓷封裝更好散熱,功率提升向100lm/W方向發展。

5、直下式超薄技術

現階段,大尺寸直下式LED背光源正在向大尺寸側入式LED背光源發展,遵循低碳、綠色、環保、超薄、高色彩的顯示要求,側入式LED背光源在後期的動態區域控制背光源達不到最佳值,需要在直下式背光源技術上做到更薄。通過對LGP的微結構處理,並且在導光板上做印刷,使LED燈在最短距離達到混光要求,並且提高光源在LGP的傳輸效率,改變原有側入式由於長距離傳輸所帶來的光損失的問題。在大尺寸直下式背光源做到超薄的同時,完成localdimming技術,達到低功耗要求,並且在直下式技術基礎上使用RGBLED或者高功率白光LED(RGB螢光粉),達到超薄、低功耗、高色彩的背光源產品。

6、供應鏈上中下游間日益完善

隨著大尺寸電視背光源技術的發展,LED逐漸取代CCFL,在筆記本電腦中,LED已經大量使用,Monitor方面也在迅速增量。LED燈的供應是現在大家關注的問題,現在背光源大廠都相應與LED封裝廠綁定,或者背光源廠有自己的LED封裝廠,在供應鏈問題上,背光源大廠都在考慮把LED封裝廠納為自己的合作夥伴。全球專利晶片的供不應求,如有自己的LED廠,在供應鏈上就要有一定的優勢。隨著大尺寸LED背光源的發展,LED燈的需求越來越大,怎樣選擇LED燈以及怎樣與LED燈廠合作是重中之重的事情。

7、新技術不斷湧現

由於Lightbar上多顆LED代替1根CCFL燈管,要求每顆LED燈的亮度與色度都在同一個Rank(範圍)值中,這就增加了LED的成本。LED由於晶片、混入的螢光粉、封裝技術,分成了多個亮度檔,更多的色塊,而各個背光源廠家量產要求都不同,只是所有分塊中的一小部分,這樣封裝出來的產品就會有一大部分廢掉,增加了成本費用。現在一些廠家推出同樣亮度檔的基礎上色度混頻技術,達到白光現象,並且背光源狀態下是所要求的色度範圍,能夠在一定程度上降低成本。現在直下式LED背光源下,通過localdimming技術,利用電路驅動,完成不同亮度、不同色度的混頻技術,滿足量產需求,成功降低LED成本費用。

現階段正在研發的新背光源還有很多種,日本有公司成功開發了一款採用碳納米管的場發射型高亮度背光燈,適用於LCDW(寬屏液晶)等大屏顯示器。除了高發光效率、低能耗和高亮度發光外,它還具有無汞、長壽命及高速回應等特點。

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Posted by 於 2011/08/05 in 產業資訊

 

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