LED背光源市场分析.doc

LED背光源市场分析近年来，液晶显示器用LED背光源得到了社会广泛的关注，成为新型背光源技术研究的焦 点，并开始应用于LCD TV和高端LCD Monitoro根据研究机构DisplayBank预测，2008年 LED B/LLCD TV的市场占有率预计仅有0.1%水平，但2010年以后会急速成长，预计2010 年达到3.5%, 2011年达到7.5%至2010年全球大尺寸TFT液晶面板用的LED背光模块 市场，占整体背光模块市场的比重可望达到14.1%而iSuppli公司预测，凭借功耗低、厚度薄、重量轻和环境友好等优势，LED将在未来 几年席卷笔记本、PC显示器背光市场预计到2012年，10台大尺寸移动PC液晶(LCD)面 板中将有9台使用LED背光一、LED B/L在中小尺寸液晶屏领域的应用和发展LED背光从2000-2002年间开始在屏上逐步得到应用，到目前为止已经达到100%应用 的水平，近两三年在PDA、GPS导航仪、车载系统、移动DVD、数码相框、笔记本电脑上 已经开始有所应用总体而言在小尺寸应用中，7in以下的产品已经有80%以上的应用市场， 新进入市场的产品几乎都采用了 LED背光系统，笔记本电脑应用中在2008年已经有多家 PANEL和整机厂商推出LED B/L的产品，DELL和苹果已经明确表明今后在其笔记本电脑 中将全部采用LED B/Lo据世界权威市场调研机构预测，08年度采用LED B/L背光的NB 产品的市场渗透率将达到15%以上，到2010年将超过30%o这主要是目前采用LED B/L的 NB产品较传统的CCFLB/L的产品具有功耗低、体积小、重量轻、薄型化、环保等特点， 符合了笔记本电脑省电节能，延长电池使用时间，轻薄便携的发展趋势。

目前市面上可以见 到的有东芝、富士通、索尼、HP、以及多家台湾厂商推出的采用LED B/L的笔记本电脑， 以索尼ll.linLEDB/LNB产品为例，其厚度是同类型机器采用CCFLB/L (约11cm左右) 的一半以下，仅为4.5mm,电池充电一次可使用6-8个小时当然在小尺寸应用中目前还主要以屏的应用为主，根据屏的尺寸、亮度、功耗等显 示性能指标要求不同，所采用的LED的数量也不一样一般情况下，以屏幕尺寸大小划分, 2in左右的大约需要2-3颗LED, 3英寸左右大约需要4-5颗LED由于屏应用一般对 色彩表现能力要求不高，在这一应用领域主要采用的是白光LED,可兼顾高效率和低成本 随着尺寸的增大，所应用的LED的颗数也随之增加，一般而言7in左右的大约需要10-30 颗，而对于笔记本电脑应用，随着尺寸的差异则可能需要40-80颗之间同时随着尺寸的增 大和应用领域的需求，10in以上的产品应用中有可能会出现对色彩还原性的较高要求，从而 采用RGB三色LED方案，由于RGB LED的发光效率不如白光LED,将会增加LED的使 用颗数，进而增加成本目前在小尺寸应用中，采用LEDB/L的成本已经和采用CCFLB/L 比较接近，不存在成本进入的障碍，同时LED B/L具有上面提到的种种优势，今后两三年 内将是该应用领域LED B/L大幅度取代传统CCFLB/L的时代。

在小尺寸应用中，目前值得注意的一个技术发展趋势是通过采用更高效率的LED芯片，加 上导光板光学设计等方面的改善，减少LED的使用颗数，简化背光结构，实现低功耗，高 亮度，薄型化，低成本的目标在这方面，日本OMRON公司通过对导光板网点结构等方 面的特殊设计，已经开发出2in以下屏采用单颗LED,实现更高亮度、低功耗的背光系 统，同时使成本得到大幅度降低在笔记本等稍大尺寸应用方面，则是在如何实现更薄、更 轻、更省电的方面进行技术开发这一领域LEDB/L背光量产中的主要问题是，超薄化的 导光板设计和加工能力不足，导致在LED的边缘出现“萤火虫”现象，加工成品率较低，这 一现象也在不断改善中，随着超薄（如3mm以下）导光板加工能力和成品率的不断提升， 成本将大幅度降低，对加速LED B/L在中小尺寸取代CCFL B/L的意义重大二、 LED B/L在中型尺寸液晶显示屏领域的应用和发展LED B/L在中型尺寸的应用主要是显示器及监视器市场，由于这一部分市场最大的应用是普 通家庭和桌面办公系统，因此对于色彩饱和度的要求不高，而LED B/L由于发光效率的问 题（目前是CCFL灯的一半左右），导致其使用颗数较多，成木远高于CCFLB/L,因此中型 尺寸应用中对LEDB/L的需求还不是很明朗。

而在占市场份额较少的图像处理、绘图、游 戏、医用等高端应用或特殊应用以及专业应用领域，由于对监视器成本的考虑不是第一位的， 是LED B/LMONITOR目前能够较有机会进入的领域，丨丨本、韩国和台湾等PANEL和显示 器厂家已经推出多款20in以上基于RGB三色LED B/L的专用监视器监视器用LED B/L 由于应用领域较多，产品性能规格要求范围较广，因此其技术解决方案也较多，有采用白光 LED的，也有采用RGB三色LED的，有采用边灯结构的，也有采用直下式结构的一般 而言，在普通家庭和桌面办公应用中，由于对显示指标和色彩还原性能要求不高，一般采用 高效低成木的白光LED B/L,根据LED白光形成机制的不同，色彩饱和度一般可达到70% 以上，甚至达到90%以上，可根据应用需求不同来选用LEDo而在高端应用中，一般采用 RGB三色LED,以达到100%以上的高色彩饱和度需求，但其成木将大幅度提高此外， 在对厚度要求较严格，需要薄型化的应用，会考虑边灯式背光结构；而在对厚度不敏感，需 要高亮度性能的应用上，一般会采用直下式背光结构随着现今对MONITOR显不品质要 求的提高，例如动态对比度、快速响应及拖尾现象消除、高色彩还原性、低功耗等，LEDB/L 显示器背光系统中也开始应用动态背光区域控制、背光扫描、温度和色彩反馈系统等技术。

监视器用LEDB/L随着尺寸、亮度要求、采用的背光结构的不同，所使用的颗数差别也很 大以普通17in监视器边灯式LED B/L为例，如果是采用白光LED,大约需要60-100颗， 而采用RGB二色LED,则需要大约100颗以上尺寸越大所需要的LED的颗数越多，对 于高端高亮度采用RGB三色LED B/L的监视器而言，其尺寸有可能在20in以上，甚至达 到32in,对LED的需求可能达到几百颗由于在这一应用领域传统CCFL背光产品的成本已将降得非常低，同时从应用的角度对显示 性能整体要求不高，因此对目前成本是CCFL B/L 3-5倍的LED B/L的需求并没有显现，近 几年LED B/L MONITOR的大规模应用和替代CCFL B/L还不会出现三、 LED B/L在液晶电视领域的应用和发展不同于MONITOR的应用，LCD TV由于主要应用于家庭娱乐，播放动态视频图像、影像等 信息，所以对其显示品质的要求比较高，例如高亮度、高对比度、高色彩还原性、快速响应、 无拖尾现象、低功耗、环保节能等因此尽管目前LEDB/L比较于CCFLB/L还存在价格昂 贵，功耗大，散热等方面的问题，但是PANEL厂家、背光源厂家和LED厂家都非常看好 LED B/L液晶电视的市场和未来发展前景，在这方面投入较大的人力、物力进行研究开发工 作，以期尽快解决上述成本和技术问题，把LED B/L的液晶电视推向市场。

日本SONY公司最早于2004年推出了商品化的LED B/L液晶电视，作为对市场的试探，但 价格昂贵由于早期LED的发光效率等问题，该电视存在严重的功耗和散热问题，在散热 方面就采用了风扇、散热片、热管等散热措施，造成整体模块厚度较厚，工作噪声太大等问 题随后06年三星电了在欧洲再一次推出了商品化的4OinLED B/LLCD TV,售价仅为四 千美金上下，可以说是价格比较大众化，同时保持了液晶电视的高性能，但同样被大众认为 是对LED B/L市场预期的试探性价格，不能代表LED B/L液晶电视的真实成木近几年LED 发光效率不断提高，同时在LED选型及二次光学设计、LEDB/L光学设计、热学管理设计、 驱动控制技术等方面也不断提出新的技术和解决方案，使得利用LED点光源的特点，即解 决了 LED光源发光效率不足引起的功耗大、散热难等问题，同时也带来了整体LCD TV性 能的大幅提升这就是大家常常在有关资料中见到的如动态背光控制、区域背光控制、闪烁 和扫描背光等技术，通过这些技术的应用，使得采用LED背光的LCD TV在动态对比度、 图像拖尾现象、功耗、色彩饱和度等方面得到显著改善背光的动态控制技术尽管也可以在 CCFL背光上实现，但山于CCFL属于线光源，同时其反应速度较慢（毫秒量级），导致采 用CCFL背光系统动态控制的区域和大小受到限制，图像信号的处理也较复杂，对显不性能 的提升有限。

一般采用动态区域背光控制技术的CCFL背光系统，动态对比度可以达到 3000:1到5000:1的水平，而对LED B/L系统，其动态对比度可以达到百万比一的水平同 时依据显示图像内容的不同，预期可有效降低LED功耗30-50%以上，其平均功耗将会比同 尺寸同规格的传统CCFL背光模块更低，达到省电节能的功效另一方面也可有效降低LED 热量的产生，并有助于减少或取消额外的散热设施，如不需要风扇、散热片等，降低整体背 光模块的材料及制造成木，功耗降低也有利于进一步提高LED产品寿命与可靠度LED B/L 在大尺寸应用上的另一个问题是三色LED光源随着工作温度的升高和工作时间的延长会出 现色彩漂移的现象，导致显不色彩不均和白平衡方面的问题，电路设计中可通过引入温度和 色彩反馈电路，实时监控和调整LED驱动电流，达到稳定色彩偏移的目的大尺寸LCD TV用LEDB/L近两年另一个技术发展方向是白色LED光源的应用，尽管在色 彩饱和度提升上较RGB独立光源的LED B/L有所损失，但白光的发光效率较高，同尺寸屏 使用的LED颗数大幅减少，可以降低成本，加快LED B/L进入市场的进度再有基于壁挂 式TV需求的增温，大尺寸超薄LCD TV模块的需求增大，LED背光较CCFL背光在这方 面更具优势，大尺寸边灯式LED B/L在LCD TV上的应用也被提出，韩国三星等已经开发 出相应基于LEDB/L的超薄模块，于2007年10月H本横滨举办的平板显示展会上，二星 就推出了厚度仅为lcm的40in LCD TV，其背光厚度估计仅为5mm左右。

LED B/L未来另 一个重要的应用是利用LED开关速度快的特点，实现无彩膜（CFless, CFL）场序彩色显示, 可去掉占液晶显示屏约20%左右成本的彩膜（C/F）材料，同时可提高整体显示屏的分辨率 和光利用率，简化TFT-LCD的制备流程，降低成本应用场序彩色显示技术的TFT-LCD, 在中小尺寸中已经得到了小范围的应用，在LCD TV等大尺寸应用中，05年三星已有 32in CFLLCD TV样品的研发，台湾友达、奇美等公司也在致力于这方面的研究并相继推出 相关样品场序彩色显示的难点在于液晶屏部分响应速度的提高，一般要求至少要低于5ms, OCB模式的液晶显示技术响应速度可以达到1ms的量级，是场序彩色最佳的选择，但其技 术开发还不成熟，大规模生产技术还有待时I丨另一方面需要解决的是时间混色在人眼识别 时引起的色分离现象，以及高速驱动芯片和复杂的图像处理技术的开发与MONITOR类似，考虑到不同的LED B/L解决方案，大尺寸LCD TV上所使用的LED的 颗数与屏幕大小和亮度的差异关系密切，从几百颗到几千颗的都有一般采用白光方案和边 灯式结构的需要LED的颗数较少，而采用RGB二色方案和直下式结构所需要LED的颗数 较多。

以三星先后推出的两款40inLED B/LLCDTV产品为例，采用白光方案的不到1000 颗LED灯，而较早推出的前一代。