谁最具LED背光源取代优势？--LED显示技术网

谁最具LED背光源取代优势？ 时间：07-01-10 13:00:01 阅读次数:

具LED背光源取代优势？中尺寸面板机会大

编者按：7寸小面板采用LED背光源取代冷阴极管（CCFL）趋势已成形，中尺寸、大尺寸的研发，上从LED晶粒厂、封装厂，到LCD背光模块厂乃至面板厂，全都紧锣密鼓地进行著。小尺寸面板之后，下一个最有潜力的是什么样的规格呢？亿光电子研发二处副处长吴易座认为，应该是中尺寸面板的机会最大。

LED背光源的优势大家耳熟能详，不过有个很大的好处却较少被强调出来的，就是可以强化轻薄短小的优点，这在笔记型计算机上则可以有效发挥出来。

▲相较于CCFL，LED有更佳的色彩饱和度、且有使用寿命长、环保、快速启动且温度不高、不需要变压器，因此成本较低等优点。（图片来源：亿光电子）

■LED侧光源设计愈来愈薄

　笔记型计算机诉求在于好携带、省电、价格便宜，电视则会特别注重色彩表现和影像处理能力，诉求不同，设计重点也不一样。

　以中尺寸为例，当采用白光LED，虽然NTSC色彩表现较差，但是采用侧光源（side view），光源的厚度可以做到0.8mm、0.6mm甚至可以制作出0.4mm厚的LED，可以大幅降低导光板的厚度。

　进一步说明，原本CCFL灯管直径为1.8mm，加上导光板所占用的空间，致使笔记型计算机面板的楔形板，光源部分厚度约为2.02.2mm；若使用LED为光源，LED发光面的厚度为0.8mm，加上电路板的厚度，背光源的厚度即为11.2mm。

　因此，虽然使用白光LED，只有40％多的NTSC，只与CCFL使用于笔记型计算机时的色彩饱和度表现相当，不过厚度上则有明显优势。

▲LED侧光源封装的厚度演变，以Nichia及亿光电子side view LED为例， 2年前的产品，LED封装体厚度为0.8mm，去年厚度减为0.6mm，未来则会开发出更薄的测射型LED封装体，厚度可望到达0.4mm（图片来源：亿光电子）

▲笔记型计算机面板模块使用的LED导光模块，电路板可以使用传统的印刷电路板、软板（FPC），或金属基底印刷电路板；传统PCB价位低但散热差，中偏小尺寸常使用的软板成本较高、厚度也薄，散热同样不理想；金属核心的PCB虽然较厚，但散热佳，是适合中尺寸面板用LED光源模块的材料。（图片来源：亿光电子）

　这样的优势在12寸等级的笔记型计算机上最为明显，因为使用该尺寸就是诉求轻薄短小，加上LED耗电量又较低，电池使用时间较长，例如SONY 11.1寸的LED笔记型计算机，电池使用时间可以到9小时，重量仅1.24公斤、厚22mm。

■散热问题若解决　LED背光可立刻取代！

　耗电量方面，在相同亮度之下，LED的消耗功率较CCFL为低，尤其是12寸等级的笔记型计算机面板，功耗可以小于3W，但是传统灯管的功耗则在3.54W之间，因此LED背光在耗电量上显然具有优势。

　消耗功率的多寡对于笔记型计算机性能表现至关重大，而且不只是电池使用寿命的问题，事实上它牵涉到散热和可靠度等笔记型计算机最关键的问题。散热和可靠度密切相关，散热做得好可靠度才会增加，这个问题也是现阶段LED背光源的开发上，最主要需要克服的技术障碍；厂商虽然多表示散热技术应该没有问题，但是可靠度的问题，还需待时间加以验证。

　现阶段LED背光源的研发，找到成本可以接受的散热方式，是很主要的大方向，同时需考量可靠度要高。如果这方面的问题能够解决，LED背光源马上可以取代CCFL。

　前面提到12寸笔记型计算机面板，LED背光具有省电优势，那么更大尺寸呢？现阶段还是以灯管的耗电量较低，若以LED背光的14寸面板来说，等到发光效率增加20％，功耗就会低于CCFL；若以LED发光效率的自然演进来估计，也许这是明年会发生的事情。

　由此来看，更可以显出LED背光源在12寸笔记型计算机的取代优势，而且据悉，玻璃还可以进一步削薄，因此12寸笔记型计算机可以更加轻薄。

▲LED背光模块使用于笔记型计算机，12寸等级使用42颗，消耗功率为3W，较CCFL为省电。（图片来源：亿光电子）

■今年普遍使用小功率LED　中功率也受瞩目

　LED背光源的设计，去年以高功率LED较为普遍，主要的考量是颗数比较少；一般认为颗数较少成本也较低。不过今年却多半采用起小功率LED，中功率也是另一选择，未来使用可能会愈来愈多。

　采用高功率LED所构成的背光源模块虽然LED之总颗数较少，但是高功率LED正向光太强，需要使用特殊的光学设计把光往外散开，成本增加发光效率又变差，否则就需要较大的混光距离，背光源因此就变厚了。

　相较于高功率LED，若改以小功率LED来设计，虽然颗数使用较多，但是小功率LED发光效率较好，虽然小功率LED颗数多，但是由于效率较高功率LED佳，整个背光源模块的功耗会较，相对因点亮LED所产生的热也会较低。因此从节约能源、发光效率及处理热问题的成本等方面来看，小功率LED目前是较佳的选择。

■萤光粉配方可以改善NTSC表现

　上面提过白光LED在色彩饱和度上可达40％的NTSC，这个数字看起来不是太理想，不过亿光使用不同的萤光粉配方，可以将色彩饱和度提升到60％的NTSC，不过亮度会稍减。如下两图说明。

▲上图左为一般白光LED的色彩表现，显示其色彩饱和度范围很小，只有40％的NTSC。上图右为改进萤光粉的成分后，很明显的增加了绿色与红色的色彩表现，其色彩饱和度增为60％的NTSC。（图片来源：亿光电子）

■热随时间增加能够保持稳定

　散热问题是LED背光源的重要技术瓶颈，针对大尺寸LED背光模块，还有一个受到关心的议题，就是当热随时间增加时，通常会伴随著波长的变化与亮度的衰减，因此整个LED背光模块的整体性能是不是能够表现稳定，这对中尺寸的笔记型计算机很重要，同样对大尺寸的液晶电视也很重要。

　在LED模块热管理（thermal management）的议题上，亿光电子所开发的RGB 3 in 1 top view LED即使搭配PCB板材所设计出的直下式背光模块，也可以呈现优异的色彩稳定性，也使得这方面的疑虑获得纾解。

▲32寸LED背光源热和时间的关系图，由测试结果可以发现，虽然在开始的前20分钟，热会随时间快速增加，但之后就步入稳定阶段，即使时间拉长热的增加也有限，且在这段时间内色彩的偏移量也是相当有限，在此结果中展现，只要LED封装体及其模块的散热设计良好的话，整个LED背光源模块的性能可以呈现优异的温度稳定性。（图片来源：亿光电子）

吴易座小档案

　年龄：39

　学历：清大材料工程学士，台大材料工程硕博士

　嗜好：看电影，尤好动作片；听音乐，流行类

　运动：篮球

　养生之道：多喝开水

　人生哲学：凡事往光明面看