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1、49 2006AA03A149 大尺寸 LCD 背光源集成技术研究 王俊昌 海信集团有限公司50 2006AA03A150 大尺寸 LCD 电视用 LED 背光源系统开发 金波 上海广电（集团）有限公司51 2006AA03A151 大尺寸液晶电视用 LED 背光源 王刚 京东方科技集团股份有限公司CCFL 需要高压交流电驱动，由于温度高导致许多背光的LCD 产品在使用几年后屏幕发黄、亮度明显变暗，影响LCD 使用寿命南韩 Display Bank 于 2007 年 3 月发表大尺寸液晶面板用LED 背光源的全球市场预测亦显示，2010 年，LED 背光源台数在整体大尺寸液晶面板的市场比例将达
2、 14.1%，为六千七百八十万台；产值四十五亿九千九百万美元，市占率为 25.4%iSuppli 预估,今年全球 LED 背光源市场的营收将到达 60.8亿美元,在 2011 年之前,整个市场将会增长至 106.8 亿美元。其中,笔记本和液晶电视用 LED 背光源将成为重要的增长点。2006 年下半年，40 英寸 LED 背光模块价格平均约为 610美元，CCFL 则为 210 美元，二者差距约为 3 倍。TV 竞争下一战：LED 第一条年产 50 万片 15 英寸到 42 英寸液晶电视模组的生产线以及屏的维修线体已经在海信建成投产。从 2007 年到2009 年，海信计划投资 7 亿元人民币
3、分三步完成五条模组生产线的建设。今天开工投产的生产线仅是规划的第一步，海信计划于明年上半年正式投产第二条生产线；2008 年底完成第三条生产线并达到年产 150 万片的制造能力；2009年五条生产线全部完成，届时海信电视液晶模组年产能将达到 300 万片。期间，海信将建成一条 LED 背光模组生产线。根据 Displaysearch 预测，全球平板电视市场今年预计将达到 8400 多万台，2008 年有望突破 1 亿台，其中液晶电视占据巨大的份额。全球及背光源产业以亚洲为生产重心，年生产值地区分布比例是：日本（） 、韩国（） 、台湾（）三地几乎包办全球产能。其次是大陆（） 、欧洲（）北美（）
4、。年，台湾销售额约为亿美元；年产值则达到美元；预估到年，台湾产值可达亿美元，占全球市场份额的三分之一。 全球 2003 年大尺寸液晶显示器件总数约为 1 亿片，到了2005 年超过 2 亿片，预计 2007 年该数量将进一步扩增至约3.3 亿片,其中最主要的应用为电视机、笔记本/台式计算机所使用的液晶面板。在 2006 年 7 月 1 日欧盟开始实施 RoHS 规定之后，要求对采用该背光源技术的彩电加收 10 美元的废旧电子产品回收费，这使得众多企业投身 LED 背光源的研发和试产庄世任指出，随着白光 LED 效率提升，2007 年十二吋 NB背光源的 LED 使用颗数将由 2006 年的平均
5、数量四十五颗，减少至三十三颗，若 NB 出货量以八千五百万台推估，白光LED 需求量约达二亿二千四百万亿颗。足见白光 LED 在NB 背光源市场的后势成长潜力可期。LED 寿命非常长，使用寿命可达 10 万小时，如果按每天开机 5 小时计算，一台采用 LED 背光光源的液晶电视可以使用将近 55 年。平板电视模块几乎 100%依赖进口，而 LED 背光模块技术代表着液晶背光源技术的发展方向，中国品牌缺乏核心技术上的重大突破，故积极希望彻底摆脱被动局面。全球 2003 年大尺寸液晶显示器件总数约为 1 亿片，到了2005 年超过 2 亿片，预计 2007 年该数量将进一步扩增至约3.3 亿片,其
6、中最主要的应用为电视机、笔记本/台式计算机所使用的液晶面板。而韩国 Displaybank 发表了大尺寸液晶面板用发光二极管(LED)背照灯的全球市场预测，对象包括液晶显示器、笔记本电脑、液晶电视等。该公司预测到 2007 年，将达到约510 万台，占整个背照灯市场的 1.5%，2008 年达到约 1900万台和占市场的 4.8%，2009 年达到 4210 万台和9.6%，2010 年将迅速增加到约 6780 万台和 14.1%，2010年 LED 背照灯在金额上会达到 45 亿 9900 万美元，占总体的 25.4%。XL20 则是三星首款量产的广色域专业级液晶显示器，其拥有 114%的
7、NTSC 色域值和设计师们最为喜爱的 Adobe RGB 色彩模式，而其之所以能够达到如此之高的色域值，则是由于其采用了 LED 背光（Light Emitting Diode，发光二极管）技术的缘故。尽管三星 XL20 的 NTSC 色域值已经达到了 114%，但其在面板方面，则是采用了自家生产的 20 英寸 S-PVA 面板，面板自身色域值为 72%。由此可见，114%的 NTSC 广色域是通过 LED 背光技术达到的增强效果。背光源是提供面板的光源。主要由光源、导光板、光学用膜片、塑胶框等组成。背光源具有亮度高，寿命长、发光均匀等特点。目前主要有、 及三种背光源类型，依光源分布位置不同则
8、分为侧光式和直下式。随着模组不断向更亮、更轻、更薄方向发展，侧光式式背光源成为目前背光源发展的主流。见图二。图二侧光式背光板的构造据统计：2000 年中国显示器产业销售额约为 407 亿元。其中液晶显示器为 60 亿元。到 2005 年，中国显示器产业的工业总产值约为 600 亿元，其中液晶显示器约为 80100亿元。中国是液晶显示器背光源能量巨大的潜在市场。据日本 IDC 和夏普提供的资料，2005 年全世界液晶显示器（包括 TFT）市场约为 360 亿美元。这是令背光源开发商和生产企业为之心动的数字。(1) 光效率高：光谱几乎全部集中于可见光频率，效率可以达到 80%-90%。而光效差不多
9、的白炽灯可见光效率仅为 10%-20%。(2) 光线质量高：由于光谱中没有紫外线和红外线，故没有热量，没有辐射，属于典型的绿色照明光源。(3)能耗小：单体功率一般在 0.05-1w，通过集群方式可以量体裁衣地满足不同的需要，浪费很少。以其作为光源，在同样亮度下耗电量仅为普通白炽灯的 1/8-10。(4)寿命长：光通量衰减到 70%的标准寿命是 10 万小时。一个半导体灯正常情况下可以使用 50 年，即使长命百岁的人，一生最多也就用 2只灯。(5)可靠耐用：没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，非正常报废率很小，维护费用极为低廉。(6)应用灵活：体积小，可以平面封装，易开发成轻薄短小的产品，做成点、线
10、、面各种形式的具体应用产品。(7)安全：单位工作电压大致在 1.5-5v 之间，工作电流在20-70mA 之间。(8)绿色环保：废弃物可回收，没有污染，不像荧光灯一样含有汞成分。(9)响应时间短：适应频繁开关以及高频运作的场合。根据市场调研机构数据显示，全球大尺寸液晶显示器背光模块市场过去三年平均成长率高达 4050%,产业规模在2005 年约为 80 亿美元, 预计 2006 年全球大尺寸液晶显示器背光模块市场将接近百亿美元。就应用产品来看，2005年液晶显示器及笔记本计算机用背光模块至少有 32%及 18%的成长率，而液晶电视用背光模块成长率更是高达 75%。 因为目前中国的平板电视模块几
11、乎 100依赖进口，LED背光模组更是如此。因此，如果国内厂商在 LED 背光技术上取得重大突破，就能够彻底摆脱被动局面。尤其是去年年底，海信“低成本动态 LED 光源系统开发”项目获得国家 863 计划支持，这是中国彩电企业首次承担国家 863 计划在该领域的项目；“加上海信在视频处理芯片上的优势，可实现液晶模组 60%以上的组件自主开发。 ”刘卫东告诉记者。LED 是发光二极管 Light Emitting Diode 的英文缩写。 LED 应用可分为两大类：一是 LED 单管应用，包括背光源 LED，红外线 LED 等；另外就是 LED 显示屏，目前，中国在 LED 基础材料制造方面与国
12、际还存在着一定的差距，但就 LED 显示屏而言，中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。 LED 显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。 LED 显示器与 LCD 显示器相比， LED 在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED 与 LCD 的功耗比大约为 10:1，而且更高的刷新速率使得 LED 在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达 160的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、VCD、DVD 等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。
13、有机 LED 显示屏的单个元素反应速度是LCD 液晶屏的 1000 倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下 40 度的低温。利用 LED 技术，可以制造出比 LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用前景。 简单地说，LCD 与 LED 是两种不同的显示技术，LCD 是由液态晶体组成的显示屏，而 LED 则是由发光二极管组成的显示屏。LED 显示器与 LCD 显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。OLED：Organic Light Emitting Display，即有机发光显示器，在手机 LCD 上属于新崛起的种类，被誉为“梦幻显示器”。OLED 显示技术与传统的 LCD 显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且 OLED 显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。 不过，虽然将来技术更优秀的 OLED 会取代TFT 等 LCD，但有机发光显示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。
