克服成本與技術(shù)障礙　LED背光榮景可期

－專訪東貝光電總經(jīng)理邱顯明

作者：林其鋒

替代照明遠(yuǎn)景雖美，正在發(fā)酵的LED背光商機(jī)卻更值得關(guān)注。隨著LED價(jià)格越來(lái)越低，取代CCFL背光的動(dòng)能也就益發(fā)強(qiáng)大。目前LED背光在小尺寸LCD面板的滲透率已達(dá)100％，在中尺寸面板如筆記本電腦的應(yīng)用也正加緊擴(kuò)散，不過(guò)若欲跨入大尺寸面板如LCD TV，則尚有技術(shù)和成本問題待解決，即便如此，一臺(tái)LCD TV就需搭載上千顆LED的需求潛力，卻已為L(zhǎng)ED廠商勾勒出美好榮景…。

替代照明路迢迢　LED背光先起跑
照明是LED未來(lái)廣受期待的高產(chǎn)量應(yīng)用，但是要真正達(dá)到可替代現(xiàn)今燈管或燈泡的地步，還有許多問題待克服，并非一蹴可幾。不過(guò)，就在眾人引頸企盼LED照明市場(chǎng)邁向成熟之際，還有另一項(xiàng)值得關(guān)注且成熟更快的應(yīng)用，正吸引著LED業(yè)者紛紛投入，那就是用于LCD面板的背光模塊。

根據(jù)Strategies Unlimited的統(tǒng)計(jì)，2006年全球LED產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約為62億美元，其中仍以占五成比重的手機(jī)應(yīng)用為最大宗，指示燈和車用大約各占14％，照明為8.8％，大型顯示器為1.4％，至于背光源則隱藏于其它11.4％之中，包括LCD TV和筆記型計(jì)算機(jī)等背光源應(yīng)用僅各占約0.03％和0.02％。

雖然數(shù)字看起來(lái)并不亮眼，但是LED作為L(zhǎng)CD面板的背光，與傳統(tǒng)CCFL燈管相較具有無(wú)汞、低耗電、壽命長(zhǎng)、色彩飽和度佳、反應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)對(duì)比高等優(yōu)勢(shì)，理論上替代CCFL的確有其合理性，而實(shí)際應(yīng)用上唯一的替代障礙就在于成本。


取代CCFL背光　成本為主要關(guān)鍵
東貝光電總經(jīng)理邱顯明表示，成本絕對(duì)是LED能否取代CCFL的先決條件，只要兩者成本相近即可產(chǎn)生替代效應(yīng)，因?yàn)長(zhǎng)ED具備的優(yōu)勢(shì)如省電、環(huán)保、變化彈性大（CCFL燈管設(shè)計(jì)上較難變化）等等，都足以勝過(guò)CCFL。

與仍需等待三到五年以上時(shí)間孵化的照明應(yīng)用相較，邱顯明認(rèn)為L(zhǎng)ED用于LCD面板背光將是近期內(nèi)最快可讓LED放量的機(jī)會(huì)。他指出，目前用于手機(jī)或PDA的3.5吋以下小尺寸LCD面板，已完全成為L(zhǎng)ED背光的天下，滲透率達(dá)到百分之百；至于中小尺寸所謂的泛7吋LCD面板（包含5、7、8、9、10吋等），則是目前LED背光正在快速擴(kuò)張的領(lǐng)域，主要應(yīng)用標(biāo)的包含可攜式DVD播放機(jī)、車用面板、電子相框等等，2006年的滲透率約為10～20％左右，今年則可望快速增長(zhǎng)至70～80％以上。

邱顯明指出，LED在泛7吋LCD面板的滲透率之所以能快速攀升，主要拜近來(lái)LED成本快速降低之賜，以泛7吋而言，目前采用LED背光的成本僅比采用CCFL高出約10％左右，而泛7吋也剛好是所有LCD面板中跌價(jià)最快的一個(gè)市場(chǎng)，例如東貝光電去年到今年的降價(jià)幅度就大約達(dá)到八成左右，不過(guò)這也是因?yàn)榉?吋是所有LCD面板中出貨量最大者，東貝光電去年至今出貨量就提升近乎15倍以上，反應(yīng)市場(chǎng)需求。

至于中大型LCD面板，包括12、13、15、17、19、22、24吋范圍左右，LED背光的滲透率則視應(yīng)用不同而有所差異。邱顯明表示，這個(gè)尺寸范圍的面板主要使用于計(jì)算機(jī)顯示器和筆記型計(jì)算機(jī)屏幕，前者由于是插電的桌上型用途，并不特別計(jì)較耗電和體積的問題，夠不夠便宜才是銷售重點(diǎn)，目前也僅有三星電子（Samsung）宣告將在2008年生產(chǎn)的LCD顯示器中大量導(dǎo)入LED背光；后者則完全不同，由于耗電和體積一向是筆記型計(jì)算機(jī)最關(guān)注的條件，也是吸引消費(fèi)者掏錢的重要誘因，使用LED背光剛好可以讓筆記型計(jì)算機(jī)的屏幕厚度縮減也更為省電，重量也得以減輕（因可使用較輕的低容量電池），再加上還有顯示效果更佳的加乘效果，使得LED背光已開始在筆記型計(jì)算機(jī)市場(chǎng)蔓延。

但是，根據(jù)部分研究單位的推估，LED背光今年在筆記型計(jì)算機(jī)的滲透率可能還不到5％，邱顯明則較為樂觀地預(yù)期可達(dá)5％，之所以擴(kuò)散如此慢，邱顯明認(rèn)為原因在于LED背光的價(jià)位和可靠度。因?yàn)榕c傳統(tǒng)筆記型計(jì)算機(jī)面板相較，LED背光面板的價(jià)位大約還在三到五倍左右，所以目前僅有部分高階機(jī)種采用，但是只要LED價(jià)格持續(xù)下探，全面替代并非難事，比較麻煩的是可靠度問題，囿于當(dāng)前LED封裝方式限制，散熱仍然是一大問題，散熱不佳將使LED亮度衰減，連帶波及面板可靠度，目前包括東貝光電在內(nèi)的封裝廠都正在努力改善此問題。


RGB LED背光仍有技術(shù)與成本障礙
LED背光依據(jù)采用的晶粒和配置方式不同而有多種選擇。以晶粒而言有兩種選擇，一種是采用白光LED，另一種則是采用RGB三色LED，目前趨勢(shì)均傾向以RGB三色LED開發(fā)大尺寸面板（如LCD TV），中大尺寸以下的面板（如筆記型計(jì)算機(jī)或手機(jī)）則都采用白光LED，由于RGB三色混光可達(dá)到白光效果，而其色彩飽和度又可超過(guò)百分之百，較CCFL的百分之七十更佳。邱顯明表示，若比較RGB LED背光面板與CCFL面板的色彩表現(xiàn)，可以明顯看出前者的紅色差異最大（較鮮艷也較飽和），綠色次之，藍(lán)色差異則最小，這是由于CCFL燈管使用的熒光粉偏藍(lán)所致，此外，膚色顯現(xiàn)上也可察覺前者比較接近真實(shí)膚色，后者則較為死白。

雖然RGB LED背光有其優(yōu)勢(shì)，但是成本依然是影響其普及的最大罩門，技術(shù)上也有困難之處。邱顯明解釋，RGB LED因?yàn)橛腥齻€(gè)晶粒在同一封裝中，每個(gè)晶粒又再劃分出不同的亮度、波長(zhǎng)和驅(qū)動(dòng)電壓，所需的接腳數(shù)非常多，而且置于同一片面板中，又必須讓所有RGB LED維持同一亮度及電子特性，若再加上既有的散熱問題，設(shè)計(jì)難度的確頗高，可說(shuō)是白光LED的三倍以上；此外，RGB LED背光模塊通常必須額外加裝傳感器和色彩管理系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)不同顏色晶粒的衰減程度并控制使其色彩表現(xiàn)維持均勻性，這也使其成本難以很快下降。

至于LED的配置方式，依照光源入射位置可區(qū)分成直下式和側(cè)入式兩大類，前者是將LED排列于LCD面板背光模塊下方，使用的LED顆數(shù)較多、成本較高；后者則是把光源設(shè)置在導(dǎo)光板（Light Guide Plate；LGP）側(cè)邊，使用的LED顆數(shù)較少、成本較低，但也因?yàn)轭w數(shù)較少，加上亮度有限無(wú)法照亮大范圍區(qū)域，使得側(cè)入式通常無(wú)法使用于大尺寸面板的背光模塊，一般應(yīng)用以20吋以下居多。

邱顯明表示，LCD TV因?yàn)槊姘宄叽绱螅喟氩捎弥毕率降腖ED背光模塊，但相對(duì)成本也高，因?yàn)槿粢?0吋電視而言，采用RGB三色LED作為背光的話，就大概需要1,600乘以3（R、G、B）將近5,000的LED顆數(shù)，再加上前述的傳感器和色彩控制系統(tǒng)，成本想當(dāng)然爾不可能太低。

推動(dòng)LED背光頗力的三星電子曾以40吋LCD面板為例，預(yù)估其LED背光模塊將從2007年起以每年約三成的幅度降低成本，因此大概要到2010年才足以和CCFL背光模塊一搏，目前大尺寸LCD面板采用LED背光尚言之過(guò)早。[!--empirenews.page--]

邱顯明也認(rèn)為，今年談LED背光的LCD TV都還只算是營(yíng)銷噱頭，因?yàn)楣馐枪P記型計(jì)算機(jī)LED背光面板就已是CCFL三到五倍價(jià)位了，面板尺寸更大的LCD TV成本一定會(huì)貴到讓普羅消費(fèi)者難以接受，頂多只能視為一種技術(shù)宣告，或僅可銷售給金字塔頂層客戶。

技術(shù)層面上，LED若要用于大尺寸面板的背光也不是完全打包票。邱顯明表示，以封裝而言，散熱是目前最主要的問題，但是相較于上游磊晶廠商面對(duì)的問題，這還算較容易解決；因?yàn)槿粢糜诖蟪叽缑姘宓谋彻庠?，每顆LED晶粒的差異必須做到非常小，例如藍(lán)色的波長(zhǎng)介于445～465nm，差異可能要控制在1～2nm范圍內(nèi)才不會(huì)造成色偏，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是必須讓每個(gè)晶粒的波長(zhǎng)更窄、亮度均勻性更好，才能減少排序（Sorting）的功夫，產(chǎn)出的磊晶也不會(huì)因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)分布過(guò)廣而增加呆滯品數(shù)量，成本也才能降低，而這都必須透過(guò)制程改善及良品率提升才得以實(shí)現(xiàn)。由于改善不易，也因此上游磊晶廠商對(duì)于LED背光應(yīng)用于LCD TV的前景，普遍較下游封裝廠商來(lái)得保守謹(jǐn)慎。


LCD TV勾勒LED背光榮景
邱顯明表示，相對(duì)于業(yè)界普遍認(rèn)為L(zhǎng)ED背光將于2008年起才會(huì)開始在LCD TV市場(chǎng)發(fā)酵，從2000年起就把背光視為重要發(fā)展項(xiàng)目的東貝光電，今年起就會(huì)著手練兵布局，但是舞臺(tái)并非在臺(tái)灣揭幕，而是在中國(guó)。

邱顯明指出，由于中國(guó)大陸主流LCD TV落在26吋，最多不超過(guò)32吋，不像臺(tái)灣主流落在32吋到37吋，較小的面板需求使之采納LED背光的技術(shù)難度不那么高，此外，當(dāng)?shù)貥I(yè)者在競(jìng)爭(zhēng)激烈下，很希望能夠盡快踏入LED背光，并以此作為銷售上的差異化訴求，只要LED廠商提供的價(jià)格能夠與CCFL背光盡量接近，例如僅貴上1.5到2倍左右，當(dāng)?shù)貜S商對(duì)于嘗試生產(chǎn)LCD TV的意愿就會(huì)浮現(xiàn)。邱顯明表示，東貝光電的策略是透過(guò)與系統(tǒng)廠商直接合作，取得保證一定數(shù)量的訂單再投入LED背光市場(chǎng)，目前已和某中國(guó)電視制造商談妥合作案，將提供白光LED和RGB LED兩種產(chǎn)品。

邱顯明進(jìn)一步指出，以東貝光電而言，今年LED背光即可對(duì)營(yíng)收產(chǎn)生明顯的貢獻(xiàn)，初步預(yù)估這方面營(yíng)收可達(dá)八億臺(tái)幣（約2億人民幣），約占旗下所有LED產(chǎn)品總營(yíng)收的30％左右，在業(yè)界來(lái)說(shuō)應(yīng)該算是比重偏高者，但是出貨預(yù)估會(huì)以中小尺寸面板的應(yīng)用居多，大概占到八成以上，因?yàn)榭偫▉?lái)說(shuō)，LED背光應(yīng)用于中小尺寸LCD面板并沒有質(zhì)量問題，問題僅在于成本，但是若用在LCD TV等大尺寸面板則必須同時(shí)兼顧質(zhì)量和成本兩種因素，因?yàn)槊姘逶酱笫褂玫腖ED顆數(shù)越多，就需要越大的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)，這時(shí)若散熱不佳就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的色彩衰減問題。

雖然LCD TV采用LED背光仍有多重阻礙待克服，但是邱顯明指出，由于一臺(tái)LCD TV就需要千顆以上LED，而單單一家電視制造商一年出貨量可能就有上萬(wàn)臺(tái)，簡(jiǎn)單乘法即可算出其中潛藏的LED需求如何驚人，而這幅美好榮景也正是近來(lái)LED廠商積極擴(kuò)產(chǎn)的原因之一。