搜索新闻

是金子总会发光 LED行业即将"走红"

LED光源的优势及现存问题和市场前景分析
来源:平安证券 更新日期:2007-08-03 作者:邵青
内容导航:  分页浏览 | 全文浏览

  LED的发光原理是利用半导体中的电子和电洞结合而发出光子,不同于灯泡需要在3000度以上的高温下操作,也不必像日光灯需使用高电压激发电子束,LED和一般的电子组件相同,只需要2~4伏特(V)的电压,在常温下就可以正常动作,因此其寿命也比传统光源来得更长,可达10万小时以上(目前产业化的国外可达3~5万小时)。

  白炽灯的发光效率是8--15 lm/ W左右,普通T-8卤素荧光灯光效可达40 lm/ W,T-5高效荧光灯可以达到80 lm/ W,LED光效可达200lm/w,LED还有毫秒级的通断时间,这也是一般应用光源无法达到的。

  LED所发出的颜色,主要是取决于电子与电洞结合所释放出来的能量高低,也就是由所用的半导体材料的能隙所决定。同一种材料的波长都很接近,因此每一颗LED的光色都很纯正,与传统光源都混有多种颜色相比,LED可说是一种数字化的光源。

  LED芯片大小可以因用途而随意切割,常用的大小为0.3~1mm左右,跟传统的灯泡或日光灯相比,体积相对小得多。为了使用方便,LED通常都使用树脂包装,做成5mm左右的各种形状,十分坚固耐震。

  LED手机市场前景

  就手机上应用LED来说,主要可分为四大类,第一类为来电指示灯,约使用1颗;第二类是手机附数字相机可搭配闪光灯,约使用一颗;第三类为屏幕背光源约使用2-6颗,第四类为按键背光源约使用6-10颗,所以一共加起来最少约要10~12颗LED,而最高阶的机种可能会达到19~20颗LED,可见手机对LED产业的贡献度。

  从全球销售额来看,2005年手机市场占比高达62%,从量上看,手机市场占比也达18%,手机市场当之无愧是推动LED产业的第一波浪潮。尽管手机市场仍在增长,但增长日趋缓慢;另一方面,各种新型具有多种附加功能的手机越来越多,手机功耗大,对手机节能的要求越来越强烈,这将推动能耗更低的OLED面板对TFT LCD面板的替代,而OLED是主动发光,不需要背光,对LED的需求趋降。

  综合来看,手机市场目前仍是LED的主要市场,但手机市场的影响力在下降,LED成长需要新的应用市场的推动,白光LED进入一般通用照明市场预计2010后才会真正来临,现阶段有两个“整装”市场潜力大—笔记本、液晶显示器及液晶电视的背光与汽车内饰背光及前后灯市场。

LED NB及液晶电视背光市场前景

  LED背光技术领先优势

  LED作为LCD的背光源,与传统背光技术相比,除了在色域范围的优势外,还有很多独特的优点,归纳为十个方面:

  节能。目前,照明消耗约占整个电力消耗的20%,同样照明效果的情况下,耗电量是白炽灯泡的八分之一,荧光灯管的二分之一。美国、日本等国家和台湾地区对LED照明效益进行了预测,美国55%白炽灯及55%的日光灯被LED取代,每年节省350亿美元电费,每年减少7.55亿吨二氧化碳排放量;日本100%白炽灯换成LED,可减少1~2座核电厂发电量,每年节省10亿公升以上的原油消耗;台湾地区25%白炽灯及100%的日光灯被白光LED取代,每年节省110亿度电。

  LED背光源有更好的色域。其色彩表现力强于CCFL背光源,可对显示色彩数量不足的液晶技术起到很好的弥补作用,色彩还原好;LED的使用寿命可长达10万小时。即使每天连续使用10个小时,也可以连续用上27年,大大延长了液晶电视的使用寿命,可获得对等离子技术压倒性的优势;亮度调整范围大。实现LED功率控制很容易,不像CCFL的最低亮度存在一个门槛。因此,无论在明亮的户外还是全黑的室内,用户都很容易把显示设备的亮度调整到最悦目的状态;完美的运动图像。传统CCFL灯管的闪烁发光频率较低,表现动态场景可能产生画面跳动。

  LED背光可以灵活调整发光频率,而且频率大大高于CCFL,因此能完美地呈现运动画面;实时色彩管理。由于红绿蓝3色独立发光,容易精确控制目前的显示色彩特性;可以调整的背光白平衡,同时保证整体对比度。当用户的视频源在计算机和DVD机间切换时,可以轻松在9600K和6500K间调整白平衡,而且不会牺牲亮度和对比度;可以为大尺寸屏幕提供连续面阵光源。LED是一种平面状光源,最基本的发光单元是3~5mm边长的正方形封装后,极容易组合在一起成为既定面积的面光源,具有很好的亮度均匀性,如果作为液晶电视的背光源,所需的辅助光学组件可以做得非常简单,屏幕亮度均匀性更为出色;安全。LED使用的是5~24V的低压电源,十分安全,供电模块的设计也颇为简单;环保。LED光源没有任何射线产生,也没有水银之类的有毒物质,可谓是绿色环保光源;抗震。平面状结构让LED拥有稳固的内部结构,抗震性能很出色。

  在液晶显示器已经成为主流显示器的今天,LED背光源凭借其独特、压倒性的优势,逐渐显示出强大的应用前景。

LED背光源现在存在的问题

  LED背光技术就象许多新型技术一样拥有许多诱人的优点,但LED要想占据大尺寸LCD背光源的主流,目前还需要解决一些技术难点。通过表的对比,我们已经发现LED在功耗方面处于劣势,除此之外还存在成本高、一致性差等问题。

  1)目前LED的发光效率较低,与同等尺寸CCFL背光源相比耗电量高。目前CCFL的输出光通量多在5000~7000lm范围,实际屏幕的输出光通量高于300lm,而多数LED背光都还无法达到这一指标。不过,现在全球有大量的企业从事相关研究,LED发光效率提升相当之快,目前光通量达到10000lm的高亮型LED背光也已经出现,相信离成熟仅是咫尺之遥;2)成本太高、价格昂贵,同等尺寸的背光源,LED是CCFL价格的4倍。对于目前价格竞争激烈的市场而言,让厂家有些望而却步,只有索尼为了图像质量不计成本。当然,随着工艺的成熟和生产规模的增加,LED背光的成本会逐步下降;3)用LED作为背光源存在白光的一致性问题,这比起CCFL是个劣势;4)LED在网点设计上较线性光源CCFL难,需考虑LED辐射状的光强衰减;5)RGB LED背光源时间一久会产生色移,波长会随温度变化,产生不同颜色。

  此外,散热、光源均匀性、以及LED芯片发光效率也是目前液晶面板厂商不太采用的原因之一。目前,使用LED作为背照灯光源的大尺寸液晶面板模块产品仅有少量。Displaybank表示,这是因为显示器领域的价格竞争激烈,必须把降低成本放在第一位。今后,LED背照灯的普及速度取决于何时能够解决目前LED背照灯所拥有的散热困难、均一性差和LED芯片发光效率低等问题。

  LED液晶用背光前景

  应用在液晶面板背光的LED,会依据点灯方式是直下还是侧光式,用途是电视还是电脑荧幕,都更有不同。对于辉度的要求方面,电视会比电脑荧幕高,侧光式背光的话就会使用白光LED,如果是要求高辉度、高演色性的电视就会使用直下式背光。电脑荧幕的话,一般都使用侧光方式的RGB点灯,但是电视的话,采用白色直下和RGB侧光的方式不同,就热门程度而言,现在在LED市场上备受关注的是使用白光LED侧光方式的液晶用背光领域。

  使用白光LED侧光方式的背光,其优点是可以达到PC本体的薄型化、轻型化,延长电池寿命等等的特色,但现在的白光LED的红色spectre比较弱,有色再现性不足的缺点,但是对电脑荧幕画面,尤其是笔记型电脑,要求与电视同样高演色性的使用者不多,所以在这一方面色再现不会成为一个大问题,而且如果真有高演色性方面的需求,也可以使用RGB 3原色背光和在白光LED的Rail配列中,利用定点混合红色LED的方法等等来解决,相信在未来,电脑荧幕用光源对于白光LED做为背光源的采用将会更加扩大。

  另一方面,电视用RGB背光的市场化则相当被看好,目前已经有相当多的业者将RGB 3原色LED背光液晶电视商品化了,但是要将这些三原色的背光完全成为主流技术,需要解决的问题还很多,相信还需花费数年来解决这些问题。这是因为3原色背光的根本性问题在于成本,由于电视背光需要高辉度,所以使用的必须是1W以上的高辉度LED,而且因为是直下式的方式,所以在LED的使用数方面,也会因为面板面积而大幅度的增加,在加上为了色调同一,数百个LED全部都需根据发光波长严格选定,光是LED成本就很高。使用时还有冷却LED的散热鳍片和冷却风扇等解决热效应零件的成本,另外还需要调整各LED色差的RGB色度Sensor,以及将Sensor侦测出的内容送回LED的Sensing Algorithm等周边电路的成本,并且因为大量使用高辉度LED,导致的驱动电流的增加也是一大问题,所以以现今而言能够完成低价化还比较困难。

  除了成本之外,也有一些问题需要克服,例如影像播放讯号的高解析度范围,现在的影像播放讯号只能发挥LED的3原色背光最基本演色解析度,因此要将3原色背光的潜能发挥出来,就必须强化内容高解析度,因此在目前的环境下,使用RGB 3原色的背光是有点大材小用。因此,未来如果期望将3原色背光面板完全市场化的话,前提是必须降低成本,并且提高品质,建立采用新的全彩高解析色资讯的播放规格,并且基于这个规格来普及影像内容,所以现在说3原色背光已经市场化,其实还是言之过早,但是相信使用3原色背光的LCD面板,将来会达到实用化应该是毫无疑问的。

  目前,使用LED作为背照灯光源的大尺寸液晶面板模块产品仅有少量。这是因为显示器领域的价格竞争激烈,必须把降低成本放在第一位。今后,LED背照灯的普及速度取决于何时能够解决目前LED背照灯所拥有的散热困难、均一性差和LED芯片发光效率低等问题。

  目前的技术条件下,CCFL面板的售价要比LED面板的售价便宜2倍以上,笔记本制造商目前只能在高端的产品中采用LED面板,如果笔记本采用LED背光面板,那么它的整体售价将增加300美元。一般业者认为,当LED背光与CCFL背光价格拉近至1.5倍以内时,LED背光渗透率将快速拉高。

  由于成本等问题,虽然目前大多数厂商目前不愿意在笔记本采用LED背光面板,2006年,面向大尺寸液晶面板制造的LED背照灯极少,在统计上几乎为零。但从2007年的第二季度开始,苹果和惠普等公司将推出采用LED背光面板的笔记本电脑,相信随着业界知名品牌的加入,LED背面面板在笔记本中的使用将会越来越普遍。台湾PIDA预测,在2007年年内,10英寸到12英寸笔记本中的的10%将采用LED背光面板,但尺寸更大的笔记本目前仍然不会大量采用LED背光面板,价格昂贵是主要原因之一。

  而韩国Displaybank发表了大尺寸液晶面板用发光二极管(LED)背照灯的全球市场预测,对象包括液晶显示器、笔记本电脑、液晶电视等。该公司预测到2007年,将达到约510万台,占整个背照灯市场的1.5%,2008年达到约1900万台和占市场的4.8%,2009年达到4210万台和9.6%,2010年将迅速增加到约6780万台和14.1%,2010年LED背照灯在金额上会达到45亿9900万美元,占总体的25.4%。

  所以NB和液晶电视面板背光将成为推动全球LED产业成长的新的推动力,由于NB及液晶电视面板主产地在台湾地区、韩国和日本,这些地区LED产能强大,且不断有新的产能加入,如台湾鸿海、佳总、联茂这些电子产业大厂将进入LED产业,大陆面板产能较低,在这一波推进潮中获益估计有限。但如果国内下游液晶电视整机厂自建面板模组厂的话,将推动国内背光对LED新的需求,长远需求前景看好,目前国内只有TCL有自建液晶模组厂的规划,产能为250万台/年,2009年投产。

  LED在汽车领域的应用前景

  在车用数量方面,每台车分别需要100颗(内部)、200颗(外部)。内部应用如仪表板、阅读灯,外部应用则为尾灯、煞车灯、方向灯、头灯等。目前全车内部采用LED的车厂家几乎全为欧洲的公司;而在外部照明使用LED方面,欧系及日系汽车将第三刹车灯改成LED的比率已超过80%。

  车用领域最大的课题是将LED应用在汽车的头灯,例如在日本市场,由于受到法律的限制,无法在头灯使用LED。但是,这样的限制将在2007年开始出现转机,从2007年开始可以将LED应用在概念车上,从2008年开始,更可以扩大使用LED来作为头灯,并且在2010年以后应该可以以允许开始正式使用。从元件的性能来看,目前的白光LED已经可以代替卤素灯了,最大的挑战是如何取代HID。但是随着技术的发展,相信到2010年,LED将会有机会在亮度和成本两方面与HID进行竞争。

  从基本来看,在汽车头灯使用LED的优点很多,首先是使用寿命,尽管与前述的LED的高峰衰减期也有一些关系,但是汽车的头灯不是平常的照明,所以与一般照明用途不同;接下来是设计的灵活度,头灯内的纵深将变薄,正面可以用来全面照明,使得设计的弹性度增加,而且因为LED是比较指向性强的光源,所以作为照明可以进行设计简单化和轻型化,除此之外,透过与可视光通讯技术的结合,非常有可能成为安全行驶用的资讯通讯元件。

  在头灯之外,LED在汽车的应用也逐渐地增多,尾灯、方向灯和雾灯等外部照明,还有车内灯、脚灯、仪表板用灯、导航设备用的液晶背光,和其他自动设备的操作面板,应用可以说是相当的多,当然各个应用领域都有辉度要求,同时对于演色性也有所要求,另一方面也有只要成本低的情况,所以要求各不相同。这彼此之间可以约略的进行区分,例如一般车外灯的要求会是以辉度为主,车辆内装则是以演色性为主。具体来说,头灯是需要光的到达距离,对色再现等等没有明确的要求,而车内灯会因为乘车人讨厌蓝色的光等等因素,所以对演色性的要求很高,而如果应用在仪表板上的LED就和演色性无关,不过却会被要求低辉度和低成本。

  以目前来看,在车用领域最大的市场在车内饰背光,其次为车后灯,2006年全球车内饰市场销售额4.2亿美元,车后灯市场为2.2亿美元,预计2010年汽车市场LED总体销售额会达到11.5亿美元。

上一页 1 2 3 4 5 6 7 8 
最新LED大屏幕观察资讯

The Wall的XR虚拟拍摄,三星改变打法

近日,全球显示巨头三星专门针对虚拟制作应用市场,推出The Wall for Virtual Production(型号名称

Sora来袭,给LED行业带来哪些新变化?

Sora的到来将给LED显示屏带来巨大变化,比如户外LED显示屏以及XR虚拟拍摄、元宇宙场景等,将会有肉

广告联系:010-82755684 | 010-82755685 手机版:m.pjtime.com官方微博:weibo.com/pjtime官方微信:pjtime
Copyright (C) 2007 by PjTime.com,投影时代网 版权所有 关于投影时代 | 联系我们 | 欢迎来稿 | 网站地图
返回首页 网友评论 返回顶部 建议反馈
快速评论
验证码: 看不清?点一下
发表评论