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LCD背光电源:LED背光模组挑战CCFL背光模组并存现象将持续较长时间

2008-02-20 11:00:31 来源:《国际电子变压器》2008年2月刊

      “背光板模块获利遭LCD模组厂商挤压、及同业的竞争压力下,薄利多销现已成为业界普遍的现象。激烈竞争的背光模组市场只有靠规模出效益,大者恒大。不过由于背光模组上游竞争不充分,加上目前背光模组厂家度日维艰,价格一降再降,因此背光模组的价格不可能下降很多。”一位背光电源资深人士就背光电源市场的竞争现状指出,“由于背光模块认证时间长,一旦获得LCD面板厂商采用后将不会轻易改变,新竞争者将不易轻易介入,因此,在市场上经营较早者,将占有一定优势。”
      LCD为非发光性的显示装置,须要借助背光源才能达到显示的功能。背光源性能的好坏除了会直接影响LCD显像质量外,背光源的成本占LCD模块的3-5%,所消耗的电力更占模块的75%,可说背光电源是LCD模块中相当重要的零组件。高精细、大尺寸的LCD,必须有高性能的背光技术与之配合,因此当LCD产业努力开拓新应用领域的同时,背光技术的高亮度化、低成本化、低耗电化、轻薄化等高性能都扮演着非常重要的角色。

大尺寸LCD刺激CCFL需求
      最新数据显示,2007年LCD-TV背光模组占LCD总体背光模组市场的50%左右,这对整个背光市场及相关企业来说影响巨大。随着家用液晶电视(LCD-TV)的市场渗透与扩展,大尺寸LCD产业已进入全面发展阶段,从2007年下半年开始,三星电子、LGPhilips LCD等韩国厂商,以及台湾地区的友达光电等厂商纷纷扩大LCD电视面板产量。特别是随着2008奥运会在我国举行,预计电视的消费需求还会升温,LCD-TV也将继续扩大大尺寸平板电视的市场份额,继而拉动背光模组的市场需求。
      据预测,2007年大尺寸背光模组的出货量预计从2006年的2.65亿块上升到3亿块左右, 2008年将进一步增长至3.63亿块,因此2004-2008年的大尺寸背光模组出货量年增长率达到27.1%。“冷阴极荧光灯(CCFL)是目前的主流产品,除手机等少数小尺寸产品之外,其在其他产品领域占有绝对多数的市场份额,在近几年仍然有发展空间。”行业资深人士继续表示道。目前,背光系统的主流还是CCFL,作为TFT-LCD的核心配件,CCFL的需求随着全世界TFT-LCD的良好发展势头,出现了年均23%的增长率。特别是受到TFT-LCD电视用新款大型生产线投产的影响,预计电视用CCFL需求将从2006年的8.77亿个,增长到2007年的大约13.26亿个,2010年则将大幅度增加至25.4亿多个。
      从销售额看,2007年全球大型背光源市场的规模超过了120亿美元,而从2005年开始到2010年的年平均增长率将会达到15.6%。大型背光源市场中,电视用背光源市场占总市场的比重到2006年已经超过了一半,达到52.6%。这样的增长趋势在今年也将会保持下去,将达到60%以上。最终,为了维持销售增长,市场将会集中于电视用背光源领域。深圳巨冈电子厂的工程师陈德明对此观点也表示认同,“我们正在谋求转型,小尺寸背光电源过于饱和,市场竞争压力太大,我们将更关注大尺寸市场。”

应用市场巨大 无奈内资背光电源企业度日艰难
      我国华东地区聚集了大量的笔记本电脑厂家和显示器厂家。笔记本电脑厂家有广达、仁宝、纬创、英业达、蓝天、华宇、华硕、志和、伦飞、精英、大众、神基,显示器厂家有三星、飞利浦、LG、明基。这些厂家都是TFT-LCD面板的下游厂家,为了实现本地化供应,大批TFT-LCD面板厂家也随着这些企业投资华东地区,把技术含量较低、人力成本较高的模块工厂转移到这一地区。其中,TFT-LCD模块厂家有LG飞利浦、友达、夏普、日立、三星、广辉、彩晶、华映。这些模块厂家又吸引了大批背光模块厂家进驻华东地区。除华东地区外,华南地区也是背光模块产业重镇,东莞和深圳是华南地区背光产业集聚地。
      生产CCFL背光模块的企业有几十家,大多来自我国台湾地区,日本和韩国这两年也加速发展。全球背光模块一半的产量出自我国台湾厂家,韩国和日本厂家的产量分列二、三位。其中,我国台湾厂家大约占据48%的市场,韩国厂家占据33%的市场,日本厂家占据16%的市场。其中我国内地起步比较早、规模比较大的背光模块公司是深圳帝光公司。最大的台资背光模块企业则是位于东莞黄江的科桥公司。为京东方提供背光模块的厂家共有3家,分别是2004年先后成立的盛纳路光电(北京)、北京京东方茶谷及世元达光电。上广电则主要从中强光电和日本厂家采购背光模块。
      国内众多中小企业也都关注着大尺寸背光电源市场,无奈自身条件制约,可望而不可达。深圳巨冈电子厂的工程师陈德明认为:“于背光模组技术门槛和资金门槛很低,又是朝阳产业,因此初期产业进入障碍并不高,吸引许多中小型厂商跨入这个领域。”然而,由于背光板模块并不是可以大量产的商品,在LCD面板应用范围越趋广泛下,产品尺寸及规格也就越来越多,其中,导光板的规格、尺寸及厚薄各家面板厂商皆不相同,背光模块厂商必须针对各家客户的需求,以设计各种不同的背光模块。此外,零组件的供应来源是否齐备,生产线上人员的训练和品质,加上后段组立能否达到量产等议题皆值得追踪,人力培训至上线均需至少三个月时间,人员制程熟练度影响其制程良率甚大,且训练初期材料耗损较高,因此厂商如何控制成本成为了重点。故尽管在初期障碍不大,小厂林立,但能争取到客源,稳定量产出货的厂商将仅是少数。

Inverter变压器市场水涨船高
      “Inverter变压器主要是给液晶的背光源CCFL提供电源,因CCFL灯管启动时需要较高的电压,故该变压器的特点是匝数比大,输出电压高,次级匝数多约1500-2500圈,制程中最重要的是注意匝间的绝缘,产品的漏感,还有就是产品引出线时尽量封胶,防止产品断线。”随着大尺寸背光应用的CCFL灯的需求激增,作为驱动LCD CCFL灯所必需的关键零组件,LCD Inverter已成为投资TFT产业配套相关厂商的热点项目。
      “Inverter变压器相对于传统变压器来说,有更大的生存和发展空间。”三强(深圳)电子总经理陈乃熙在记者采访时曾谈到,“尽管在未来的发展中,Inverter变压器有可能被LED二极管代替,但在5至8年内,是不愁没有市场的,而且市场很大。” 确实,中国大陆现在已成为液晶类产品最大的生产基地,LCD TV、液晶PC、笔记本电脑、PDA、数码相框、汽车导航系统、CCFL、手机、便携式DVD、掌上电脑等一系列的电子产品,都迎来了发展的春天,产品带动Inverter变压器的大量需求。
      铭科电子工程部的宋戈先生也一再强调,“Inverter变压器的前景是非常乐观的,尽管竞争很大,但目前完全不担心没单。”目前在国内设厂,并有一定知名度的Inverter变压器生产企业主要有达方电子、恩帝科技、首邦电子、沛波电子、胜美达、力信电子、弘电电子等。特别是沛波电子,其主要是以生产TFT—LCD Inverter变压器为主,东莞厂目前主要接获日本和韩国的客户,业绩不断成长,配合扩产效益,使得Inverter变压器的出货量持续增加。预计07年沛波电子Inverter变压器的出货量,已经占到了全球市场的15%。

节能环保因素推动LED倍受关注
      LCD制造商Kyocera Industrial Ceramics公司显示器部市场营销经理Joe Maurer表示,绿色效应是推动LCD由CCFL背光转向LED背光的最重要的两项因素之一。“全球市场越来越追求绿色环保,需要尽可能地实现节能和无污染,LED背光正好可以顺应这种趋势。” LED背光和端面照光兴起的一个重要因素就是欧盟施行的RoHS指令。该指令规定自2006年7月1日起,消除在欧盟成员国销售的电子装置中的铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚等物质。汞是CCFL灯管和其它类型荧光照明的主要成份。尽管供应商已经降低了其荧光管中的汞含量,并且不含汞的型号正在研讨之中,但LED的额外优势使得CCFL注定要在制造过程中被淘汰。 
      目前瑞仪笔记本电脑用LED背光模块月出货量约2万片左右,出货仍以奇美为主。友达与韩国面板厂亦已通过认证,08年月出货量有机会挑战10万片以上。大亿表示,年底前单月笔记本电脑用LED背光模组出货量将可望超越5万片水平(包括13.3英寸和15.4英寸),目前中光电于笔记本电脑用LED背光模块月出货量已达7-8万片,预计08年月出货量将挑战15-20万片。
      全球主要的LED背光模组厂家就是瑞仪、中强光电和大亿。因为照目前的技术能力和成本控制,LED背光模组在未来5年内主要还是在笔记本电脑领域,而台湾是全球最大的笔记本电脑背光模组生产地,同时是全球最大的LED生产地,而且还是全球最大的笔记本电脑生产地,全球也只有瑞仪、中强光电和大亿量产LED背光模组。随着高功率LED逐步降价,日亚化学的LED专利逐步实效,液晶电视用的LED背光模组有望在2010年以后进入量产应用阶段。而在笔记本电脑领域,预计2010年LED背光的采用率将达到36%。

LED取代CCFL要过三道坎
      目前CCFL在背光模块市场中仍占有绝对的主导地位。尽管LED具有显而易见的优势,但真正要能取代或相当部分取代CCFL不是一件轻而易举的事。主要有成本、技术成熟度和透光效率等三方面的原因。
      成本是影响LED背光模块普及的主要因素。虽然LED厂商针对LED背光源技术这一较弱部分已做了大幅度改善,然而LED与CCFL背光模块仍存在极大价差。LED背光模块价格若以每年平均跌幅为30%乐观预估,到2009年后才能与CCFL背光模块价位接近;若保守预估,LED背光模块价格以每年跌幅约20%计算,则LED背光模块与CCFL背光模块价格持平时间恐怕要在2010年以后。而且这只是考虑LED降价的情况,如果考虑其间CCFL也有10%的价格跌幅,达到两者价格持平则分别需要到2010年和2015年以后。目前普遍认为,在大尺寸市场,2011年前后LED将开始逐步取代CCFL;小尺寸市场上这个过程会早些开始。
      LED背光用于电视需要等待无彩膜(Color Filterless)技术成熟。笔记本电脑面板使用侧入光,只需要一条光源,亮度既不用太高,也不需要用到功率芯片。但是,LCD电视却需要用到直下光源,LED的分布好像洒芝麻一样,如果想把每一颗都连在一起通电点亮,将会价格昂贵。而且目前CCFL的色彩饱和度也已经可以达到NTSC 90%以上,与一般CRT电视的色彩饱和度已经相差无几。LED的耗电量由于使用功率芯片比CCFL还要高,散热问题也有待解决;这些因素使得LED背光源虽然有先天优点,但却没有办法在市场上应用开来。
      透光效率低是背光模块最大的致命点。以目前LED亮度技术来看,提高亮度并不太困难,但是伴随而来的高耗电量以及散热问题,却困扰着所有工程师。亮度的提升总是会有到达瓶颈的时候,如果因为在提高亮度方面努力却造成使用寿命的减短,似乎有点得不偿失。所以就整体而言,还是必须从改善背光模块的透光率开始,才是解决问题的根本之道。
      作为LCD显示屏的背光源,CCFL已广泛用于笔记本电脑、台式机和电视机。由于成本低廉、技术成熟等原因,CCFL仍将是未来几年内LCD背光源的主流光源。但是其近年来受到LED的挑战,主要因为CCFL被认为不够环保,含汞;色彩表现不够,只能达到NTSC的70%~80%;对于大尺寸电视机屏,CCFL的电压加高和加长管子的加工也有困难。
      LED因采用单点发光导致耗电量低,再加上寿命长、短小轻薄、环保等优势,使得目前LED已逐渐取代CCFL大量应用于中、小尺寸面板背光源,未来更将逐步向LCD显示器、笔记本电脑、LCD电视等大尺寸面板背光领域迈进。此外,由于LED的色彩饱和度可达到接近100%,远优于CCFL一般70%~85%的表现水准。因此,即使目前LED应用在大尺寸LCD电视中的成本仍高于CCFL,市场对于未来LED在一定程度上取代CCFL在大尺寸面板背光源的应用高度期待。

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