TFTLCD用LED背光组件的技术和产业现状和发展趋势(一)张百哲

TFT-LCD用LED背光组件的技术、产业和市场的现况和发展趋势

(一)清华大学液晶技术工程研究中心

张百哲教授2011.061目录一、液晶显示器背光组件(LCDBLU)的作用二、LCDBLU发展的历程三、平板显示器(FPD)市场的现状和发展趋势四、TFT-LCD用LED背光组件市场的现状和发展趋势2一、液晶显示器背光组件(LCDBLU)的作用LCDBLU是LCD的一个必备的组件LCDBLU基本决定了LCD的功耗LCDBLU是TFT-LCD成本的最高的成份LCDBLU对TFT-LCD光学参数影响很大采用LEDBLU符合TFT-LCD技术性能发展趋势和绿色生产的方向3LCDBLU是LCD的一个必备的组件4TFT-LCD用LEDBLU的构成5LCDBLU基本决定了LCD的功耗由LCD是靠电场来改变液晶分子的排列方向的,所以本身功耗极低(微瓦级)。TFT-LCD的功耗主要由TFT电路、驱动电路和BLU组成。BLU功耗占TFT-LCD功耗的80%TFT-LCD功耗占TFT-TV功耗的80%用CCFLBLU的TFT-LCDTV比PDPTV功耗低30%，用LED侧光BLU的TFT-LCDTV功耗低30%，用直下式分区驱动的LEDBLU的TFT-LCDTV又比侧光式功耗低30%。6LCDBLU是TFT-LCD成本的最高的成份TFT-LCD模组成本费用的70%以上是原材料。BLU占成本的20~30%，是TFT-LCD成本费用最高的成份7LEDBLU成本组成

(42”FHD,120Hz,侧光LEDLCDTV)来源:DisplaySearch2011.Q1842“FHDTVLEDBLU价格趋势来源:DisplaySearch2011.Q19LCDBLU对TFT-LCD光学参数影响很大10采用LEDBLU符合TFT-LCD技术发展趋势更薄Thinner更亮MoreBright更美MoreBeautiful更轻Lighter尺寸更大Larger颜色更丰富ColorEnrichment更省电PowerSaving响应速度更快FasterResponseSpeed视角更宽WiderViewingAngle更经济11SHARPG10生产的52”FullHDTV

（LEDBLU）的性能指标

最小厚度 20mm

最大厚度

29mm

重量

25kg

亮度

500cd/㎡

视频应答速度

4ms

年消费电力

140kWh

对比度 30000:1

色彩体现范围

标准NTSC的150％

12二、LCDBLU发展的历程LCDBLU发展主要体现在使用的光源的变化，经历了钨丝灯泡-CCFL-LED光源种类光源形状颜色光功效(lm/W)寿命(小时)特点钨丝灯泡点光源2800K30~402,000简单、小型、价低、发热严重CCFL线光源R、G、B及其混合色6500k70~8525,000亮度高、寿命长、价低、驱动电压高、有汞LED点光源蓝~红波长430~700Nm或白光110~150100,000寿命长、低发热、体积小、驱动电压低、价格略高13LEDBLU应用历程开始应用于中小大寸TFT-LCD，后逐步应用到笔记本计算机，2004年Sony应用到42”和46”TFT-LCDTV（直下式BLU），各种性优越,色域值>105%NTSC，但价格昂贵，2009年三星推出侧光LEDBLU价格大幅下降，LEDBLU开始大量应用于TFT-LCDTVSource：拓墣产业研究所，2011/0514LEDBLU应用历程三星電子的3DLED液晶電視-46吋C7000系列

15LEDBLU应用历程

LG電子的LED背光液晶監視器-23吋E2350V

16BLU用LED光源的变化(2010,2011)

2011FPR

2010SG

LG47LW5700

LG47LX6500

SECUN46C700WF

SONYKDL-46NX710LEDBarLocation

Left/Right

Top/Bottom

Top/Bottom

Top/BottomNumberofLEDBar2

4

4

4NumberofLEDPackage

128

264

288

264NumberofLEDChip

256

264

288

264LG电子FPR3DTV47LW5700

来源Displaybank

2011.05.16

17三、平板显示器(FPD)市场的现状和发展趋势显示器类型应用产器2009年2010年数量（亿台）金额（亿美元）数量（万台）金额（亿美元）TFT-LCD电视1.498376.692.188539.36监示器1.915154.132.107172.36笔记本1.74598.72.468131.95手机10.5199.6512.96111.97PDP电视0.151849.4910.193455.04AMOLED手机0.235.370.678.92综合DisplaySearch,DisplayBank和iSuppli的相关报告的数据18来源:DisplaySearch09.09三、平板显示器(FPD)市场的现状和发展趋势19TV和公共显示屏的需求预测(2006-2016)20LCD监示器,NB和Mini本屏预测(2006-2016)21中小尺寸FPD的出货预测(一)包含a-Si,LTPS,CSTN,MSTN,AMOLED,PMOLED2008年24.9亿块,2009年21.9亿块,下降12%,但以后会增加来源:DisplaySearch09.0722中小尺寸FPD的出货预测(二)来源:DisplaySearch09.0723

OLED发展趋势◆OLED将从2009年的8亿美元增长到2017年的80亿美元，平均年增长率33%。◆

主要应用是手机屏，将会强劲增长，到2017年将达到40亿美元。TV将是第二个增长点2017年将达到30亿美元。24

OLED发展趋势◆

AMOLED目前几乎主要生产5”以下产品，也出现过7.6”的数码镜框屏和OLEDTV（11”/2007年,15”/Q4’09）◆

随着技术改进AMOLED将更多应用到中小尺寸产品中。2010年将出现在NB中，2011年开始进入平板电脑市场，>20”OLEDTV也将出现。25AMOLED在手机屏应用大幅增加Source:QuarterlyMobilePhoneShipmentandForecastReport2011.04.19百万美元40亿元1..28亿个64亿元2..12亿个26

AMOLEDTV出貨量展望(資料來源:'大尺寸AMOLED技術與廠商投資動向及市場展望'Report,2010年12月,Displaybank)27OLED光源市场的发展趋势◆OLED光源市场将于2011年启动。◆一些生产PMOLED工厂将转产OLED光源。◆OLED光源市场将从2015年的15亿美元发展到2018年的63亿美元28OLED显示和光源性能性能指标显示用光源用亮度(cd/m2)150~1000500~7000彩色全彩色平衡白色、RGB装饰色色域值>100%NTSCCRI>80屏典型尺寸(cm)2~1005~200像素要不需要寿命(kh)T505~60T7010~100光效(lm/W)10~10010~150背板结构复杂简单生产工艺真空腔滚到滚或真空腔价格(美元/m2)1000~200030~100存在问题背板如何实现大尺寸?低价?分辨率如何提高?大面积和均匀度、高CRI、高亮度和低价29PDP模块市场的预测来源：Displaybank2011.0130来源:DisplaySearch08.09中国计划2015年TV信号将完成模似向数字转换,目前有4.2亿台CRTTV将被淘汰31TV新市场增长点-金砖四国(BRIC)32中国在监示器和NB市场也是关键角色33中国TV市场预测年20092010F2011F2012F2013F2014F2015F销量万台3989467051555422570559906276增长率-1%17%10%5%5%5%5%销额亿元1516173621232254233423572332增长率5%15%22%6%4%1%-1%数据来源：视像协会(CVIA)收集整理，2010,1234中国市场特点全球FPD四大应用整机电视、监视器、笔记本和手机50%以上在中国制造。全球70%以上TFT-LCD模组在中国生产。全球60%以上LCDBLU在中国组装。FPD四大应用整机电视、监视器、笔记本和手机的最大销售市场在中国353636量産中建设中计划中中国TFT-LCD行业现状上海天马Ｇ４．５

上海ＳＶＡＧ５

昆山ＩＶＯＧ５

合肥ＢＯＥＧ6

南京夏普

Ｇ6昆山龙飞Ｇ８．５苏州三星Ｇ７.５合肥ＢＯＥＧ8.5南京夏普

ＧX北京ＢＯＥＧ5

北京ＢＯＥＧ8..5

北京ＢＯＥＧＸ成都ＢＯＥＧ４．５

成都天马Ｇ４．５

武汉天马Ｇ４．５

成都ＩｎｎｏｌｕｘＧ８.5汕尾ＴｒｕｌｙＧ２．５

深圳莱宝Ｇ２．５

深圳深超Ｇ５

深圳华星Ｇ８.5厦门天马G5.5

汕尾ＴｒｕｌｙＧ４．５

广州ＬＧＧ８.5长三角地区珠三角地区西部地区环渤海地区●362012年全世界G5以上TFT产能比较中国大陆台

湾韩

国日

本数量条年产能万m2数量条年产能万m2数量条年产能万m2数量条年产能万m2G54618814804947G5.51701421170G625596182628661198G721678G7.516303131511053G8.54247531056442572956G101751总计4352609888011975来源：DisplaySearchTFTLCDSupply/DemandandCapitalSpendingReport37四、TFT-LCD用LED背光组件

市场的现状和发展趋势2010年LED销售额107.92亿美元，68%应用于LCDBLU，该应用带动了LED产业快速发展，2010年被称为”LED元年”。Source：拓墣产业研究所，2011/0538Source:QuarterlyLEDSupply/DemandMarketForecastReport2011-04-28大尺寸TFT-LCD中LEDBLU占有率的预测39年份20102011201220132014BLU类型LEDCCFLLEDCCFLLEDCCFLLEDCCFLLEDCCFL监示器32.5170.9150.1183.4299.7122.4468.689.1619.746.5笔记本186.828.6241.14.5274.4-311.4-340.5-电视44.6168.0160.5126.1261.287.0348.866.4422.236.7总计263.9367.5551.7314.0835.3209.41128.8164.51382.483.22010~2014大尺寸