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全球背光模组产业发展概况及未来趋势

编辑:luochao 2013-10-08 16:52:19 浏览:3182  来源:国际光电与显示杂志

  背光模组作为液晶显示器面板的关键组件之一,由于液晶本身发光,背光模组之功能即在于供应充足与分布均匀的光源,使其能正常显示影像。目前,LCD面板已广泛应用于液晶电视、监视器、笔记本电脑等具有成长性的电子产品中,因此带动背光模组及相关组件的需求量大幅增长。2013年以来,在面板底价化的刺激下,又以笔记本电脑、智能电视等大尺寸用面板需求量最大,成为背光模组需求持续成长的主要动源,也是背光模组LCD面板第二大关键组件。

  背光模组三个重要组成部分是光源、导光板、光学膜,占整个背光模组成本的72%。光源就是灯管。导光板的作用是将线光源雾化成面光源。光学膜的主要作用是凝聚光线,提高亮度。其中光学膜最昂贵,占到背光模组成本的44%,导光板占16%,灯管占12%,其他如灯罩、外框等占28%。数据显示,2011年LCD面板背光模组市场规模达到160亿美元,2012年下滑至155亿美元,较2011年下滑3.1%,下滑原因主要是背光模组的关键原材料LED颗粒价格大幅度下降。

  全球背光模组市场发展概况

  目前,背光模组厂商大多集中在中国台湾,因为全球电子产品有90%的在中国台湾代工。中国台湾背光模块厂包含中强光电、辅祥、瑞仪、科桥、和立联合、大亿、奇菱科技、科桥电子、哈利盛—东芝、韩星爱肯特、斯坦利电气、欧姆龙、喜星精密、东山精密等等。其中中强光电生产导光板的历史较为悠久,主要客户为友达奇美及彩晶;辅祥为友达集团旗下背光模组大厂,是仅次于奇美的台湾第二大导光板厂,主要客户为华映;瑞仪为NB背光模块领导厂商,其背光模块产品主要基于高速射出成型导光板技术基础;大亿则主攻中国大陆白牌和美系客户。

  全球液晶面板的需求量不断增加,使得全球背光模组市场也取得了快速的发展,在面板薄型化与彩色饱和度要求越来越高、节能减碳议题持续发烧推动下。随着CCFL背光技术被LED背光逐渐取代,中国台湾的背光模组厂商为应对市场的变化积极转生产方面,和面板厂商或品牌厂商合作,以获取更多订单,但产能转移是趋势,随着大陆高世代液晶面板线的建设和量产,中国台湾的背光模组厂商积极进驻大陆市场。随着面板显示技术日趋成熟,显示技术可提升的空间日渐变小,更多的面板厂商开始重视节能技术的研发,在提高产品节能性的同时加强差异化竞争。目前,LED背光模组的趋势已是大势所趋,连带也刺激背光模组的出货量持续升高。近年来由于冷阴极灯管(CCFL)厂受需求减少与价格滑落的双重冲击,造成CCFL业难寻觅长期发展的出路。

  随着中国大陆液晶电视市场的不断增长,在大尺寸LED背光源中渗透率也不断增加,近年来中国背光模组产业得到迅速发展。受此趋势吸引,本土企业抓住商机开始涉足大尺寸背光模组的生产制造,众多日韩及中国台湾地区企业也纷纷至大陆投资建厂,此外国内各大电视厂、液晶面板厂基于垂直整合策略考虑也不断向背光模组制造领域延伸,逐步形成中国液晶模组生产领域的三大势力。这三方未来的竞合关系将是中国背光模组产业一段时期内的主旋律,也关乎中国整个液晶显示产业的健康与发展。

  作为国产平板电视目前市场占有率排名较靠前的创维和海信,也是较早布局LED背光模组的两家企业,除了海信自主开发的LED背光模组得到电子信息产业基金扶持外,创维的LED背光模组2009年的出货量就已经基本自足。而TCL是国内首家建立起“液晶面板——背光模组——电视整机”一体化优势的企业。使国产彩电企业对LED液晶模组产业链的控制率从此前的30%提高到70%。随后,在LED背光模组产业链布局稍晚的国产平板巨头纷纷加入到弥补上游短板的行列中来。

  为了进一步了解背光模组产业的状况,以下分别就背光模组的产品特点、重要核心部件的作用进行详细介绍:

  背光模组的产品特点,由于面板产品种类繁多且功能各异,大尺寸的应用市场有液晶显示器、笔记型计算机、液晶电视等;小尺寸应用则主要在便携式电子产品,如手表、移动电话、数码相机等,而依产品应用领域的不同,所需背光模组之规格亦不相同,大尺寸背光模组如用于桌上型计算机的显示器需要高亮度、寿命长、广视角,笔记型计算机则要轻薄、省电,液晶电视需要大面积、亮度高、反应速度快等特性;小尺寸背光模组则以轻薄、省电、低价为诉求,可见产品客制化的比例相当高,加上背光模组必须搭配面板机种而设计,对于面板厂商的依存度颇高。因此,背光模组厂商的生存之道除能灵活满足下游面板客户需求外,设计能力的提升亦尤为重要。

  背光模组的生产制程主要分为产品设计及组装两大步骤,设计阶段为产品量产前皆需经客户认证的部分,包含光学、模具及结构等,投入量产后则以组装制程最为繁琐,由于无法自动化生产,需要大量的人力进行组装与品管工作,通常一条12人的生产线,一天仅能组装出约500片背光模组,且技术人员的养成需经数月的训练,在人工比例高的情况下,生产经验的累积与作业流程的规范等管理能力,才是衡量背光模组生产厂商竞争力高低的关键所在。

  LED背光术优势明显

  在光源方面,目前中小尺寸面板基本上已全部采用LED作为光源,随着光效、价格等阻碍因素得到缓解,LED背光技术也开始大量被安装到大尺寸背光模组之中,未来的主流地位已经站稳。而且随着LED背光源的大量被采用,有越来越多的技术如动态背光控制技术、超薄技术、散热技术被应用到背光模组之中,使背光模组产业逐渐改变了以往劳动密集型的特点,具备了越来越多的技术附加价值,在产业链中的作用也越来越明显,中国大陆背光模组产业也将迎来加速发展的一个有利时机。

  LED作为LCD的背光源,与传统背光技术相比,除了在色域范围的优势外,还有很多独特的优点,笔者归纳为以下几个方面:LED背光源有更好的色域,其色彩表现力强于CCFL背光源,可对显示色彩数量不足的液晶技术起到很好的弥补作用,色彩还原效果更好;亮度调整范围大。实现LED功率控制很容易,不像CCFL的最低亮度存在一个门槛。因此,无论在明亮的户外还是全黑的室内,用户都很容易把显示设备的亮度调整到最悦目的状态;完美的运动图像。传统CCFL灯管的闪烁发光频率较低,表现动态场景可能产生画面跳动。LED背光可以灵活调整发光频率,而且频率大大高于CCFL,因此能完美地呈现运动画面;可以为大尺寸屏幕提供连续面阵光源。LED是一种平面状光源,最基本的发光单元是3~5mm边长的正方形封装后,极容易组合在一起成为既定面积的面光源,具有很好的亮度均匀性,如果作为液晶电视的背光源,所需的辅助光学组件可以做得非常简单,屏幕亮度均匀性更为出色。

  根据研究机构Digitimes Research预计,2013年全球平价直下式LED TV出货量将达9,31万台,占整体LCD TV比重将为43.7%;主因为该机种价格较2012年主流的侧光式LED TV更易于被消费者接受,再加上韩国、大陆业者大量导入所致。

  三星电子于2012年推出首款平价直下式LED TV,该年底占其LED TV总销量比重约5成,2013年将达7成;同类产品在LG的2012年出货占比虽仍偏低,约仅10%左右,然而LG已决定将其作为2013年主推机种,全年比重将达5成;大陆业者于2012年下半开始导入该机种,从面板厂购入open cell后,在当地组装成整机。因大陆消费者对价格敏感度高,预估大陆平价直下式LED TV渗透率将高于全球平均水平。

  因大多数TV业者于2013年第一季末至第二季推出新款平价直下式LED TV,2013年上半全球渗透率约为23.7%,至下半年因TV厂将提升该机种出货量比重,预估渗透率将达6成。

  平价直下式LED TV背光源使用颗数方面,较侧光式少约2分之1,此有利成本降低,Digitimes Research预估2013年该机种LED背光源使用量将达36.4亿颗。从2012年主推32寸机种、至2013年将延伸至40(寸)含以上,其中,以40寸等级LED背光源使用量最多,比重将达34.5%,略高于30寸等级的34.3%。

  大尺寸导光板和光学膜领域国内薄弱

  导光板主要功能在于引导光线方向,以提高面板亮度及控制光线均匀度,是影响光效率的重要元件;通常是采用基础工艺生产的光学级PMMA板材印刷网点。相对增光膜来讲,工艺技术较简单国内已有企业在生产。

  扩散膜主要功能是提升光线向上亮度(Brightness),并将导光板射出之光线柔散化,提供均匀的面光源;通常做法是在PET基材上,涂布光学粒子颗粒/玻璃微珠。国内能够生产小尺寸的扩散膜,随着电视机面板尺寸的增大,大尺寸扩散板(膜)也逐渐进入市场。

  棱镜片也叫增光膜,主要功能是凝聚光线、提高正面亮度;主要以聚脂(PETG.PC.PMMA)为原料;主要技术难点在花纹模辊的制造,国内亦有一些企业开始生产。

  微型表面结构一般为棱形柱体或半圆柱体。导光板、扩散膜、镜片作为背光模组重要的组成部门,其作用都是对光的引导与控制,可称为光管理元件,从技术的实质上就是微细结构光学元件。通常微细结构光学领域包含了四个方面技术:光学设计、光学材料、超精密模具和模具设备、精密成型工艺与设备。是典型的综合性高科技领域。世界上在微细结构光学器件制造领域技术比较领先的属于美国、日本和韩国,我国台湾地区也能生产部分低端产品。

  近年来,LCD液晶显示器已成为彩色电视机的主流显示方式,除广泛用于笔记本电脑,监视器以外,已广泛用于彩电领域。特别是大尺寸的彩色电视机。国外面板主要规格可以做到26寸—55寸。更大尺寸彩电的面板和背光模组均给生产带来更大的困难,随着液晶显示器市场的拉动,全球背光模组产业将呈现出一派繁荣景象。

  中国大陆厂商加大节能研发力度

  除了日韩和中国台湾,近年来中国大陆平板显示产业迅速崛起,大陆面板厂商不断加大节能面板的研发力度。京东方开发了E-LED背光技术、D-LED背光技术、高开口率技术、高透过率技术、低能耗和高能效电路设计等。目前京东方采用节能技术的产品已占80%以上。此外,长虹所采用的液晶模组几乎全部采用了LED背光源,完全取代了CCFL背光源,使平板显示产业再次向节能跨出重要一步。

  在政策的推动下,节能产品成为主流,终端厂商在采购面板时更加注重节能性。从技术的角度来看,LED颗粒数减少才会更加节能,为了保证画质,LED颗粒数减少就对偏光片和导光性能提出了更高的要求,因此采用新技术面板的成本增长也是不可回避的问题之一。

  针对国内背光模组产业的发展,有专家建议,首先要以技术开发为主,不要作技术的跟随者,不要作产品的加工商,要做产品的设计商、开发商。其次要做好市场定位,开发适合国内市场的新产品、新技术。在保证国内市场占有率的同时,向国际市场拓展。国内的背光目前只是停留在设计组装的阶段,背光模组上游产业链并没有完全建立起来,尤其是科技含量高、产品附加值高的部分依然被国外所控制。该专家表示,背光模组方面,国内企业应该重视新技术和新产品的研发。加大对研发的投资力度和管理,提高创新性,加快量产的步伐,推动整个产业的快速发展。

  整体来看,目前,对发展液晶背光模组需求最强烈的是电视整机厂和液晶面板厂。由于近年来液晶显示产业的竞争越来越激烈,企业只有不断加强垂直整合力度,才能有效解决与国际大厂争夺关键原材料问题、成本降低问题、产品差异化问题等。为此,国内几家主要的传统电视整机企业如海信、创维、康佳、长虹、TCL等均已跨入液晶后段模块组装产业,开始进行背光源模块的开发与制造。传统电视厂商是从产业链下游向上整合液晶模组厂,对于京东方、华星光电、深天马这样的面板厂来说,则采取与电视整机厂反向,从产业链上游向下整合液晶模组的策略,实现增加产品附加价值的目的。

  从当前产业发展形势上看,内制化与垂直整合日益盛行,电视厂和面板厂也具备更多的运营资源和经济实力。因此由电视厂、面板厂组建液晶模组厂,或者为电视厂、面板厂配套生产,最终形成产业集群。

  依笔者看来,随着面板厂的规模愈来愈大,竞争亦越来越激烈,大部分面板厂商都希望投资或收购背光模组厂商,掌握产能供应,尤其是进入门槛并不高的电视背光模组,或许是面板厂切入自组的首选。

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