LED背光:液晶电视新一轮竞争

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  和CCFL(冷阴极灯管)相比,LED(发光二极管)的高色彩饱和度、绿色环保、寿命长等优点已为业内耳熟能详,但一直面临成本高、发光效率低等难题。然而,随着新技术方案不断涌现、越来越多的LED液晶电视走向普通消费者,它取代CCFL背光源成为市场主流仿佛已不那么遥远了。
  
  1 LED液晶电视的“三步走”
  
  LED背光技术一直在不断演进之中,LED液晶电视的市场卖点也经历了“色彩一对比度一超薄”的特征变化。
  索尼公司早在2004年便推出了第一款46英寸LED液晶电视,但上万美元的价格使其乏人问津。时至2008年,LED液晶电视的发展已今非昔比:不仅三星和索尼开始扩大产品线,LG、夏普、飞利浦、日立以及海信、TCL、长虹、创维、康佳等,也已纷纷启动LED液晶电视生产。
  11月19日,在中国地区冬季新品发布会上,索尼展出了两款LED液晶电视:55寸的KDL-55X4500以及厚度仅为9.9mm的ZX1系列。索尼平板电视事业部部门长吉川孝雄告诉记者:“它们应用了不同的LED背光技术,其中X4500采用直下式(Direct Type)RGB LED,而ZX1则采用侧光式(EdgeType)白光LED。”
  虽同为LED背光,RGB LED与白色LED却有天壤之别,上述两款产品则可视为这两条技术路径的产品代表(见图1)。
  


  从图1可以看出:最初采用RGB LED所带来的高画质、高色域成为整机主要卖点,但其最大问题是成本居高不下、难以普及。为此,整机厂商开始开发成本更为低廉的白光LED,市场卖点也转而强调成本和高对比度;2008年,超薄又成为炒作新热点。
  
  2 RGB LED:鱼与熊掌不可兼得
  
  对于RGB LED而言,目前“成本”与“高画质”似鱼与熊掌,不可兼得。
  RGB LED是通过发出高纯度红、绿、蓝色光的LED元件,混合成白光,从而实现CCFL无法达到的宽广色域范围,主流RGB-LED背光源的色域范围已能达到105%(NTSC),如果采用功能强大的LED元件,甚至可以达到120%以上。
  但是,由于RGBLED使用大量独立LED器件,要保证每一个器件发光一致是技术难点,必须通过增加电路来解决;另外,RGBLED发光效率不足,当通过增加LED单元来提高发光亮度时,会同时产生热量过高的问题,必须采取额外设备(如风扇)来处理散热问题。显然,成本很难降下来。
  以夏普最新推出的XSI系列为例,采用RGB LED背光后,其色域达到惊人的150%(NTSC),动态对比度达到100万:1,但价格也同样高不可攀,LC-52XSIU报价11999.99美元,而LC-65XSIU报价更高达15999.99美元。
  由于RGB LED可以直接发出三原色光,因此三星公司曾推出了Color Filterless(免彩色滤光片)技术。去除彩色滤光片,通过采用合理的场序(Field Sequential)技术,让液晶屏顺序地发出三种不同颜色的图像,利用视觉停留、靠人脑来合成彩色图像。这类技术不但能免除滤色片所造成的70%光能损失,还可以节省滤光片成本。2006年,三星曾推出采用该技术的LE40M91,轰动业界。
  但这项技术仍面临不少技术难题,特别是它对液晶的反应速度提出了较高要求,也容易产生色分离现象,因此仍在研发之中。
  
  3 白光LIED:成本取胜
  
  和RGB LED相比,白光LED具有明显的成本优势。
  在成本问题的困扰下,白光LED开始受到彩电企业的关注,它在一定程度上牺牲色彩表现力,来换取成本优势,从而有利于提高LED背光源的市场普及率。
  白光LED主要由蓝色LED芯片与黄光荧光粉有机结合而成,目前主要应用于笔记本液晶面板中。由于白色LED发出的白光与纯白光仍有一些差距,因此其色域范围一般只能达到80%(NTSC),相对于CCFL改进不大。
  但白光LED的优势在于成本。Displaybank表示,在主流LCD电视市场上,白光LED液晶电视的成本正持续降低,据生产白光LED液晶模组的三星电机透露,其正计划将LED与CCFL液晶模组的价格差距缩小到125美元,并进一步缩小至100美元(见图2)。
  


  2008年上半年,三星电子一改以往的RGB LED路线,一口气推出4款低价白光LED液晶电视,带动其他厂商陆续跟进,索尼的ZX1产品当属这一趋势的产物。
  而且,在液晶电视的超薄化趋势中,较CCFL以及RGB LED,白光LED体现出更大优势。
  
  4 超薄化趋势加强
  
  侧光式白光LED将液晶电视的厚度成功缩减到1厘米之内。
  2008年4月,日立公司进行的“关于LCD屏幕厚度偏好”调查结果显示,当液晶电视厚度为50mm时,只有5%受访者表示“有吸引力”,55%受访者表示“稍具吸引力”;但当厚度缩减至30mm时,则有55%的受访者表示“有吸引力”,30%者表示“稍具吸引力”。
  2007年,部分彩电企业便曾推出薄型液晶电视,如索尼、日立以及TCL,但由于采用CCFL背光,其超薄设计受到很大限制,最薄的产品也仅做到35mm(由日立在2007年12月推出),与厚度已降至10mm以内的LED液晶电视不可同日而语。
  按照光源所在位置,液晶电视背光还可分为直下式LED背光以及侧光式背光。与直下式LED相比,侧光式LED更容易实现超薄,原因在于,当光源(CCFL及LED)过于接近上方光学膜时,则易产生Mura(光不均匀)瑕疵的问题,因此背光源与光学膜必须要维持一定距离;而且,要采用RGB LED作为直下式背光源,需更长的混光空间。
  虽然RGBLED和白光LED都可以作为侧光式光源,但后者较前者具有低成本、低功耗的优势。白光LED发光效率较RGBLED佳,故在同尺寸如40英寸等级液晶面板中,后者使用颗数及耗电量较前者高出1倍左右。正因如此,在超薄液晶电视的背光技术方案中,侧光式白光LED脱颖而出。
  真正的侧光式白光LED产品于2008年陆续推出,除了索尼ZX1,今年10月份三星也展出了最薄处为7.9mm的40英寸LED液晶电视以及一款最薄处为9.8mm的52英寸LED液晶电视,这两款产品均采用侧光式白光LED背光技术方案。
  整机厂商对于液晶电视超薄的追求,也在2008年达到空前高度。如吉川孝雄所言,彩电企业对液晶电视轻薄的追求还远未到极限。
  Displaybank分析师Alien Ji认为,LED液晶电视将通过白光LED,在产品质量和成本上赢得与CCFL液晶电视的竞争。
  不过无法区域控制、导光板开发以及散热问题仍是侧光式白光LED的软肋。
  
  结束语
  
  综上所述,因不同背光技术具有不同的优势,因此会占领不同的细分市场:追求画面质量的高端产品,可采用RGB LED背光源;若仅考虑成本因素,则CCFL仍为近几年内的不二选择;若考虑薄度问题,则侧光式白光LED为超薄型液晶电视的最佳选择。
  Displaybank因此预计,2008年采用LED背光的液晶电视仅为23万台,2009年增至340万台,2012年将达到5000万台。
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