正特光电第三代LED背光技术潮流

现有液晶显示领域,由于液晶分子本身不具备发光能力,因此在现有的液晶显示器中需要外加光源来显示画面,目前光源基本采用发光二极管LED,通过背光模组导光板和二次配光透镜实现亮度均匀的面…

现有液晶显示领域,由于液晶分子本身不具备发光能力,因此在现有的液晶显示器中需要外加光源来显示画面,目前光源基本采用发光二极管LED,通过背光模组导光板和二次配光透镜实现亮度均匀的面光源输出。现阶段,显示装置的背光模组可分为侧入式和直下式两种。

回顾过去三年LED光源从PCT到EMC努力通过大晶片、双晶片置入提高单颗LED光通量,二次配光透镜(Second Lens)努力的为LED扩大光速角增加工作距离Pitch值 ,最终通过减少LED的使用颗数实现LB(Light  Bar)性价比。

LED封装于显示应用的产值:

LED背光应用从2013年开始崩盘,至2016年为止产值几乎蒸发了一半,举例32”LCD TV侧入式时期的上百颗LED,到直下式中期的24颗LED,目前实现10颗LED。背光LB通过减灯实现性价比把自己核心LED  BOM成本的宝座拱手相让给了MCPCB,去年底MCPCB通过大幅涨价再次巩固领导地位。然而背光主流EMC光源通过驱动电流提高光通量已经受到技术限制,LB实现减颗无法再实现性价比。明明LED才是发光的主体,但从价值链的角度来看怎么就成了打酱油的?二次配光透镜是解决背光面光源均匀性核心部件,被背光行业上下流产业忽视的二次配光透镜资源建议当前背光LB技术性价比体现-实现减条。

正特光电CSP非对称透镜光强分布:

2008年第一代LED背光技术侧入式主要应用于手机背光,2009年侧入式进入NB背光,接下来的五年进行大尺寸渗透迅速占领TV行业。传统的侧入式背光模组,LED发出的光线需要经过导光板网点的散射、反射纸的反射、导光板的折射,使侧面入光的LED光源转化为正面输出的面光源,网点的多次散射、反射纸的吸收和导光板的吸收,使得光能损失严重,造成侧入式背光模组光效低,使得显示画面亮度低。

2012年第二代LED背光技术“直下式技术”的诞生,由于直下式背光模组相比于侧入式背光模组不需要设置导光板,以价廉的优势,接下来的五年直下式实现背光模组主流技术占比60~70%。直下式背光模组中的LB(Light Bar的简称)需要通过二次配光透镜(Second Lens)扩大LED光束角,在较大的混光距离(OD值)条件下,才能解决背光面光源的均匀性,从而使直下式背光模组在显示装置轻薄化的需求趋势下,发展受到极大限制。

同时,传统直下式背光模组使用的LED呈朗伯型光强发布,通过二次配光后的光强分部呈旋转对称特征,投射到扩散板的亮斑呈圆形。导致背光设计LED布灯Pitch(LED间距)必须遵循Px≈Py的原则,否则会出现面板界术语“MURA”无法实现背光亮度、均匀度硬性指标。

正特光电第三代LED背光技术

宁波正特光学电器有限公司2016年立项一种非对称透镜及其背光模组项目,研发一种偏光透镜、及包含其的侧入式背光模组。采用高光效、低热阻CSP光源(五面发光)设计一款非对称透镜实现非对称背光方案。此方案通过增加背光LB之间的工作距离(Pitch 值),实现不降低背光亮度、均匀度的前提下减少MCPCB使用条数实现背光LB性价比,相对于传统直下式背光具有极大的成本优势。同时通过非对称透镜二次配光后的光强分布呈特殊非对称特征,投射到扩散板的亮斑呈椭圆形,可以有效解决传统直下式背光四角、边缘和中心区域亮度的不均匀性的技术通病,可实现亮度均匀、光效高、轻薄化的背光模组及其显示装置。

成果转化实现全新的TV创意

应用正特光电开发的二次配光透镜实现背光LB侧面入光方式,从根本上解决了传统直下式模组的亮度不均匀、厚度较厚的问题,在不使用占背光成本居高的导光板基础上,可实现亮度均匀、光效高、轻薄化的背光模组及其显示装置,同时此技术实现LED背光全尺寸使用1 Light Bar,对于LED背光具有极大成本优势。目前主流侧入式背光模组受树脂导光板厚度的限制无法再满足超薄型TV发展的趋势,采用省去了导光板“空气导光”技术又可以使背光模组进一步的瘦身。同年底完成并通过32寸、55寸项目验证测试。

正特光电CSP非对称透镜55寸 OD35 2X15方案

液晶电视尺寸结构分析,2012年32寸电视份额高达37%到2016年已经降至20%,同期55寸电视份额从7%上升至24%成为份额最高的单一尺寸,未来55寸有望继续提升。从事背光行业实现55寸背光性价比尤为重要,目前55寸传统直下式EMC背光方案为5X10。应用正特光电CSP非对称透镜可实现CSP背光方案为2X15,此非对称透镜CSP LB同比市场主导EMC LB性价比优势20%,由此可见非对称背光方案在中、大尺寸TV背光领域将革新背光的技术潮流。

正特光电CSP非对称透镜55寸 OD35 2X15方案

 

作者: ting

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