[emuchnet]05-TFT-LCD用LED背光组件的技术和产业现状和发展趋势(三)-简博士课件.ppt

1、TFT-LCD用LED背光组件的技术、产业和市场的现况和发展趋势 (二二)苏州京东方茶谷电子有限公司候 彦 技术副总监2011.06TFT-LCD用用LED背光组件的技术、背光组件的技术、产业和市场的现况和发展趋势产业和市场的现况和发展趋势 (二)Change life with heartChange life with heartConfidential32LED BLU的发展方向的发展方向国内外国内外BLU产业发展状况产业发展状况1京东方茶谷简介京东方茶谷简介Change life with heartChange life with heartConfidential扩散膜扩散膜棱镜膜

2、棱镜膜反射膜反射膜导光板导光板护套护套Change life with heartChange life with heartConfidentialLEDCCFL注：最好；较好；较差；差Change life with heartChange life with heartConfidentialn2015年全球背光源总销量将由2011年的27.14亿片上升至35.51亿片，年复合增长率6.95%Source：Display Search，iSuppli，中华液晶网等，BOECT整理n2015年全球背光源销售额将由2011年的1062.7亿元人民币上升至1291.7亿元人民币，年复合增长率4

3、.99%Change life with heartChange life with heartConfidentialSource：Display Search，iSuppli，中华液晶网等，BOECT整理n2015年中国背光源总销量将由2011年的18.80亿片上升至26.78亿片，年复合增长率9.24%n2015年中国背光源销售额将由2011年的642.13亿元人民币上升至839.64亿元 ，年复合增长率6.93%Change life with heartChange life with heartConfidentialLED BLU具有良好的环保性和色彩还原性，将逐步取代CCFL

4、BLU成为主流产品。 LED BLU的渗透率逐年提升，预计到2014年渗透率将达96%。Source: Quarterly LED Supply/Demand Market Forecast ReportChange life with heartChange life with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告JapanKoreaTaiwanChinaNB/MNTLCD TV(20)Small &MediumJapanKuroda JapanStanley JapanNippon Denyo JapanChata

5、ni JapanNippon Leiz JapanFujitsu Kasei JapanKiryu JapanEpson (industry)JapanOhtsu Taiya JapanYuka Denshi JapanHarison Toshiba Lighting JapanHitachi ED JapanSeiko Instrucments JapanEnplas JapanSony JapanIMES JapanColcoat JapanNissen Chemitec JapanCitizen Miyota JapanOMRON JapanKOHA Factory LocationBa

6、cklight Business AreaCompany NameNationalityChange life with heartChange life with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life with heartConfidential 达运(成都) 京东

7、方茶谷(北京) 世元达(北京) 盛纳路(北京) 中强光电(广州、惠州) 瑞仪(广州) 达运(厦门) 辅祥(厦门) 奈普(厦门) 京东方茶谷(厦门) 云光(厦门) 科桥(东莞、福州) 大亿(深圳) 奇菱(佛山) 帝光(深圳) 中强光电(苏州、南 京、上海、宁波) 瑞仪(吴江、南京) 达运(苏州) 辅祥(吴江、上海) 奈普(昆山) 福华(吴江) 科桥(吴江) 京东方茶谷(苏州、昆 山、合肥) 大亿(吴江、南京、宁波) 奇菱(苏州、宁波) 泰山(吴江) 东山(苏州) 喜星(南京) 云光(苏州) 夏普(无锡) 欧姆龙(上海、常熟) 日立(吴江) 富士光(苏州) 斯坦雷(苏州) DID(苏州) 仕达利恩

8、(南京) 均龙(吴江) 帝豪(扬州)Change life with heartChange life with heartConfidentialRemark：1）LED BLU Price数据来源：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告； 2）Module Price数据来源：Witsview，2011/05 Change life with heartChange life with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life

9、with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life with heartConfidential32LED BLU的发展方向的发展方向国内外国内外BLU产业发展状况产业发展状况1京东方茶谷简介京东方茶谷简介Change life with heartChange life

10、 with heartConfidential绿色设计 绿色零部件n LED(白光、三色、多色LED)n 无卤素n 高效率的光学零组件轻薄化n 超薄BLU设计n 高物流效率的新型包装 多元化的功耗节省方案n 新的Cell设计n 降低光源的功率消耗n 优化BLU设计n BLU亮度调节一体化设计n 边框前安装/一体化背板n 一体化LCD功率系统n PCB一体化降低LED使用颗数Change life with heartChange life with heartConfidential123MonitorLCD TV NB l 导光板短边入光导光板短边入光l LED颗数减少颗数减少l 超薄化结构

11、超薄化结构l 超薄化结构超薄化结构l 区域控制区域控制l LGP超薄化超薄化l 低成本低成本LED l LED颗数减少颗数减少l 散热器散热器Change life with heartChange life with heartConfidentialLGP厚度BLU结构LED颗数LED 亮度12w: 0.6mmSlim V-cut13.3w: 0.8mmTurning film +V-cut LGP 42-60 pcs1800-2200mcd2.94-4.2W15.4w: 0.9mm1.Slim V-cut0.6-0.8mmTurning film +V-cut LGP 16-24 pcs

12、1.1-1.9W2.V-cut0.8-1.2mmTurning film +V-cut LGP 16-24 pcs2400mcd1.1-1.9W3.Microlens0.8-1.2mm2xBEF+2xDiffuer20-32 pcs1.4-2.2W功耗传统传统LED NB BLU新型新型LED NB BLUSource: Display Search Quarterly LED, CCFL & Backlight Units Report 技术进展技术进展 Change life with heartChange life with heartConfidential目前状况目前状况今后方向今

13、后方向方案1方案2方案3- 高亮度- 低收益率- 光学设计难- 专利限制加加速速LEDLED背背光光渗渗透透率率降降低低LEDLED背背光光渗渗透透率率加加速速LEDLED背背光光渗渗透透率率Source: Display Search 结构改进结构改进 Change life with heartChange life with heartConfidentialSource: Display Search: Notebook and LCD Monitor Panel Developing Analysis 功耗节省路线图功耗节省路线图 Change life with heartChan

14、ge life with heartConfidential 技术趋势技术趋势Source: Samsung LCDChange life with heartChange life with heartConfidentialn应用于LCD Monitor的超薄LED BLU的设计挑战采用2.0 mm 薄型LGP采用5620 LED封装采用平板PCB设计 (由于垂直外形尺寸增加，需要讨论系统的前挡板设计)应用于应用于Monitor的传统的传统LED BLU应用于应用于Monitor的超薄的超薄BLU 超薄超薄LED BLULGP 2.0T25mmChange life with heartC

15、hange life with heartConfidentialn最近, Samsung LCD宣布开发出用于高端LED显示器的GB-R LED （绿光芯片+ 蓝光芯片+ 红色荧光粉） 。n常规的RGB LED BLU 有许多问题：nRGB LED封装价格昂贵，需要额外的LED驱动器（3倍以上于白光LED）n需要复杂的连接自动调光感应器和微控制器（MCU）的接口电路，用于调色和调光控制 n由于热量的可靠性问题，需要宽厚的铝基板n实际的GB-R LED 色域覆盖率低于RGB-LED。Samsung LCD则强调其成本的好处，以呼吁显示器系统集成商采用此产品。Source: Samsung LC

16、D GB-R LED BLU：更具成本效益和更可靠：更具成本效益和更可靠Change life with heartChange life with heartConfidential 设计趋势：超薄设计趋势：超薄BLU和区域控制和区域控制(Local Dimming)n 更薄的LED BLU：通过采用薄型LGP和LED封装 LGP 厚度: 4.0 mm 3.0-3.5 mm 2.0-2.5 mm LED 厚度变化: 6035 5630 6030 或 7030 (主流) / 5620 (超薄) n 根据LED排列方式定位产品Change life with heartChange life w

17、ith heartConfidential 设计趋势：超薄设计趋势：超薄LGPn另一种设计方法是通过薄型LED芯片和薄型LGP的开发进行超薄设计。目前LGP厚度约为3.0-3.5mm，在2011年超薄机型中LGP将会达到2.0-2.5mm。1H09 LED PKG: 5630LGP: 3.0-3.5 mmLCD Module: 10.8 mmLED PKG: 5620LGP: 2.0-2.5 mmLCD Module: 9.x mm2H09-2H10 20112.0-2.5TChange life with heartChange life with heartConfidential直下式

18、(目前已量产)侧光式 (4边, 6 bars, 二合一封装, 目前开发中)侧光式 (2边, 水平4 bars, 单芯片封装) 侧光式 (单边,1 bar, 单芯片封装) 侧光式 (2边, 水平/垂直 2 bars, 单芯片封装) 设计趋势：减少设计趋势：减少LED颗数颗数n通过采用高发光强度的LED芯片和加强BLU光学设计，来减少LED芯片数量。Change life with heartChange life with heartConfidentialn为保证寿命（3.5万小时以上），BLU的散热器设计是非常重要的因素。n更好的散热器的基本概念是 “尽可能增加接触面” ，例如下面的设计。n

19、可以预期的缺点是材料成本增加和组装效率下降。 设计趋势：以设计趋势：以LED bar底盘和底盘和MCPCB为散热器为散热器 以以LED bar 底盘为散热器底盘为散热器AS-IS (10 1H) TO-BE (10 2H)55”GA55”GA向向(10(10年年 2 2 LED LED ) )MOLDLED CHASSIS BARBOTTOM CHASSISLED CHASSIS BARBOTTOM CHASSISFor Better Heat Sink 以以MCPCB为散热器为散热器Change life with heartChange life with heartConfidentia

20、l0D Dimming1D Dimming扫描扫描/逐行逐行 OnOff2D DimmingOnOffOffOnOff区域调光区域调光On/ OffLED BLU（直下式） 光源类型白光 LEDRGB LEDCCFLWCG CCFL0D DimmingYesYesYesYes1D DimmingYesYesYesYes2D DimmingNoNoNoNo场序NoYesNoNo色域7592%100% NTSC85%NTSC92%NTSCYes100% NTSC白光LEDRGB LEDCCFL BLUYes7592%NoYesNoYesYesNoLED BLU（侧光式） 区域控制技术区域控制技术S

21、ource: Display Search Quarterly LED，CCFL，Backlight ReportChange life with heartChange life with heartConfidential 调光技术调光技术n高对比度和功率节省技术n调光技术是一种光源的信号处理，可使BLU实现局部和动态发光n通常情况下，调光技术须考虑到与图像处理技术和图像补偿技术，以提供高品质的图像效果 n动态清晰度/静态对比度 n全白图象与全黑图象的亮度比n白色图象与黑色图象区域的亮度比ASTRI（香港应用科学技术研究院 ）目前所达到的状态 高对比度: 100,000:1 宽色域 : 1

22、00% NTSC 低功耗: 30-50% saving 无风扇、无散热片、低成本的FR4-PCB板 对比度定义对比度定义 Change life with heartChange life with heartConfidential 场序彩色控制技术场序彩色控制技术2006年三星在全球首次发表“场序彩色控制技术” 华映在FPD Taiwan 2007展上也发布了该技术 场序彩色控制技术的优势 减少彩色滤光片，提高光传输效率 提供超过100 NTSC的高色域制式 增加对比度（调光技术） 低功耗场序彩色控制技术的挑战 快速响应，低于5ms LED BLU和面板的同步信号处理 彩色遥感和LED模块

23、的反馈技术 颜色突破 Power consumption= 80W 500cd/m2Power consumption= 67WPower consumption= 67WChange life with heartChange life with heartConfidential LED-TV BLU需解决的课题需解决的课题Change life with heartChange life with heartConfidential0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q320

24、08200920102011侧光式直下式n侧光式BLU是LCD TV应用的主流。n采用直下式LED BLU的领导LCD 厂商是Sharp。n要提高直下式LED BLU份额, LED封装价格应下降至目前价格的一半以下。Source：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life with heartConfidentialn2010年Q3日本的LED渗透率为40%.由于夏普的主导，在日本直下式LED份额较高。n夏普已开发出经济型的直下式LED BLU，其成本与侧光式LED BLU类似。nLCD TV的潜在增长区域

25、包括中国、拉丁美洲（尤其是巴西）和亚太地区（特别是印度）。Source：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life with heartConfidential（应用应用NB PCMonitorLCD TV代表尺寸代表尺寸14.119W46目前目前现状现状LED封装T3014T3014T5630T5630功率（W）0.0

26、60.060.40.4数量（颗）20251301603060180210未来未来发展发展趋势趋势LED封装S0.8t/S0.6t/T3014T5630T5630T3045功率（W）0.060.80.81数量（颗）2020309010080100(1)轻薄化促使LED尺寸日益薄型化(2)中大功率LED应用日益增多，尤其是在MNT、TV方面(3) 在NB、MNT、TV等领域，LED数量逐步减少，多侧入光方式向双侧或单侧方式过渡，长边入光方式正向短边入光方式过渡Change life with heartChange life with heartConfidential安全要求安全要求电气电气性能

27、性能光光学学性能性能热学热学性能及其性能及其它它 应符合IEC 62031照明用LED模块安全要求。 LED在额定电流下稳定工作时，工作电压、工作电流的实测值与额定值之差应不大于额定值的10%。实际消耗的功率与额定值之差应不大于额定值的20%。 光亮度 颜色均齐性 热阻 寿命 光通维持率 颜色维持性 颜色均齐性 正常工作温度范围 表面最高温度Change life with heartChange life with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life

28、 with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life with heartConfidentialSource：Display Search 2010_Q4 LED BLU报告Change life with heartChange life with heartConfidential32LED BLU的发展方向的发展方向国内外国内外BLU产业发展状况产业发展状况1京东方茶谷简介京东方茶谷简介Change life with heartChange lif

29、e with heartConfidential江苏省苏州工业园区海棠街江苏省苏州工业园区海棠街2号号2002年年3月月n 京京东东方科技方科技集团集团股份有限公司股份有限公司(占股占股90.51%)；n 茶茶谷产业谷产业株式株式会会社、日本高千社、日本高千穗穗 (占股占股9.49%)成立成立时间时间合合资资方方主主营业务营业务背光源、液晶模组、背光源、液晶模组、LED照明产品及关键零组照明产品及关键零组件研发、制造及销售件研发、制造及销售京东东方茶谷（BOECT）Change life with heartChange life with heartConfidentialn 拥有完整拥有完

30、整TFT-LCD用背光源产品线，具有背光源所需的所有用背光源产品线，具有背光源所需的所有 技术和能力。技术和能力。n 建有江苏省背光源工程技术研究中心、北京市级研发实验建有江苏省背光源工程技术研究中心、北京市级研发实验 室，拥有背光源研发测试用各类业界一流的软硬件设备。室，拥有背光源研发测试用各类业界一流的软硬件设备。n 累计申请专利累计申请专利36项，其中发明专利项，其中发明专利28项，获得授权项，获得授权16项。项。n 我司我司是国家平板显示标准组成员，负责起草是国家平板显示标准组成员，负责起草TFT-LCD液晶背液晶背 光源的国家标准。光源的国家标准。 n 近年来承担过多项省部级科研攻关项目。近年来承担过多项省部级科研攻关项目。Change life with heartChange life with heartConfidential