从国家“863计划”到LED大尺寸背光的市场化

从国家“863计划”到LED大尺寸背光的市场化
2009-12-1 15:56:30 《半导体照明》中国半导体照明网深圳帝光苏遵惠行业分类:其它浏览

　　为推动LED在大尺寸背光组件上的应用，2006年10月国家科技部将“大尺寸LCD背光源集成技术研究”——《低成本动态LED光源系统开发》列入“863高科技项目”，引导和促进包括大尺寸背光用LED芯片、封装模块、大尺寸背光、动态背光控制IC、动态背光控制电路及与之相配套的光学膜片的开发。仅3年时间，LED大尺寸背光组件在研发、制造、销售诸方面均取得了较大的进展。特别是2009年以来，已经初步进入到市场化的阶段。

LED背光从中小尺寸到大尺寸TV背光组件

　　2006年前，LED主要应用于指示照明、道路的红绿灯指示照明等对亮度要求不太高的场合。由于其低压供电、能耗低，对于便携式液晶显示产品电源极易解决，免除了原来使用冷阴极荧光灯（CCFL）所需要的产生高频高压的高压条，同时也减少了由于电压及频率变换造成的功率消耗。这些优势使得LED开始在手机、数码相机、数码摄像机等便携式产品中应用,并逐步派生出了如MP3、MP4等便携式新产品。但是，在2006年前LED还是局限于中小尺寸（7英寸及以下）液晶显示器方面。在技术指标上，对其亮度、亮度均匀性要求不高；在对比度、色坐标、色温和色域等更高要求的技术指标上，几乎也没有提出要求。

　　随着LED技术和工艺的改进，LED产品技术指标逐步提高，特别是综合白光的光效每年几乎以10%～20%的速度提高，而市场价格每年几乎却以10%～20%的速度下降。一些发达国家或地区，美国、日本、欧盟等均将LED的普通照明和专业照明列入“新能源、新光源发展计划”。我国也将综合白光的光效100lm/W作为近期的发展目标，即标志着LED的普通照明和专业照明的时期已经到来。2006年10月国家科技部将“大尺寸LCD背光源集成技术研究”——《低成本动态LED光源系统开发》列入“863高科技项目”，从而引导和推动了LED在大尺寸电视接收机背光组件中应用。

　　帝光电子有限公司2006年开始在大尺寸电视接收机背光组件中试验用LED作光源，由于初期LED的发光效率还不高，所以只能制作直下式LED背光组件，为了使亮度达到要求，先后开发了19”、22”、26”、32”、42” 和47”的LED背光组件；随着LED的光效提高，又开始在侧光式LED背光组件上试验，侧光式19”～32”LED背光组件已达到量产水平，侧光式42”LED背光组件开发成功。自2008年以来，逐渐从背光组件向显示器、TV拓展。据了解，国内的几家主要显示器制造公司和电视机制造公司，均将LED背光产品列入开发计划或已经开始投入生产。2009年四季度和2010年国产LED背光组件显示器和电视机将会陆续上市，逐步取代CCFL背光产品。

从静态背光组件到动态背光组件

　　为了节能和提高图像对比度，近年来控制亮度或色度的背光组件也逐渐兴起。因为控制技术难易程度不同，控制电路和控制软件的开发和制造成本不同，所以，背光组件亮度或色度的控制方式也不一样。

　　由于液晶自身的弱点，如透光率低（只有4%～8%），导致背光组件90%以上的光被滤掉，能源损失较大；而当黑信号时，液晶又难以将背光组件的光全部关掉，导致在黑信号时亮度值仍然不低，所以液晶显示器的静态对比度较低，一般只有800:1左右。为了节约能源和提高信号的对比度，动态背光的设想应运而生。如LED背光组件的整屏亮度PWM控制，LED背光组件的横向分区域亮度PWM控制，LED背光组件的纵向分区域亮度PWM控制，LED背光组件的全屏分区域亮度PWM控制，LED背光组件的R/G/B分区域亮度控制，LED背光组件的R/G/B分区域亮度和色度综合控制等等。

　　随着“863高科技项目”的进展，到目前为止已申请专利7项：《视频控制LED背光源及其控制方法》（发明专利）、《TFT-LCD用LED背光源模组》（发明专利）、《使用LED反射凹坑的背光源模组》（实用新型专利）、《视频控制LED亮度和色度的动态背光源模组（发明专利）、《LED动态背光源控制电路》（发明专利）、《LED动态背光源控制算法》（发明专利）和《用低分辨率LED显示器作视频控制的动态背光模组》（发明专利），部分专利同时也在申请国际专利。即在完成“863高科技项目”的同时，逐步建立自己独立的知识产权。原来的液晶电视只有静态背光，由于LED动态背光组件这个新概念的引入，经过几年的试验和总结，根据不同的动态控制方法，现在探讨出了一套对于静态背光和动态背光均适合的功率测试信号源。

　　通过“863高科技项目”的推进，还先后派生和开发出了“一体化设计显示器”、“超薄显示器”、“超薄侧光式背光电视机”和“超薄直下式背光电视机”等新型结构显示器和电视机，从而形成了一系列的健康、环保、节能的LED背光产品。

大尺寸TV背光组件对LED的要求

　　随着各种大尺寸LED背光组件的开发，对LED芯片和封装模片也提出了较高的要求。目前虽然LED芯片和封装模片的主要技术指标逐年在提高，但是，在技术指标的一致性的分拣方面还有一些差距。经过几年的试验与总结认为，在供给标称电流一定的条件下，参数的一致性均有较严格的要求。这些参数有亮度（发光效率）；色温（色坐标）；红、绿、蓝三色的中心波长，而且要与LCD的彩色滤光片的中心波长基本吻合；技术参数的稳定性和衰减的一致性。

　　如果上述技术参数不一致，将使液晶显示屏出现“花脸”现象，或透光率会较低，上述因素也是在一定程度上制约大尺寸背光市场化的原因。

　　由“863高科技项目”引导、推动LED背光组件，从中小尺寸到电视接收机用LED大尺寸背光组件、从静态背光组件到动态背光组件得到长足的发展，从背光组件和控制电路技术层面而言，已达到量产阶段。为了满足LED大尺寸背光组件的要求，一定程度上依赖于 LED的技术指标和分检精度。所以，只有加快提高LED技术指标的进程，我国LED大尺寸背光组件的电视接收机才可能得到突破性发展。

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