新一代的筆記型電腦為求效能,采用的處理器運算時脈沖達GHz等級,加上開發(fā)置入更多感測器,如環(huán)境光感測器、震動感測器等元件裝置,整體系統(tǒng)的電源管理控制越來越復(fù)雜,而市場趨向朝超省電的長效運算目標(biāo)進行產(chǎn)品開發(fā),導(dǎo)入LED背光設(shè)計所達成的省電目標(biāo)要求也越來越高,因此整體設(shè)計更為困難。
觀察LED元件特性會發(fā)現(xiàn),LED(Light-emitting diode)相較于CCFL(Cold cathode fluorescent lamps)冷陰極管背光設(shè)計而言,具有更高的色彩飽和度表現(xiàn),加上無汞的制作工藝流程,元件本身的環(huán)保與節(jié)能等優(yōu)勢,也造成一波導(dǎo)入電子裝置的設(shè)計風(fēng)潮,近來LED背光源已成為筆記型電腦的成熟設(shè)計,從入門到中、高階產(chǎn)品,都能看到取代CCFL的LED背光源設(shè)計產(chǎn)品。
LED背光設(shè)計,能夠使筆記型電腦的面板厚度變得更薄,因為LED的晶粒封裝成品高度遠比CCFL燈管總成高度更小,利用面狀或側(cè)光方式配置,基本都能以小于CCFL設(shè)計方案的產(chǎn)品創(chuàng)造更薄化的產(chǎn)品設(shè)計。目前LED背光源,為達高效率使用光源的需求,其導(dǎo)光板表面結(jié)構(gòu)有Dot和V-Cut兩種區(qū)別,配置大多有平板與楔型兩大設(shè)計方式。
極致薄化面板設(shè)計所需付出的代價相對較高
若要達到極致薄化的設(shè)計目標(biāo),雖然V-Cut結(jié)構(gòu)的楔型設(shè)計概念,可以在近似發(fā)光效率的條件下,減少使用LED元件的數(shù)量,LED成本與散熱輔助設(shè)計的成本均能顯著降低,但楔型設(shè)計畢竟在高度有一定的空間需求,若朝薄化產(chǎn)品目標(biāo)方向努力,可能V-Cut結(jié)構(gòu)的楔型設(shè)計將會碰到較難克服的物理限制。在薄化設(shè)計需求的開發(fā)目標(biāo)下,采用Dot結(jié)構(gòu)的平板化設(shè)計,會是比較具有發(fā)展?jié)摿Φ慕鉀Q方案,也較有可能成為未來產(chǎn)品的設(shè)計主流。
就LED元件特性來講,它具備多項導(dǎo)入產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)亮點,但實際在元件與制造成本上,成為終端產(chǎn)品銷售的極大障礙,例如,多數(shù)廠商開發(fā)高階輕薄型筆記型電腦的同時,也積極推出采用廉價設(shè)計方案的側(cè)光型或改良型LED背光面板設(shè)計,但產(chǎn)品體積的壓縮成效就不如平面式的Dot結(jié)構(gòu)設(shè)計來得輕薄。因為目前楔形設(shè)計的導(dǎo)光板結(jié)構(gòu),厚度至少有0.5~2.5mm,若是沿用CCFL發(fā)光元件總成的結(jié)構(gòu),僅是略微修正LED電路與導(dǎo)光板結(jié)構(gòu),其面板厚度將會約有2~2.5mm。
LED元件構(gòu)造也會影響產(chǎn)品最終表現(xiàn)
此外,在LED發(fā)光元件的本身也有不同的元件采用成本與效益考量。例如,高階筆記型電腦強調(diào)輕薄設(shè)計,一般采用表面黏著側(cè)光型LED(side-view LED),目前這種高度為3~3.5mm的LED元件,主力供應(yīng)廠商多集中于日本,元件即便具備產(chǎn)品薄化設(shè)計優(yōu)勢,但成本也會因此居高不下。相對入門產(chǎn)品多半延續(xù)基本款傳統(tǒng)LED結(jié)構(gòu)設(shè)計,目前這類元件高度最低可做到4~4.5mm,加上采用非表面黏著設(shè)計造成元件在插件焊接后還會有些微高度差異,產(chǎn)品的薄化設(shè)計有一定限制存在,但卻擁有極佳的元件成本價格優(yōu)勢。
中、大型筆電面板多數(shù)仍延續(xù)CCFL背光設(shè)計
在中、大型面板的筆電市場,由于成本過高,大多仍采用CCFL背光設(shè)計方案,即便成品會略顯厚重,但成本遠低于大面板所需要的LED配置與特殊導(dǎo)光板的開發(fā)成本。目前中、高階CCFL背光源設(shè)計的筆記型電腦面板厚度,已經(jīng)可以達到1~2mm,直接采用LED的楔形導(dǎo)光板光源配置,除了達到行銷的LED元件亮點外,在薄化與成本的條件下,并未具備全面導(dǎo)入LED設(shè)計的急迫需求,這也是為什么目前中、低階筆記型電腦仍有多數(shù)未積極采用LED背光的主因。
觀察平板與楔形設(shè)計的差異,主要在于表面結(jié)構(gòu)Dot與V-Cut之不同,若以相同厚度進行測試比較,Dot結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板亮度效能,受限于光線的物理特性,其亮度效能明顯低于V-Cut結(jié)構(gòu)設(shè)計,目前為求導(dǎo)光板快速精密生產(chǎn),大多采取塑膠快速射出成形的導(dǎo)光設(shè)計,而Dot與V-Cut在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的不同,造成Dot表面平整、良率表現(xiàn)佳,反而是V-Cut因為結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜,生產(chǎn)良率就明顯偏低,這讓V-Cut導(dǎo)光結(jié)構(gòu)在元件與組裝的復(fù)雜度也因此提高,造成相關(guān)業(yè)者產(chǎn)生望而卻步的現(xiàn)象。
其他輔助設(shè)計方案
整體觀察LED背光設(shè)計在筆記型電腦的設(shè)計方案,成本依舊是考量導(dǎo)入與否的關(guān)鍵,除非是高單價的輕薄機種,否則導(dǎo)入LED的設(shè)計方案并非等于產(chǎn)品薄化設(shè)計的保證,有些低成本的設(shè)計方式還會產(chǎn)生終端設(shè)計顯得較厚的狀況。在成本與效益的考量方面,大量導(dǎo)入LED背光的產(chǎn)品尺寸,目前以13寸中、小型屏幕為多,因為不管是Dot或是V-Cut配置,中、小型屏幕尺寸的LED元件用量就已經(jīng)是大幅壓低,而導(dǎo)光板的面積也能有效減少,其成本還在業(yè)者可吸收的范圍內(nèi)。
若在15~20寸的大屏幕機種來觀察,導(dǎo)入LED背光的成本明顯增加,若同時要求薄化設(shè)計,更會因此大幅提高產(chǎn)品的成本,良率問題也必須納入考量。LED背光的設(shè)計關(guān)鍵除了元件與導(dǎo)光板外,其實以前CCFL常用的光學(xué)膜、增亮膜、擴散片等設(shè)計也可延用于LED背光設(shè)計中,例如,特殊光學(xué)膜在LED或是CCFL兩者不同背光元件間的表現(xiàn)差異不大,用以搭配擴散片或光學(xué)膜并沒有設(shè)計上的限制條件,但多數(shù)低價產(chǎn)品通常不會選擇這類方案,因為雖可增加15~20%發(fā)光效率或是改善邊角的光源均勻度,但也是礙于成本較高,因此采用的廠商并不多。 (編輯:小舟)