低成本直下式LED背光模塊

    在過去的一年多以來，面板的銷售價格始終低于生產成本，這也是TFT LCD面板廠面臨到最大的挑戰。長期的赤字虧損不但消耗他們的現金，并且也耗損了它們對TFT LCD及電視產業未來發展的信念。為了改變現況，面板廠正在嘗試不同的途徑：如降低成本與規格。這樣的方式，相較于以前總是為終端消費者引進最新、最好的功能與規格，并且想方設法地降低售價刺激消費是完全不同的。這樣的創新，有三種不同的方式：

    開發低于平均亮度的低成本直下式LED背光系統

    研制厚型的CCFL背光系統的電視面板

    替換原本120赫茲 double frame rate 技術，改為以60赫茲加上掃描背光的技術

    這些新方法目前都還在發展中，但是我們可以期待電視品牌廠商采用這些創新的產品，并且很快能看到它被引進到低端消費市場中，預估時間點是在2012年初。有趣的是，這些努力所針對市場不只中國，南美，東歐，東南亞等新興市場，還包括北美和西歐等發達國家。顯然地，在已開發國家中沉悶的市場氣氛，讓終端消費者相信預算控制比名牌電視來的重要。而且在世界任何角落都可以找到因為有限的預算而愿意接受低規格電視的消費者。

    下表描述了這三種創新方法的主要優、缺點，和面板廠商所將面臨的機會及風險。

    表一 、 2012低端LCD TV SWOT分析

    大多數人都明白，直下式LED背光的成本高于目前普及的側邊式LED背光。當供應鏈最初引進LED到液晶電視面板背光模塊時就是以直下式的LED背光應用。在環境保護的觀點下來看，直下式LED式優于CCFL。LED的特性是有較低的電力功耗，并且調光能力可提高對比度度，以達到更好的畫面表現。不過，像SONY這樣的早期開發者，并沒有成功將直下式LED背光源引進成為主流，因為它太昂貴。高成本是由于大量使用的LED以排列或數組方式使用在背光模塊上。

    三星電子所開發的側光式LED背光模塊驚艷了整個產業。這個新的概念將LED燈條安置在背光模塊的側邊，立刻大幅度的減少LED的使用顆粒數及厚度。新的側光式LED背光模塊設計可媲美舊的直下式LED背光。

    側光式LED背光已使面板制造商已經成功地降低了LED的數量，經由使用有更好發光效率的LED和提高面板的透光率。大多數的背光模塊里，LED燈條已經從六條減少到兩條。根據DisplaySearch大尺寸TFT LCD面板技術藍圖研究報告指出，目前面板制造商正在研發將LED燈條減少到一條，尤其是先進的側光式LED背光源的開發者---三星電子。

    然而，面板制造商始終對LED的價錢高出傳統的CCFL感到頭痛，終端消費者也只愿意接受低價的LED。面板廠商已經別無選擇，只能不斷降低LED面板價格，這促使他們思考新的途徑。

    面板制造商的LED背光模塊開發工程師們找出以下新的點子，可以實現更低成本的LED背光源，尤其是成本比的當前側光式LED還要低廉：

    概念：以低成本的LED，在不改變目前的CCFL背光的機械結構之下，取代CCFL。

    目標：分成32個“CCFL高清量區”，并利用它來加速LED滲透率。

    挑戰：LED意味著超薄，終端消費者可能會被厚厚的LED機型混淆。

    下表將直下式的CCFL與側光式的LED做了一個比較。

    表二、新型直下式低成本LED背光與CCFL及側光式LED比較

    這個概念是使用更大的LED芯片，仍然是以數組式，但排列數量較少。將LED封裝涂布上一層特殊的反射鏡片，進一步提高發光效率，因此可以使用較少的LED。一個較厚的背光模塊是必要的，因為 LED的光線需要足夠的反折射空間，因此它與一個傳統的CCFL背光模塊的厚度差不多。

    直下式的LED最大的好處是可以減少導光板（LGP），因而產生成本的降低。通過移除增亮膜（DBEF），成本可更進一步降低。而沒有導光板，高效率擴散板是保持的亮度均勻性必需品。這個概念的另一個要素是降低面板的亮度標準。綜上所述，此方法創造一個直下式的LED背光模塊其厚度與CCFL機型相同，但是成本卻低于側光式的LED背光模塊。許多電視面板制造商在設計這個新概念時，都朝向與CCFL背光模塊相同的成本來努力。

    這個解決方案有望在2012年年初在終端市場亮相。它的優點絕對是成本，尤其是如果它的成本與CCFL背光相類似。最大的挑戰是說服消費者厚型的LED機型的價值，因為大多數消費者已經被教育 ”LED” 等同于 ”超薄”。此外，這種方法可能需要面板制造商、LED制造商、及背光模塊裝配廠之間的緊密合作。

    由于厚度可能為終端消費者接受的最大障礙，一些面板制造商可能會開發窄邊框來抵消厚度這項缺點。另外，BMS的商業模式將被廣泛地應用，因為和BMS整合可能能夠減少厚度。

厚型背光模塊LCD TV 面板

    這種方法是減少CCFL的數量和增亮膜（BEF），但經由改變背光電源系統的結構卻增加了面板和背光模塊的厚度。結構重組將傳統的電源板+變頻器的結構，而改變成Integrated Power Board（IPB）+ Transformer Balance Board（T-Balance）結構。由于電力系統的結構調整，CCFL背光源模塊將比以前會更厚。例如，一個32英寸的背光模塊的厚度將從48毫米增加到58毫米。然而，這顯著的降低了背光電源系統成本。面板制造商稱這些面板為CCFL入門款、熊貓面板、或是胖胖面板。在節約成本上，可以比傳統的CCFL面板少5~7美元。

    顯然，這個面板將需要找到一個特殊的位置，尤其是在發展中國家，消費者關心LED和厚度不如采購成本來的多。一些印度買家表示，他們希望有一個較厚的面板，因此可以在電視機里配置大型擴音喇叭。許多印度消費者關心電視的音質多于圖像質量。

    另一方面，這種面板的挑戰是，制造商們將需要重新設計他們的電視機的電源系統來配合它。

    60赫茲 + 掃描式背光模塊（仿真120 Hz）

    60赫茲和120赫茲的面板成本的價差最少有10-15美元。成本增加與時序控制器（T- CON）和動態估算/補償（Motion Estimation, ME / Motion Compensation, MC）技術是相關的。然而，面板制造商想到了一個新的做法：使用掃描背光，人為地達到120赫茲的效果。掃描背光使用掃描控制IC閃爍亮度。這就像是把更多相關連畫面內插入原有的動態影片，使終端消費者不會看到60赫茲頻率常有的動態拖影。這種方法減去了T - CON和ME/ MC成本。掃描IC控制器是必要的，但是這成本并不高。

    終端消費者可以有真正的120赫茲的感知。他們將不會看到動態拖影，因為它是由背光掃描覆蓋。然而掃描卻可能會引起抖動問題。

    60赫茲掃描背光的運作效果不算壞，而且沒有額外的人工的畫面頻率轉換 （Frame Rate Conversion, FRC）。飛利浦在2006年曾試圖使用高陰極熒光燈管（HCFL）背光這種方法。它也很便宜，因為它并不需要額外的內存增加的畫面。最重要的是，通過省去120赫茲，成本可減少10-15美元。因此，這看起來似乎對面板制造商來說是一個好消息。