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面板模块成本LCD新趋势:LCD TV设计低成本化

在过去的一年多以来,面板的销售价格始终低于生产成本,这也是TFT LCD面板厂面临到最大的挑战。长期的赤字亏损不但消耗他们的现金,并且也耗损了它们对TFTLCD及电视产业未来发展的信念。为了改变现况,面板厂正在尝试不同的途径:如降低成本与规格。这样的方式,相较于以前总是为终端消费者引进最新、最好的功能与规格,并且想方设法地降低售价刺激消费是完全不同的。这样的创新,有三种不同的方式:

开发低于平均亮度的低成本直下式LED背光系统

研制厚型的CCFL背光系统的电视面板

替换原本120赫兹doubleframerate技术,改为以60赫兹加上扫描背光的技术

这些新方法目前都还在发展中,但是我们可以期待电视品牌厂商采用这些创新的产品,并且很快能看到它被引进到低端消费市场中,预估时间点是在2012年初。有趣的是,这些努力所针对市场不只中国,南美,东欧,东南亚等新兴市场,还包括北美和西欧等发达国家。显然地,在已开发国家中沉闷的市场气氛,让终端消费者相信预算控制比名牌电视来的重要。而且在世界任何角落都可以找到因为有限的预算而愿意接受低规格电视的消费者。

下表描述了这三种创新方法的主要优、缺点,和面板厂商所将面临的机会及风险。

表一、2012低端LCDTVSWOT分析

表一、2012低端LCDTVSWOT分析

低成本直下式LED背光模块

大多数人都明白,直下式LED背光的成本高于目前普及的侧边式LED背光。当供应链最初引进LED到液晶电视面板背光模块时就是以直下式的LED背光应用。在环境保护的观点下来看,直下式LED式优于CCFL。LED的特性是有较低的电力功耗,并且调光能力可提高对比度度,以达到更好的画面表现。不过,像SONY这样的早期开发者,并没有成功将直下式LED背光源引进成为主流,因为它太昂贵。高成本是由于大量使用的LED以排列或数组方式使用在背光模块上。

三星电子所开发的侧光式LED背光模块惊艳了整个产业。这个新的概念将LED灯条安置在背光模块的侧边,立刻大幅度的减少LED的使用颗粒数及厚度。新的侧光式LED背光模块设计可媲美旧的直下式LED背光。

侧光式LED背光已使面板制造商已经成功地降低了LED的数量,经由使用有更好发光效率的LED和提高面板的透光率。大多数的背光模块里,LED灯条已经从六条减少到两条。根据DisplaySearch大尺寸TFTLCD面板技术蓝图研究报告指出,目前面板制造商正在研发将LED灯条减少到一条,尤其是先进的侧光式LED背光源的开发者---三星电子。

然而,面板制造商始终对LED的价钱高出传统的CCFL感到头痛,终端消费者也只愿意接受低价的LED。面板厂商已经别无选择,只能不断降低LED面板价格,这促使他们思考新的途径。

面板制造商的LED背光模块开发工程师们找出以下新的点子,可以实现更低成本的LED背光源,尤其是成本比的当前侧光式LED还要低廉:

概念:以低成本的LED,在不改变目前的CCFL背光的机械结构之下,取代CCFL。

目标:分成32个“CCFL高清量区”,并利用它来加速LED渗透率。

挑战:LED意味着超薄,终端消费者可能会被厚厚的LED机型混淆。

下表将直下式的CCFL与侧光式的LED做了一个比较。

表二、新型直下式低成本LED背光与CCFL及侧光式LED比较

表二、新型直下式低成本LED背光与CCFL及侧光式LED比较

这个概念是使用更大的LED芯片,仍然是以数组式,但排列数量较少。将LED封装涂布上一层特殊的反射镜片,进一步提高发光效率,因此可以使用较少的LED。一个较厚的背光模块是必要的,因为LED的光线需要足够的反折射空间,因此它与一个传统的CCFL背光模块的厚度差不多。

直下式的LED最大的好处是可以减少导光板(LGP),因而产生成本的降低。通过移除增亮膜(DBEF),成本可更进一步降低。而没有导光板,高效率扩散板是保持的亮度均匀性必需品。这个概念的另一个要素是降低面板的亮度标准。综上所述,此方法创造一个直下式的LED背光模块其厚度与CCFL机型相同,但是成本却低于侧光式的LED背光模块。许多电视面板制造商在设计这个新概念时,都朝向与CCFL背光模块相同的成本来努力。

这个解决方案有望在2012年年初在终端市场亮相。它的优点绝对是成本,尤其是如果它的成本与CCFL背光相类似。最大的挑战是说服消费者厚型的LED机型的价值,因为大多数消费者已经被教育”LED”等同于”超薄”。此外,这种方法可能需要面板制造商、LED制造商、及背光模块装配厂之间的紧密合作。

由于厚度可能为终端消费者接受的最大障碍,一些面板制造商可能会开发窄边框来抵消厚度这项缺点。另外,BMS的商业模式将被广泛地应用,因为和BMS整合可能能够减少厚度。

厚型背光模块LCDTV面板

这种方法是减少CCFL的数量和增亮膜(BEF),但经由改变背光电源系统的结构却增加了面板和背光模块的厚度。结构重组将传统的电源板+变频器的结构,而改变成Integrated Power Board(IPB)+Transformer Balance Board(T-Balance)结构。由于电力系统的结构调整,CCFL背光源模块将比以前会更厚。例如,一个32英寸的背光模块的厚度将从48毫米增加到58毫米。然而,这显著的降低了背光电源系统成本。面板制造商称这些面板为CCFL入门款、熊猫面板、或是胖胖面板。在节约成本上,可以比传统的CCFL面板少5~7美元。

显然,这个面板将需要找到一个特殊的位置,尤其是在发展中国家,消费者关心LED和厚度不如采购成本来的多。一些印度买家表示,他们希望有一个较厚的面板,因此可以在电视机里配置大型扩音喇叭。许多印度消费者关心电视的音质多于图像质量。

另一方面,这种面板的挑战是,制造商们将需要重新设计他们的电视机的电源系统来配合它。

60赫兹+扫描式背光模块﹝仿真120Hz﹞

60赫兹和120赫兹的面板成本的价差最少有10-15美元。成本增加与时序控制器(T-CON)和动态估算/补偿(MotionEstimation,ME/MotionCompensation,MC)技术是相关的。然而,面板制造商想到了一个新的做法:使用扫描背光,人为地达到120赫兹的效果。扫描背光使用扫描控制IC闪烁亮度。这就像是把更多相关连画面内插入原有的动态影片,使终端消费者不会看到60赫兹频率常有的动态拖影。这种方法减去了T-CON和ME/MC成本。扫描IC控制器是必要的,但是这成本并不高。

终端消费者可以有真正的120赫兹的感知。他们将不会看到动态拖影,因为它是由背光扫描覆盖。然而扫描却可能会引起抖动问题。

60赫兹扫描背光的运作效果不算坏,而且没有额外的人工的画面频率转换(FrameRateConversion,FRC)。飞利浦在2006年曾试图使用高阴极荧光灯管(HCFL)背光这种方法。它也很便宜,因为它并不需要额外的内存增加的画面。最重要的是,通过省去120赫兹,成本可减少10-15美元。因此,这看起来似乎对面板制造商来说是一个好消息。

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