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      淺談LED應用于背光模塊所具有的優劣勢

      發布時間:2012-02-21

      中心議題:
      • 探討LED應用于背光模塊所具有的優劣勢
      解決方案:
      • 使用RGB三色LED搭配快速反應液晶
      • 利用色序法省略彩色濾光片的使用

      一、應用于背光模塊具有省電之優勢

      LED應用于背光模塊作為光源,取代傳統的冷陰極熒光燈管(CCFL),不僅具有輕薄省電、體積小、壽命長、低電壓、啟動快的好處外,同時具備環保的概念。對于筆記型計算機而言,視處理器與尺寸不同,LCD面板的耗電約占整機的三分之一,由于LED耗電量低,目前使用LED背光的NB其使用時間可以延長1.5小時以上;而搭配LED的導光板厚度可以從2mm降到0.6mm(13.3吋產品),屏幕的厚度可以減薄,整機的重量也會降低;而目前每根CCFL含有約2mg的汞,使用LED作為光源可以減少汞的使用。若使用RGB三色混成白光,可以提供較佳的色彩飽和度,電視畫面的顏色將會更鮮艷。LED可以做到區域動態控制,在部分區域黑畫面時熄滅以提高的明暗對比,同時更可以省電。而LED反應速度快,使用RGB三色LED搭配快速反應液晶,可利用色序法(Color Sequential),省略彩色濾光片的使用。

      LED的發光效率僅有20~40lm/W,不如CCFL的80lm/W,同時成本過高會是LED背光模塊最大的弱點。一支CCFL與一顆高亮度LED單價都在1.5美元上下,但是LED使用的數量卻遠遠超過CCFL。此外,LED散熱不佳,大尺寸電視使用時尚需再加上散熱基板,將會是另一項支出。而每一顆LED顏色的衰減速度不一,長期使用將會有色不均勻的問題。

      LCD上下游廠商紛紛投資LED廠,目前主要目的并非取得LED的產能而是以技術為考慮。技術上LED的封裝形式、光的波長、出光角度等都會影響背光模塊,面板廠與背光模塊廠均需要關系較密切的LED廠商配合,提供特殊規格的產品進行各項的實驗與信賴性測試。此外,面板廠與背光模塊廠曾經面臨CCFL短缺的困擾,掌握料源成為面板廠與背光模塊廠重要的課題,投資LED廠以預防LED大量使用后短缺的疑慮,而非著眼于短期利益。

      二、影響及觀察重點

      與CCFL相較,使用LED作為背光源雖然具有輕薄、環保、省電等等的優點,但是成本卻是最大的劣勢,預計2007年筆記本計算機所使用LED背光的比例將低于8%,主要原因在于其它應用領域的競爭需求,LED必須進行篩選,如何去化未符合背光模塊要求的LED將會是最需解決的課題;同時在TFT-LCD廠與背光模塊欲壓低價格以降低成本,而LED廠商在其它應用領域的毛利率較好的情形下,能否大量供貨也成為關鍵。

      2006年筆記本計算機廠商僅推出11.3吋與12.1吋的LED背光的筆記型計算機,由于12.1吋以下的筆記本計算機數量不多,同時又將LED背光視為高階機種,需求的數量有限;2007年開始,蘋果、華碩、DELL等計算器大廠將陸續推出13.3吋,甚至更大的15.4吋使用LED作為背光的產品,但仍定位為高階機種,并無意愿大量出貨。若計算器廠商對于使用LED背光模塊的產品定位未改變,對于LED產業將無太大的幫助。

      至于環保方面,歐盟EU(European Union)于2006年7月實施對電子產品禁用有害物質RoHS指令(The Restrictionof Hazardous Substancesin Electricaland Electronic Equipment),汞雖屬管制的項目,但現在因有排除條款,目前CCFL仍可繼續使用,排除條款未廢止前,并無法強制排除CCFL的使用。
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      而在液晶電視領域,目前LED背光模塊的成本過高,幾乎是同尺寸CCFL背光模塊的三倍以上,使用LED背光的液晶電視也超過同尺寸機型售價的三成以上。CCFL廠也有推出廣色域的熒光燈管(Wide Color Gamut-CCFL),NTSC可達到92%以上,而在目前目前電視訊號只有NTSC82%,高色彩飽和度的效果仍有限,因此SONY、三星皆曾推出的LED背光模塊液晶電視,但銷售不佳,宣示技術的指標意義超過實際的獲利。

      目前LED仍會以應用于10吋以下的中小尺寸為主,筆記本計算機方面仍需等待計算器大廠推出使用LED背光模塊的中階產品,市場方能擴大,至于電視方面仍有成本、技術等問題需待解決,2~3年內恐怕仍是以高階產品,甚至技術實力展示為主。
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