【正文】 本太高、價(jià)格昂貴，同等尺寸的背光源，LED是CCFL價(jià)格的4倍。對(duì)于目前價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)而言，讓廠家有些望而卻步，只有索尼為了圖像質(zhì)量不計(jì)成本。當(dāng)然，隨著工藝的成熟和生產(chǎn)規(guī)模的增加，LED背光的成本會(huì)逐步下降；3)用LED作為背光源存在白光的一致性問(wèn)題，這比起CCFL是個(gè)劣勢(shì)；4)LED在網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)上較線性光源CCFL難，需考慮LED輻射狀的光強(qiáng)衰減；5)RGB LED背光源時(shí)間一久會(huì)產(chǎn)生色移，波長(zhǎng)會(huì)隨溫度變化，產(chǎn)生不同顏色。此外，散熱、光源均勻性、以及LED芯片發(fā)光效率也是目前液晶面板廠商不太采用的原因之一。目前，使用LED作為背照燈光源的大 尺寸液晶面板模塊產(chǎn)品僅有少量。Displaybank表示，這是因?yàn)轱@示器領(lǐng)域的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈，必須把降低成本放在第一位。今后，LED背照燈的普及速度取決于何時(shí)能夠解決目前LED背照燈所擁有的散熱困難、均一性差和LED芯片發(fā)光效率低等問(wèn)題。 LED液晶用背光前景應(yīng)用在液晶面板背光的LED，會(huì)依據(jù)點(diǎn)燈方式是直下還是側(cè)光式，用途是電視還是電腦熒幕，都更有不同。對(duì)于輝度的要求方面，電視會(huì)比電腦熒幕高，側(cè)光式背光的話就會(huì)使用白光LED，如果是要求高輝度、高演色性的電視就會(huì)使用直下式背光。電腦熒幕的話，一般都使用側(cè)光方式的RGB點(diǎn)燈，但是電視的話，采用白色直下和RGB側(cè)光的方式不同，就熱門(mén)程度而言，現(xiàn)在在LED市場(chǎng)上備受關(guān)注的是使用白光LED側(cè)光方式的液晶用背光領(lǐng)域。使用白光LED側(cè)光方式的背光，其優(yōu)點(diǎn)是可以達(dá)到PC本體的薄型化、輕型化，延長(zhǎng)電池壽命等等的特色，但現(xiàn)在的白光LED的紅色spectre比較弱，有色再現(xiàn)性不足的缺點(diǎn)，但是對(duì)電腦熒幕畫(huà)面，尤其是筆記型電腦，要求與電視同樣高演色性的使用者不多，所以在這一方面色再現(xiàn)不會(huì)成為一個(gè)大問(wèn)題，而且如果真有高演色性方面的需求，也可以使用RGB 3原色背光和在白光LED的Rail配列中，利用定點(diǎn)混合紅色LED的方法等等來(lái)解決，相信在未來(lái)，電腦熒幕用光源 對(duì)于白光LED做為背光源的采用將會(huì)更加擴(kuò)大。另一方面，電視用RGB背光的市場(chǎng)化則相當(dāng)被看好，目前已經(jīng)有相當(dāng)多的業(yè)者將RGB 3原色LED背光液晶電視商品化了，但是要將這些三原色的背光完全成為主流技術(shù)，需要解決的問(wèn)題還很多，相信還需花費(fèi)數(shù)年來(lái)解決這些問(wèn)題。這是因?yàn)?原色背光的根本性問(wèn)題在于成本，由于電視背光需要高輝度，所以使用的必須是1W以上的高輝度LED，而且因?yàn)槭侵毕率降姆绞剑栽贚ED的使用數(shù)方面，也會(huì)因?yàn)槊姘迕娣e而大幅度的增加，在加上為了色調(diào)同一，數(shù)百個(gè)LED全部都需根據(jù)發(fā)光波長(zhǎng)嚴(yán)格選定，光是LED成本就很高。使用時(shí)還有冷卻LED的散熱鰭片和冷卻風(fēng)扇等解決熱效應(yīng)零件的成本，另外還需要調(diào)整各LED色差的RGB色度Sensor，以及將Sensor偵測(cè)出的內(nèi)容送回LED的Sensing Algorithm等周邊電路的成本，并且因?yàn)榇罅渴褂酶咻x度LED，導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)電流的增加也是一大問(wèn)題，所以以現(xiàn)今而言能夠完成低價(jià)化還比較困難。除了成本之外，也有一些問(wèn)題需要克服，例如影像播放訊號(hào)的高解析度范圍，現(xiàn)在的影像播放訊號(hào)只能發(fā)揮LED的3原色背光最基本演色解析度，因此要將3原色背光的潛能發(fā)揮出來(lái)，就必須強(qiáng)化內(nèi)容高解析度，因此在目前的環(huán)境下，使用RGB 3原色的背光是有點(diǎn)大材小用。因此，未來(lái)如果期望將3原色背光面板完全市場(chǎng)化的話，前提是必須降低成本，并且提高品質(zhì)，建立採(cǎi)用新的全彩高解析色資訊的 播放規(guī)格，并且基于這個(gè)規(guī)格來(lái)普及影像內(nèi)容，所以現(xiàn)在說(shuō)3原色背光已經(jīng)市場(chǎng)化，其實(shí)還是言之過(guò)早，但是相信使用3原色背光的LCD面板，將來(lái)會(huì)達(dá)到實(shí)用化應(yīng)該是毫無(wú)疑問(wèn)的。目前，使用LED作為背照燈光源的大尺寸液晶面板模塊產(chǎn)品僅有少量。這是因?yàn)轱@示器領(lǐng)域的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈，必須把降低成本放在第一位。今后，LED背照燈的普及速度取決于何時(shí)能夠解決目前LED背照燈所擁有的散熱困難、均一性差和LED芯片發(fā)光效率低等問(wèn)題。目前的技術(shù)條件下，CCFL面板的售價(jià)要比LED面板的售價(jià)便宜2倍以上，筆記本制造商目前只能在高端的產(chǎn)品中采用LED面板，如果筆記本采用LED背光面板，那么它的整體售價(jià)將增加300美元。一般業(yè)者認(rèn)為，LED背光滲透率將快速拉高。由于成本等問(wèn)題，雖然目前大多數(shù)廠商目前不愿意在筆記本采用LED背光面板，2006年，面向大尺寸液晶面板制造的LED背照燈極少，在統(tǒng)計(jì)上幾乎為零。但從2007年的第二季度開(kāi)始，蘋(píng)果和惠普等公司將推出采用LED背光面板的筆記本電腦，相信隨著業(yè)界知名品牌的加入，LED背面面板在筆記本中的使用將會(huì)越來(lái)越普遍。臺(tái)灣PIDA預(yù)測(cè)，在2007年年內(nèi)，10英寸到12英寸筆記本中的的10%將采用LED背光面板，但尺寸更大的筆記本目前仍然不會(huì)大量采用LED背光 面板，價(jià)格昂貴是主要原因之一。而韓國(guó)Displaybank發(fā)表了大尺寸液晶面板用發(fā)光二極管(LED)背照燈的全球市場(chǎng)預(yù)測(cè)，對(duì)象包括液晶顯示器、筆記本電腦、液晶電視等。該公司預(yù)測(cè)到2007年，將達(dá)到約510萬(wàn)臺(tái)，%，%，%，%，2010年LED背照燈在金額上會(huì)達(dá)到45億9900萬(wàn)美元，%。所以NB和液晶電視面板背光將成為推動(dòng)全球LED產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)的新的推動(dòng)力，由于NB及液晶電視面板主產(chǎn)地在臺(tái)灣地區(qū)、韓國(guó)和日本，這些地區(qū)LED產(chǎn)能強(qiáng)大，且不斷有新的產(chǎn)能加入，如臺(tái)灣鴻海、佳總、聯(lián)茂這些電子產(chǎn)業(yè)大廠將進(jìn)入LED產(chǎn)業(yè)，大陸面板產(chǎn)能較低，在這一波推進(jìn)潮中獲益估計(jì)有限。但如果國(guó)內(nèi)下游液晶電視整機(jī)廠自建面板模組廠的話，將推動(dòng)國(guó)內(nèi)背光對(duì)LED新的需求，長(zhǎng)遠(yuǎn)需求前景看好，目前國(guó)內(nèi)只有TCL有自建液晶模組廠的規(guī)劃，產(chǎn)能為250萬(wàn)臺(tái)/年，2009年投產(chǎn)。 LED在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用前景在車(chē)用數(shù)量方面，每臺(tái)車(chē)分別需要100顆(內(nèi)部)、200顆(外部)。內(nèi)部應(yīng)用如儀表板、閱讀燈，外部應(yīng)用則為尾燈、煞車(chē)燈、方向燈、頭燈等。目前全車(chē)內(nèi)部采用LED的車(chē)廠家?guī)缀跞珵闅W洲的公司；而在外部照明使用LED方面，歐系及日系汽車(chē)將第三剎車(chē)燈改成LED的比率已超過(guò)80%。車(chē)用領(lǐng)域最大的課題是將LED應(yīng)用在汽車(chē)的頭燈，例如在日本市場(chǎng)，由于受到法律的限制，無(wú)法在頭燈使用LED。但是，這樣的限制將在2007年開(kāi)始出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)，從2007年開(kāi)始可以將LED應(yīng)用在概念車(chē)上，從2008年開(kāi)始，更可以擴(kuò)大使用LED來(lái)作為頭燈，并且在2010年以后應(yīng)該可以以允許開(kāi)始正式使用。從元件的性能來(lái)看，目前的白光LED已經(jīng)可以代替鹵素?zé)袅?，最大的挑?zhàn)是如何取代HID。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，相信到2010年，LED將會(huì)有機(jī)會(huì)在亮度和成本兩方面與HID進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。從基本來(lái)看，在汽車(chē)頭燈使用LED的優(yōu)點(diǎn)很多，首先是使用壽命，盡管與前述的LED的高峰衰減期也有一些關(guān)系，但是汽車(chē)的頭燈不是平常的照明，所以與一般照明用途不同；接下來(lái)是設(shè)計(jì)的靈活度，頭燈內(nèi)的縱深將變薄，正面可以用來(lái)全面照明，使得設(shè)計(jì)的彈性度增加，而且因?yàn)長(zhǎng)ED是比較指向性強(qiáng)的光源，所以作為照明可以進(jìn)行設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化和輕型化，除此之外，透過(guò)與可視光通訊技術(shù)的結(jié)合，非常有可能成為安全行駛用的資訊通訊元件。在頭燈之外，LED在汽車(chē)的應(yīng)用也逐漸地增多，尾燈、方向燈和 霧燈等外部照明，還有車(chē)內(nèi)燈、腳燈、儀表板用燈、導(dǎo)航設(shè)備用的液晶背光，和其他自動(dòng)設(shè)備的操作面板，應(yīng)用可以說(shuō)是相當(dāng)?shù)亩?，?dāng)然各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都有輝度要求，同時(shí)對(duì)于演色性也有所要求，另一方面也有只要成本低的情況，所以要求各不相同。這彼此之間可以約略的進(jìn)行區(qū)分，例如一般車(chē)外燈的要求會(huì)是以輝度為主，車(chē)輛內(nèi)裝則是以演色性為主。具體來(lái)說(shuō)，頭燈是需要光的到達(dá)距離，對(duì)色再現(xiàn)等等沒(méi)有明確的要求，而車(chē)內(nèi)燈會(huì)因?yàn)槌塑?chē)人討厭藍(lán)色的光等等因素，所以對(duì)演色性的要求很高，而如果應(yīng)用在儀表板上的LED就和演色性無(wú)關(guān)，不過(guò)卻會(huì)被要求低輝度和低成本。以目前來(lái)看，在車(chē)用領(lǐng)域最大的市場(chǎng)在車(chē)內(nèi)飾背光，其次為車(chē)后燈，。 LED用于一般照明領(lǐng)域技術(shù)與成本制約尚需一段時(shí)間未來(lái)LED市場(chǎng)最大的領(lǐng)域就是一般照明市場(chǎng)，如果能夠完全代替熒光燈的話，相信就可能有近1000億美元的潛在市場(chǎng)規(guī)模，并且能夠應(yīng)用在更多不同的領(lǐng)域。但是事實(shí)上，如果期望LED能夠完全取代傳統(tǒng)燈源還是有一定的困難。由于LED是點(diǎn)光源，因此在部分的產(chǎn)品可以開(kāi)始利用LED來(lái)代替以往的白熾燈等燈泡，就實(shí)際的市場(chǎng)上而言，目前已經(jīng)有包括吸頂燈、內(nèi)部照明等開(kāi)始采用，而市場(chǎng)規(guī)模也是 逐年擴(kuò)大之中。但是，在熒光燈等面光源領(lǐng)域的市場(chǎng)發(fā)展卻較為緩慢，因?yàn)槿绻袻ED作為面光源來(lái)利用的話，只能像面板用的背光一樣，以直下的方式將LED在固定面上鋪滿，或者以側(cè)光的方式利用導(dǎo)光板來(lái)完成。但是這些方式都很難在發(fā)光功率和價(jià)格方面代替熒光燈，特別是在一般照明領(lǐng)域需要演色性高，這樣一來(lái)就需要使用紫外光，或者使用以藍(lán)色LED為基礎(chǔ)，配可激發(fā)RGB的熒光粉，不過(guò)這卻會(huì)造成發(fā)光效率的下降，因此期望滿足產(chǎn)業(yè)化的100lm/W的照明效率需求還需要一段時(shí)間。半導(dǎo)體照明成本在逐漸下降該部分為南昌大學(xué)江風(fēng)益教授在《中國(guó)電子報(bào)》上撰文(11/2005)，對(duì)認(rèn)識(shí)LED白光照明成本結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢(shì)有莫大裨益，在此引用。半導(dǎo)體照明的技術(shù)路線眾多，不同技術(shù)路線成本不同。就同一種技術(shù)路線而言，不同技術(shù)水平成本也有明顯差異。即使同一種技術(shù)路線、同一種技術(shù)水平，各生產(chǎn)廠家采用不同的成本控制方法，其結(jié)果也會(huì)有較大差別。由于上述問(wèn)題都給成本預(yù)測(cè)帶來(lái)困難，所以要做半導(dǎo)體照明的有關(guān)成本預(yù)測(cè)，對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行一些假設(shè)：首先，藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉，其中藍(lán)光LED為GaN基多量子阱LED結(jié)構(gòu)；其次，由尺寸為1mm1mm的芯片封裝成單燈；第三，半導(dǎo)體照明燈由若干個(gè)單燈簡(jiǎn)單組合而成；第四，每一個(gè)單燈均安裝在帶有驅(qū)動(dòng)電源、散熱性能良好的燈支架上，但驅(qū)動(dòng)電源、支架及裝飾部件的成本不計(jì)算在固態(tài)照明燈成本之內(nèi)，即僅考慮“燈泡”的成本；第五，芯片發(fā)光效率高低和芯片器件所能承受的功率密度大小基本與成本無(wú)關(guān)。這一假設(shè)在一定范圍內(nèi)是成立的。比如，同一家研究單位或企業(yè)提高外延生長(zhǎng)、芯片制造和器件封裝水平，往往可以在不明顯增加成本的前提下，通過(guò)優(yōu)化工藝技術(shù)而顯著提高發(fā)光效率和器件所能承受的電流密度；第六，外延生長(zhǎng)、芯片制造和器件封裝均達(dá)到比較理想的90%的合格率。發(fā)光效率為40lm/W時(shí)，光通量為1500lm的半導(dǎo)體白光照明燈，；發(fā)光效率為200lm/W時(shí)，光通量為1500lm的半導(dǎo)體白光照明燈，；發(fā)光效率高達(dá)200lm/W，同時(shí)器件功率密度高達(dá)10W/mm2(美國(guó)固態(tài)照明技術(shù)路線圖的最高目標(biāo))，也就是說(shuō)使用一顆1mm1mm的GaN基LED芯片，就可封裝成光通量為2000lm的半導(dǎo)體白光燈，它比20W日光燈還亮。此時(shí)，比起日光燈、1500lm半導(dǎo)體白光燈的成本更低，其成本主體取決于封裝，成本有可能變到5元以下。一些國(guó)家已經(jīng)對(duì)固態(tài)照明技術(shù)的成本做出了一個(gè)規(guī)劃，例如，美 國(guó)固態(tài)照明技術(shù)路線圖中就有對(duì)成本的目標(biāo)：首先，到2007年，光通量為200lm的固態(tài)白光照明燈(效率為75lm/W)，價(jià)格降到4美元以下，即光通量相當(dāng)于20W白熾燈水平的固態(tài)白光照明燈，其單價(jià)降到32元人民幣左右；其次，到2012年，光通量為1000lm的固態(tài)白光照明燈(發(fā)光效率為150lm/W)，價(jià)格降到5美元以下，即光通量相當(dāng)于60W白熾燈水平的固態(tài)白光照明燈，其單價(jià)降到40元人民幣左右；第三，到2020年，光通量為1500lm的固態(tài)白光照明燈(發(fā)光效率為200lm/W)，價(jià)格降到3美元以下，即光通量相當(dāng)于20W日光燈水平的固態(tài)白光照明燈，其單價(jià)降到24元人民幣左右。(注：這一目標(biāo)可能較早制定，日亞宣布2007年將投產(chǎn)光效為150lm/w的LED產(chǎn)品，全球LED照明產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)程估計(jì)大大快于上述目標(biāo)進(jìn)程)目前市場(chǎng)上光通量為30lm～50lm的固態(tài)白光單燈(1mm1mm芯片)，其銷(xiāo)售價(jià)格約為20元到28元。但實(shí)際成本如何呢？在一片直徑為50mm的藍(lán)寶石襯底上，GaN基LED的襯底、外延和芯片成本分別為300元、300元和600元，用此外延材料可制造成1600個(gè)大小為1mm1mm的功率型半導(dǎo)體芯片，每個(gè)芯片的成本不到1元。目前封裝1W半導(dǎo)體白光燈的成本約6元(芯片成本除外)，但批量生產(chǎn)，廠家自己開(kāi)模，所以，只要企業(yè)規(guī)模做上去了，合格率達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。這一目標(biāo)能否達(dá)到，外延材料生長(zhǎng)、芯片制造和器件封裝同樣重要。研究工作表明，半導(dǎo)體照明芯片承受功率密度10W/mm2是沒(méi)有問(wèn)題的，只要散熱條件足夠好，而今后的關(guān)鍵問(wèn)題在于提高外延材料內(nèi)量子效率，提高芯片出光效率，提高器件封裝效率和散熱特性半導(dǎo)體白光照明燈要替代白熾燈和日光燈，在外延、芯片和封裝等成本上并沒(méi)有很大困難，即使上述預(yù)測(cè)成本提高一倍也還是比較樂(lè)觀的，這里關(guān)鍵的挑戰(zhàn)在于能否大幅度提升技術(shù)水平。不斷提高外延材料的質(zhì)量，不斷提高發(fā)光效率，不斷提高器件所能承受的功率密度，解決好器件散熱問(wèn)題，半導(dǎo)體照明燈替代白熾燈和日光燈是必然趨勢(shì)，其價(jià)格一定能降到老百姓能接受的程度。近期國(guó)內(nèi)外技術(shù)突飛猛進(jìn)，預(yù)示著半導(dǎo)體照明燈進(jìn)入千家萬(wàn)戶的時(shí)代會(huì)提前到來(lái)。 LED超越傳統(tǒng)光源創(chuàng)造更高品質(zhì)LED市場(chǎng)是一個(gè)尚包含著很多的課題和可能性的領(lǐng)域，正因?yàn)槿绱耸袌?chǎng)的潛力是相當(dāng)?shù)拇?，相信在各領(lǐng)域的努力下，LED大有機(jī)會(huì)可以超越傳統(tǒng)光源，創(chuàng)造更高品質(zhì)的光源環(huán)境。對(duì)于LED的新應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，早期一般所期待的是車(chē)用領(lǐng)域、LCD用背光燈領(lǐng)域，以及代替白熾燈等燈泡，或代替用于室外看板光源功能的一般照明領(lǐng)域，對(duì)于這些領(lǐng)域，LED可以說(shuō)在輝度和演色性兩方面都能夠滿足要求，只不過(guò)在部分的技術(shù)上還要進(jìn)行開(kāi)發(fā)和努力。但是因?yàn)長(zhǎng)ED的技術(shù)還在不斷的開(kāi)發(fā)中，各種應(yīng)用的可能性都還是相當(dāng)?shù)拇?，相信未?lái)必定會(huì)因?yàn)榘l(fā)光效率的提高，和價(jià)格的降低被開(kāi)發(fā)出更多的新應(yīng)用領(lǐng)用，例如目前已經(jīng)有業(yè)者開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用LED作為液晶投影機(jī)的光源、可視光通訊用的光源等等。此外伴隨著這些變化，在封裝材料、熱傳導(dǎo)黏合劑等的封裝相關(guān)領(lǐng)域也因此而有著相當(dāng)多的改變，并且出現(xiàn)了相當(dāng)大的連鎖效應(yīng)。就如平面顯示器實(shí)現(xiàn)每英 1萬(wàn)日?qǐng)A的理想一樣，就技術(shù)與應(yīng)用而言，白光LED的效能已經(jīng)逐漸接近在100lm/W下、每流明1日?qǐng)A的成本目標(biāo)。以目前技術(shù)而言，如果藍(lán)光LED芯片的光輸出若能達(dá)到360lm/W的話，就有相當(dāng)大的可能性獲得100lm/W輸出的白光LED，而這個(gè)達(dá)到360lm/W藍(lán)光LED芯片的技術(shù)以今天而言，已經(jīng)不再是艱巨的挑戰(zhàn)了，Cree在2006年便以發(fā)