然而大尺寸面板所需要的LED颗数过多,例如32吋面板需要约700颗(若使用现阶段较为普遍的直下式光源),使得散热问题持续困扰,还没有得到较经济的解决方式;另外就是价格过高的问题,因为不仅颗数多,并且若要确保品质必须精选LED的波长,等於将成本更向上提升。
过热和过贵目前是大尺寸LED背光源的应用上,最棘手的两个问题,这两个问题都有待时间来解决,因为LED的发光效率增加和价格下滑是既有趋势,等到发光效率加倍,LED颗数可以减少,热源也就降低,并且成本也就下降。业界一般估计要等这个趋势再进行2年才能使LED广泛使用到大尺寸LCD背光源。
那么在这段时间中尺寸的机会就较大了。笔记型电脑一般在使用上并不特别强调色彩表现或者画面品质等问题,反而电池使用时间是否可以增长和轻薄短小是最重要的考量;在这样的考量下,LED因为较为省电而且能够减少背光模组的厚度,因此以另外一层意义显示在笔记型电脑的应用上;以目前LED价格还高的情形,现阶段在高阶笔记型电脑机种具有取代性。
省电方面,主要是使用冷阴极管(CCFL)会有较多的电力损耗,首先经过DC-DC会消耗掉10%,再经由inverter又有所损耗,使得可利用的电力成为原本的75%。然而使用LED不需要DC-DC也不需要inverter,只有经由LED driver损耗10%;因此电力消耗较少。
轻薄方面则有更明显的优势,若以最著名的产品SONY VAIO11.1吋笔记型电脑为例,上盖厚度只有4mm,比起一般11mm薄许多;SONY后来出的13.3吋LED笔记型电脑,厚度也只有5.1mm。
LED背光源改变了导光板的厚度,原本CCFL需要约2mm的楔形板,使用LED只需要约1mm;这也显示侧光(side view)LED不断朝厚度更小来研发,对笔记型电脑设计可以更加轻薄确实有其意义。现在各大LED厂商所能提供的厚度多为0.6mm(请参考下面规格比较表),不过首尔半导体则率先推出了更薄只有0.5mm,甚至达0.4mm的侧光白光LED。
笔记型电脑因为诉求轻薄,并且色彩表现能力并不是首要考量,因此选用LED以白光为主,否则若使用色彩饱和度较佳的R、G、B,混光距离需要太大。然而即使使用白光LED,在接近光源的面板下缘仍会有萤光喷射现象,也就是混光距离不足时,在每颗光源附近产生较亮较白的现象。
解决这个方式可以增加混光距离、选用出光角度较大的LED,也可以增加LED的颗数,以使间距缩小,但增加颗数又会使成本上升,并且热源也会增加;这是一种设计上的trade off,但也可能有更好的方式来克服,例如VAIO在11.1吋LED笔记型电脑的时代萤光现象较为明显,但到13.3吋就有所改善。这样的技术瓶颈突破也是背光模组厂和面板厂开发设计的重点。
亮度是各项规格中一个相当重要的重点,需要LED封装厂持续提升,以目前面板厂的规格要求来看,少说需要1200mcd,而且由降低耗电的角度来看,LED亮度也是愈高愈好。
■NIChia-NSSW020
发展出InGaN蓝光LED混合YAG黄色萤光粉成为白光LED的龙头厂商日本日亚化(Nichia),其侧光白光LED的发展也吸引业界最强烈的目光。该公司在2004年推出的NSSW008系列,厚度为0.8mm,去年则推出新产品系列NSSW020,厚度进一步降低为0.6mm;所推出产品的厚度变化和外观,也成为LED封装厂研发参考的目标。
另外,Nichia以(x,y)色座标来表示产品色彩,这个座标值是以CIE1931色彩图为基础,这样的表达方式也广泛被各厂商引用,由规格整理表可以看出来,并且可以加以比较。
■OSRAM-Micro SIDELED
Micro SIDELED家族有第一等的品质和信赖度,且在侧面有反射镜,并有0.6、0.8、1.0mm 3种高度,并且色度均匀,符合严格的CTR(color tolerance range),需要较低的驱动电压:在20mA的电流下一般为3.2V左右;有较佳的抗静电(ESD)保护>2kV。
■Seoul sEMIconductor-SWTS90B
SSC提供使用於LCD背光源的白光侧光LED,拥有自己的专利,包括使用非YAG萤光粉,和SiC基板。
它特别适用於小型产品应用,并且有著高抗静电能力,并有专利保护。
■Toyoda Gosei-E1S63-YW1T7-06
致力于汽车更亮和汽油能够作最有效利用的Toyota零件公司Toyoda Gosei,一方面将汽车各种不同功能的元件整合成为模组,另一方面公司的LED产品线也挤身大厂之林。
Toyoda Gosei的白光LED技术主力在InGaN的生产,白光LED则与Toshiba合作。E1S63是Toyoda Gosei白光侧光LED的新产品,原本的产品线E1S07系列高度较高,为0.8mm,两者都使用于背光源用途。
■光宝-LTW-020ZGCG
光宝的表面黏着(SMD)LED產品线,包括以铅框为基板封装的PLCC Top LED和以软板PCB为基板封装的Chip LED。若使用於笔记型电脑背光模组,在散热考量下以PLCC的LED较为理想。
新一代的PLCC LED符合JEDEC Level 2防潮的品质需求,并且提供高信赖度、高亮度与全光域。适用於笔记型电脑背光模组的侧光產品包括LTW-020系列和另一款LTW-008系列,后者高度较大,为0.8mm。
■亿光-99-116UTC
为侧光白光LED,白色表面黏着封装,铅框封装,有独立的2支脚,广的光角度。装置特性包括:因为能有较高的光学效能,因此能提供更好的亮度;超大出光角度;特别适用于背光源和导光板的耦合。有抗静电保护能力,不含铅,符合RoHS规范,并且耗电低。它是蓝光LED结合特殊的萤光粉制成。
■宏齐-HT-V116TW
晶片型的LED,铅框封装,并且为侧光型式,材质为InGaN,驱动电压(VF)典型为3.3V,最高则为3.9V。还有另外一款同样适用於笔记型电脑背光源的LED为V118系列,特性和V116相同,只是外型和尺寸稍有不同,大小为3.2×1.1×0.8(mm),高度较大,亮度则较V116系列为亮,为715mcd。
■东贝-MSL-510SW
包装使用白色微型侧光PLCC(铅框)封装,并有黄色硅;特性包含:极宽的出光角度,使用于背光源和导光板耦合佳,色座标x,y均值为0.31/0.32,出光角度X:120°、Y:120°;晶片技术为InGaN长於蓝宝石基板,并加上黄色萤光粉成为白光。以表面黏着方式组合。可应用于LCD显示器和键盘。(曹其瑋/DigiTimes.com)