| 设为首页 | Sign in China | 标识网微信二维码 |
更多
发布信息
发布信息
会员中心
会员中心
 
 

中功率配合光学设计 LED背光源极佳解决方案

  • 发布日期:2007-01-31 浏览次数370
   编者按:发光二极管led)用作LCD面板背光源技术现阶段非常热门,要使用什么样的led模块、光学架构如何设计,怎么样能让发光效率高、颗数少、但又不能够太厚,这些条件成为技术设计上必须trade off的考量点。

 本期CTO技术观即针对上述这些问题,专访巨虹电子光电事业群副总经理谢启堂,他认为在设计上,必须达到最佳混色效果的首要条件,这就要用光学设计技术来克服;现在一般使用高功率(high power)和低功率(low power)的LED,各有一些缺点,但若使用中功率(middle power)LED配合镜片设计,不失为折衷方案,以下会详细说明。另外,他也认为因为价格还太高,大尺寸LCD TV 采用LED背光源时代不会那么快来临,大家可能太乐观了。

价格太高 LED背光源大成长再等2年

 LED的亮度持续增加,每23年就有倍数增加的态势,促成了LED现今作为多种发光源的趋势,象是灯具、户外大型广告灯箱、或者本篇谈的LCD显示器背光源等等。

 以发光效率而言,LED较现阶段所使用的冷阴极管(CCFL)为低,而且大尺寸LCD面板事实上面临PDP等其它平面显示器的竞争;并且CCFL也不是完全没有未来,欧盟虽然决议依环保考量给予较严格的限制,但汞含量低于5mg还是可以输入。因此,LED作为背光源,其实并没有像市场炒的那么乐观。

 其中最主要的问题还是在价格,以近半年来说,应用在LCD TV背光源的RGB LED,价格都没有什么动,主要是需求量还未起来。依据与日韩主要LCD TV大厂接触的经验,日韩电视大厂多半希望年底可以有接近量产规格的led背光电视,这显示led背光是未来TV主流的格局确立,但市场成形需要一段时间,并且量逐渐起来才能使成本下降,进一步带动市场;一般估计,真正LED背光TV市场大成长的启动力量,应该要到2年以后。

multiple chip提高发光效率

 LED的发光效率较差,例如CCFL灯管发光效率约在60100lm/W,白光LED的发光效率,若是Luminade 1W可以驱动40lm/W的发光效率,3W则可以驱动65lm/W的发光效率,可以看出目前白光led发光效率仍较CCFL逊色。

 不过这也可以用改变芯片架构的方式来改善,例如Citizen就用multiple chip的设计,使得1.2W可以/输出84 lm,而且在不同的封装方式下,3W甚至可以驱动210lm/W的发光效率。这样技术未来也可望使用于R、G、B架构中。

 Multiple chip是什么样的技术架构呢?主要是将原本的芯片割成小块,每颗给予较小的功率,使得个别消耗功率较低、产生热量较小,并且发光效率可以有效提高。Citizen的设计是切割成大约8颗0.2mm×0.2mm的小芯片,并且使用中间4颗,外面4个角包围4颗的方式排列,再封装起来成一个LED模块。

 白光LED的发光效率都较CCFL为低了,R、G、B LED的平均发光效率又较白光低一些,因此提高发光效率也成为研发的方向。

散热问题可解 混色技术待突破

 除了发光效率不高以外,散热也是另外一个待突破的问题,不过这应该不是太严重的问题,以现有现成的散热技术就可以解决,只是会有热源处温度高、外围温度低的热度分布不均的问题,若采用 导热管(Loop Heat Pipe)散热技术,则可以均匀分布导热。不过若使用于大尺寸TV,LHP使用量也会随著倍增,价格太高则是届时需要面对的另一个问题。

 至于混色则是较困难的技术障碍,必须将光学做得很好。因为基本上,led背光板的设计,不会希望使用太多颗数,但若使用较少光源,照出来的亮度又会不均匀,这时就要用光学技术来混光,让光可以张得开,均匀涵盖在更大的照射面积。

 混光的方式也有多种,有些设计是在光源处就先用一些方法先混光,但这样做会浪费能量,不如让光直接射出,然后再用光学方式做混光处理。

 另外值得一提的是,这里谈的LED背光都是采用直下光源(direct type)技术,而不是侧光技术,主要是侧光要利用导光板将点光源转变成面光源,能量耗损较大,不适合应用到很大尺寸的TV面板,而且使用侧光其实技术能力并不高;但使用直下光源既能够发挥LED亮度高的特性,并且输出辉度才足够符合大尺寸LCD TV之需求。

低功率LED电路设计不易控制

 LED背光面板设计上,采用的LED多半以低功率和高功率为大宗,目前台湾和韩国厂商使用低功率较多,日本厂商则使用高功率较多;两者各有优劣,详述如下。

 低功率LED是以20mA/chip来驱动,通常会将R、G、B 3颗LED晶粒封装在一起成为单一模块,使用低功率LED颗数就必须要多,例如40寸面板需要10002000颗,由于LED排列密度高,因此可以在不需特殊光学设计情况下达到较薄的厚度,做到2.53公分不成问题。

 Low power LED的缺点则是,在大尺寸TV应用上,颗数太多了,电路控制不易,而且每颗LED照射区域不重迭,若单一LED在光强或色调上出了问题,看起来会非常明显,因此对LED质量及稳定性的要求相当高。

 

[ 标识商学院搜索 ]  [ ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 关闭窗口 ]


 


 
 
© 2013 标识网 版权所有 京ICP备13011159号-5

京公网安备 11010602004079号