克服成本与技术障碍　LED背光荣景可期

－专访东贝光电总经理邱显明

作者：林其锋

替代照明远景虽美，正在发酵的LED背光商机却更值得关注。随着LED价格越来越低，取代CCFL背光的动能也就益发强大。目前LED背光在小尺寸LCD面板的渗透率已达100％，在中尺寸面板如笔记本电脑的应用也正加紧扩散，不过若欲跨入大尺寸面板如LCD TV，则尚有技术和成本问题待解决，即便如此，一台LCD TV就需搭载上千颗LED的需求潜力，却已为LED厂商勾勒出美好荣景…。

替代照明路迢迢　LED背光先起跑
照明是LED未来广受期待的高产量应用，但是要真正达到可替代现今灯管或灯泡的地步，还有许多问题待克服，并非一蹴可几。不过，就在众人引颈企盼LED照明市场迈向成熟之际，还有另一项值得关注且成熟更快的应用，正吸引着LED业者纷纷投入，那就是用于LCD面板的背光模块。

根据Strategies Unlimited的统计，2006年全球LED产业总产值约为62亿美元，其中仍以占五成比重的手机应用为最大宗，指示灯和车用大约各占14％，照明为8.8％，大型显示器为1.4％，至于背光源则隐藏于其它11.4％之中，包括LCD TV和笔记型计算机等背光源应用仅各占约0.03％和0.02％。

虽然数字看起来并不亮眼，但是LED作为LCD面板的背光，与传统CCFL灯管相较具有无汞、低耗电、寿命长、色彩饱和度佳、反应速度快、动态对比高等优势，理论上替代CCFL的确有其合理性，而实际应用上唯一的替代障碍就在于成本。


取代CCFL背光　成本为主要关键
东贝光电总经理邱显明表示，成本绝对是LED能否取代CCFL的先决条件，只要两者成本相近即可产生替代效应，因为LED具备的优势如省电、环保、变化弹性大（CCFL灯管设计上较难变化）等等，都足以胜过CCFL。

与仍需等待三到五年以上时间孵化的照明应用相较，邱显明认为LED用于LCD面板背光将是近期内最快可让LED放量的机会。他指出，目前用于手机或PDA的3.5吋以下小尺寸LCD面板，已完全成为LED背光的天下，渗透率达到百分之百；至于中小尺寸所谓的泛7吋LCD面板（包含5、7、8、9、10吋等），则是目前LED背光正在快速扩张的领域，主要应用标的包含可携式DVD播放机、车用面板、电子相框等等，2006年的渗透率约为10～20％左右，今年则可望快速增长至70～80％以上。

邱显明指出，LED在泛7吋LCD面板的渗透率之所以能快速攀升，主要拜近来LED成本快速降低之赐，以泛7吋而言，目前采用LED背光的成本仅比采用CCFL高出约10％左右，而泛7吋也刚好是所有LCD面板中跌价最快的一个市场，例如东贝光电去年到今年的降价幅度就大约达到八成左右，不过这也是因为泛7吋是所有LCD面板中出货量最大者，东贝光电去年至今出货量就提升近乎15倍以上，反应市场需求。

至于中大型LCD面板，包括12、13、15、17、19、22、24吋范围左右，LED背光的渗透率则视应用不同而有所差异。邱显明表示，这个尺寸范围的面板主要使用于计算机显示器和笔记型计算机屏幕，前者由于是插电的桌上型用途，并不特别计较耗电和体积的问题，够不够便宜才是销售重点，目前也仅有三星电子（Samsung）宣告将在2008年生产的LCD显示器中大量导入LED背光；后者则完全不同，由于耗电和体积一向是笔记型计算机最关注的条件，也是吸引消费者掏钱的重要诱因，使用LED背光刚好可以让笔记型计算机的屏幕厚度缩减也更为省电，重量也得以减轻（因可使用较轻的低容量电池），再加上还有显示效果更佳的加乘效果，使得LED背光已开始在笔记型计算机市场蔓延。

但是，根据部分研究单位的推估，LED背光今年在笔记型计算机的渗透率可能还不到5％，邱显明则较为乐观地预期可达5％，之所以扩散如此慢，邱显明认为原因在于LED背光的价位和可靠度。因为与传统笔记型计算机面板相较，LED背光面板的价位大约还在三到五倍左右，所以目前仅有部分高阶机种采用，但是只要LED价格持续下探，全面替代并非难事，比较麻烦的是可靠度问题，囿于当前LED封装方式限制，散热仍然是一大问题，散热不佳将使LED亮度衰减，连带波及面板可靠度，目前包括东贝光电在内的封装厂都正在努力改善此问题。


RGB LED背光仍有技术与成本障碍
LED背光依据采用的晶粒和配置方式不同而有多种选择。以晶粒而言有两种选择，一种是采用白光LED，另一种则是采用RGB三色LED，目前趋势均倾向以RGB三色LED开发大尺寸面板（如LCD TV），中大尺寸以下的面板（如笔记型计算机或手机）则都采用白光LED，由于RGB三色混光可达到白光效果，而其色彩饱和度又可超过百分之百，较CCFL的百分之七十更佳。邱显明表示，若比较RGB LED背光面板与CCFL面板的色彩表现，可以明显看出前者的红色差异最大（较鲜艳也较饱和），绿色次之，蓝色差异则最小，这是由于CCFL灯管使用的荧光粉偏蓝所致，此外，肤色显现上也可察觉前者比较接近真实肤色，后者则较为死白。

虽然RGB LED背光有其优势，但是成本依然是影响其普及的最大罩门，技术上也有困难之处。邱显明解释，RGB LED因为有三个晶粒在同一封装中，每个晶粒又再划分出不同的亮度、波长和驱动电压，所需的接脚数非常多，而且置于同一片面板中，又必须让所有RGB LED维持同一亮度及电子特性，若再加上既有的散热问题，设计难度的确颇高，可说是白光LED的三倍以上；此外，RGB LED背光模块通常必须额外加装传感器和色彩管理系统，以监测不同颜色晶粒的衰减程度并控制使其色彩表现维持均匀性，这也使其成本难以很快下降。

至于LED的配置方式，依照光源入射位置可区分成直下式和侧入式两大类，前者是将LED排列于LCD面板背光模块下方，使用的LED颗数较多、成本较高；后者则是把光源设置在导光板（Light Guide Plate；LGP）侧边，使用的LED颗数较少、成本较低，但也因为颗数较少，加上亮度有限无法照亮大范围区域，使得侧入式通常无法使用于大尺寸面板的背光模块，一般应用以20吋以下居多。

邱显明表示，LCD TV因为面板尺寸大，多半采用直下式的LED背光模块，但相对成本也高，因为若以40吋电视而言，采用RGB三色LED作为背光的话，就大概需要1,600乘以3（R、G、B）将近5,000的LED颗数，再加上前述的传感器和色彩控制系统，成本想当然尔不可能太低。

推动LED背光颇力的三星电子曾以40吋LCD面板为例，预估其LED背光模块将从2007年起以每年约三成的幅度降低成本，因此大概要到2010年才足以和CCFL背光模块一搏，目前大尺寸LCD面板采用LED背光尚言之过早。[!--empirenews.page--]

邱显明也认为，今年谈LED背光的LCD TV都还只算是营销噱头，因为光是笔记型计算机LED背光面板就已是CCFL三到五倍价位了，面板尺寸更大的LCD TV成本一定会贵到让普罗消费者难以接受，顶多只能视为一种技术宣告，或仅可销售给金字塔顶层客户。

技术层面上，LED若要用于大尺寸面板的背光也不是完全打包票。邱显明表示，以封装而言，散热是目前最主要的问题，但是相较于上游磊晶厂商面对的问题，这还算较容易解决；因为若要用于大尺寸面板的背光源，每颗LED晶粒的差异必须做到非常小，例如蓝色的波长介于445～465nm，差异可能要控制在1～2nm范围内才不会造成色偏，简单来说，就是必须让每个晶粒的波长更窄、亮度均匀性更好，才能减少排序（Sorting）的功夫，产出的磊晶也不会因为波长分布过广而增加呆滞品数量，成本也才能降低，而这都必须透过制程改善及良品率提升才得以实现。由于改善不易，也因此上游磊晶厂商对于LED背光应用于LCD TV的前景，普遍较下游封装厂商来得保守谨慎。


LCD TV勾勒LED背光荣景
邱显明表示，相对于业界普遍认为LED背光将于2008年起才会开始在LCD TV市场发酵，从2000年起就把背光视为重要发展项目的东贝光电，今年起就会着手练兵布局，但是舞台并非在台湾揭幕，而是在中国。

邱显明指出，由于中国大陆主流LCD TV落在26吋，最多不超过32吋，不像台湾主流落在32吋到37吋，较小的面板需求使之采纳LED背光的技术难度不那么高，此外，当地业者在竞争激烈下，很希望能够尽快踏入LED背光，并以此作为销售上的差异化诉求，只要LED厂商提供的价格能够与CCFL背光尽量接近，例如仅贵上1.5到2倍左右，当地厂商对于尝试生产LCD TV的意愿就会浮现。邱显明表示，东贝光电的策略是透过与系统厂商直接合作，取得保证一定数量的订单再投入LED背光市场，目前已和某中国电视制造商谈妥合作案，将提供白光LED和RGB LED两种产品。

邱显明进一步指出，以东贝光电而言，今年LED背光即可对营收产生明显的贡献，初步预估这方面营收可达八亿台币（约2亿人民币），约占旗下所有LED产品总营收的30％左右，在业界来说应该算是比重偏高者，但是出货预估会以中小尺寸面板的应用居多，大概占到八成以上，因为总括来说，LED背光应用于中小尺寸LCD面板并没有质量问题，问题仅在于成本，但是若用在LCD TV等大尺寸面板则必须同时兼顾质量和成本两种因素，因为面板越大使用的LED颗数越多，就需要越大的电力来驱动，这时若散热不佳就会导致严重的色彩衰减问题。

虽然LCD TV采用LED背光仍有多重阻碍待克服，但是邱显明指出，由于一台LCD TV就需要千颗以上LED，而单单一家电视制造商一年出货量可能就有上万台，简单乘法即可算出其中潜藏的LED需求如何惊人，而这幅美好荣景也正是近来LED厂商积极扩产的原因之一。