LED 背光技術(shù)的好伙伴

吳濤

有關(guān)LED背光，業(yè)界曾發(fā)生過一段值得一提的插曲。2012年初，三星將旗下新款液晶電視取名為“LEDTV”，被英國Advertising Standards Authority組織認(rèn)為違反了該國的廣告法（即真實(shí)、明確、無誤導(dǎo)的原則），最終不得不修改該系列產(chǎn)品在英國電視臺的廣告用詞。的確，從嚴(yán)格意義上來說，三星的LEDTV只是將傳統(tǒng)液晶電視的背光改為了LED光源，而不是將LED直接制成成像元件，LEDTV的叫法就顯得不夠準(zhǔn)確。

簡單的一個命名問題波折卻不少，其中映射出來的，不是三星在命名問題上的敷衍，而是LED背光對于液晶顯示的重要性。

取代CCFL，LCD進(jìn)入LED背光時代

LCD為非發(fā)光性的顯示裝置，需借助背光源才能具備顯示功能。背光源性能的好壞除了會直接影響LCD顯像質(zhì)量外，其成本也占LCD模塊的3-5%，所消耗的電力更是占到了模塊總耗電量的75%，是LCD模塊中重要的零組件。隨著LCD模組不斷向更亮、更輕、更薄、更窄邊框方向發(fā)展，配合高性能的背光技術(shù)就成為重要的考量，LED背光源在這其中脫穎而出，成為目前LCD產(chǎn)品背光源發(fā)展的主流。

據(jù)來自市場調(diào)查機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，至2013年，采用LED背光的大尺寸LCD面板市場占有率已經(jīng)超過90%，極小一部分產(chǎn)品還繼續(xù)列裝CCFL（冷陰極熒光燈）或HCFL（熱陰極熒光燈）背光模組。而這一數(shù)據(jù)在2008年僅為0.1%。LED背光發(fā)展之迅速可想而知。

相對于采用CCFL、HCFL發(fā)光模式，LED背光源的優(yōu)點(diǎn)是體積小、壽命長，且綠色環(huán)保，號稱比CCFL省電50%以上。眾多優(yōu)勢集于一身，LED背光，乃至小間距LED顯示的風(fēng)光無限自然是情理之中了。

當(dāng)LCD產(chǎn)業(yè)努力開拓新應(yīng)用領(lǐng)域的同時，背光技術(shù)的高性能化——高亮度、低成本、低功耗、輕薄化——也扮演著至關(guān)重要的角色。

首先，從成像效果上來看，采用LED背光技術(shù)的顯示屏可以取得足夠?qū)挼纳?，彌補(bǔ)液晶顯示色彩數(shù)量不足的缺陷，達(dá)到甚至超過Adobe RGB和NTSC色彩標(biāo)準(zhǔn)要求（采用CCFL背光只能實(shí)現(xiàn)NTSC色彩區(qū)域的78%左右），可顯示更為逼真的色彩；同時，因?yàn)長ED的點(diǎn)光源特性（CCFL為線光源），使LED背光還能實(shí)現(xiàn)CCFL無法比及的分區(qū)域的色彩和色度調(diào)節(jié)功能，從而實(shí)現(xiàn)更加精確的色彩還原性，畫面的動態(tài)調(diào)整可以使得在顯示不同畫面時，亮度與對比可以動態(tài)修正。

其次，從成本角度考慮，LED背光也有其優(yōu)勢。LED使用壽命長達(dá)6萬小時以上，即使7×24小時不間斷使用，也能用上7年，這也就意味著，在LCD整機(jī)模塊主要元器件的生命周期內(nèi)，不用考慮LED背光模組的壽命問題（這在DLP產(chǎn)品中應(yīng)用的意義尤其重大，在后面的內(nèi)容中我們會談到）；長壽命的LED光源也使得DLP拼接墻的維護(hù)頻率大幅度降低；同時，LED光機(jī)采用全固態(tài)器件，光學(xué)系統(tǒng)中沒有動態(tài)光圈、色輪等運(yùn)動部件，降低了因?yàn)檫\(yùn)動磨損導(dǎo)致的機(jī)芯故障的幾率，從而大幅提升了LED光源投影機(jī)芯的穩(wěn)定性，而作為固態(tài)光源的LED，具有較強(qiáng)的抗壓抗震能力，在運(yùn)輸方面也具有極大優(yōu)勢。當(dāng)然，上面已經(jīng)提到的能耗方面的優(yōu)勢，也是LED極強(qiáng)競爭力的體現(xiàn)。

再次，隨著環(huán)境問題越來越被社會所重視，環(huán)保認(rèn)證的推行也導(dǎo)致含有鉛汞成分的CCFL光源產(chǎn)品被大量棄用。而作為半導(dǎo)體組件，LED光源器件可以回收再利用，其中重要的金屬元素可以再生使用。

此外，LED又藉由近兩年在亮度上突破性的提高和成本的大幅降低，成為了顯示廠商青睞的選擇。

LED背光，攪局大屏拼接市場

在專業(yè)顯示領(lǐng)域，尤其是大屏拼接市場，LED背光產(chǎn)品的出現(xiàn)對整個顯示格局產(chǎn)生了重大影響。這一點(diǎn)以在邊框厚度上的表現(xiàn)最為直接。

早在2009年，DLP箱體之間的物理拼縫已經(jīng)控制在了0.5mm之內(nèi)，PDP拼縫小于3mm，二者在大屏拼接領(lǐng)域擁有巨大優(yōu)勢。而液晶拼接始終懸而不決的拼縫問題在這一年獲得突破性進(jìn)展，NEC 7.3mm拼縫的46英寸超窄邊框液晶顯示單元的推出，無疑成為LCD拼接應(yīng)用上的一個創(chuàng)造性突破，三星在隨后不久也將DID液晶單元拼縫降至7.3mm。盡管與DLP和PDP的拼縫還有一定的差距，但從此，等離子無縫拼接墻在平板大屏幕拼接市場中長期占據(jù)的領(lǐng)導(dǎo)地位開始面臨來自超窄邊液晶拼接的挑戰(zhàn)和沖擊，甚至被逼到了墻角。而占據(jù)大屏拼接統(tǒng)治地位的DLP，其困擾也隨之而來。

LCD邊框厚度的突破，LED背光模塊在其中居功甚偉。

據(jù)來自廠家的數(shù)據(jù)，2013年，市面上采用CCFL背光的LCD拼接產(chǎn)品單邊邊框厚度仍有4-22mm之多，主要原因就在于CCFL燈管兩端的燈絲及管座限制了液晶板的尺寸，而采用LED背光的產(chǎn)品，雙邊拼縫最窄已經(jīng)達(dá)到5.3mm，LG和松下都已經(jīng)在其面板應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。

因?yàn)橹T如價格優(yōu)勢以及邊框厚度持續(xù)突破等這些因素，LCD在拼接墻領(lǐng)域異軍突起，并最終導(dǎo)致整個市場三足鼎立格局形成。

當(dāng)然，DLP的困擾在引入LED背光模組替代UHP燈泡之后，也很大程度上得到緩解。甚至可以說，LED對于DLP背投的顯示產(chǎn)品意義更加非凡。

LED光源DLP機(jī)芯的推出，帶來了DLP革命性的技術(shù)突破。除了超長的使用壽命和更加綠色環(huán)保的特性，LED光源的引入，較大程度提高了DLP光機(jī)的性能，穩(wěn)定性更好，可實(shí)現(xiàn)色彩和亮度的自動調(diào)整，多重防塵技術(shù)提升了環(huán)境適用性，而且在亮度方面已經(jīng)開始超過UHP燈泡光源，不僅更好地滿足了客戶的需求，也進(jìn)一步拓展了DLP拼接屏的應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，2012年全球LED光源背投產(chǎn)品占所有背投產(chǎn)品比重從2011年的25%上升到約50%，2013年這一比重更是大幅上升，全球各大DLP背投機(jī)芯廠商無一例外都推出了自有的LED光源產(chǎn)品。而UHP光源產(chǎn)品只是作為廠商基于國內(nèi)龐大市場容量以及明顯的地區(qū)性差異等實(shí)際情況的一個考慮，作為一個補(bǔ)充選項(xiàng)繼續(xù)發(fā)揮其作用。

也許有人會拿DLP背投產(chǎn)品采用LED背光的成本問題說事，誠然，采用LED技術(shù)會令DLP拼接墻工程的首次投入上升30%，但是LED光源超過6萬小時的壽命，相當(dāng)于傳統(tǒng)汞燈的20倍左右。也就是說客戶在DLP拼接墻的全壽命中至少會節(jié)省下20個燈泡的更換費(fèi)用。這筆費(fèi)用不僅足可以抵消采用LED背光技術(shù)造成的DLP拼接單元成本的上升，還可以省下更多的隱形投入。

無論是作為成像元件本身，還是作為背光源，LED的出現(xiàn)對于大屏顯示市場而言都具有重大意義。有人視其為攪局者；有人將之看成救命草；有人不以為意，僅將之看作是過渡光源類型（更有激光、OLED等來勢洶洶）；有人則以此為契機(jī)大力發(fā)展。

如此眾生相所折射出來的，是大屏顯示市場的極大繁榮和進(jìn)步。