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雜,而市場趨向朝超省電的長效運算目標進行產品開發(fā),導入LED背光設計所達成的省電目標要求也越來越高,因此整體設計更為困難。
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,也造成一波導入電子裝置的設計風潮,近來LED背光源已成為筆記型電腦的成熟設計,從入門到中、高階產品,都能看到取代CCFL的LED背光源設計產品。
LED背光設計,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,利用面狀或側光方式配置,基本都能以小于CCFL設計方案的產品創(chuàng)造更薄化的產品設計。目前LED背光源,為達高效率使用光源的需求,其導光板表面結構有Dot和V-Cut兩種區(qū)別,配置大多有平板與楔型兩大設計方式。
極致薄化面板設計所需付出的代價相對較高
若要達到極致薄化的設計目標,雖然V-Cut結構的楔型設計概念,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成本與散熱輔助設計的成本均能顯著降低,但楔型設計畢竟在高度有一定的空間需求,若朝薄化產品目標方向努力,可能V-Cut結構的楔型設計將會碰到較難克服的物理限制。在薄化設計需求的開發(fā)目標下,采用Dot結構的平板化設計,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品的設計主流。
就LED元件特性來講,它具備多項導入產品設計的技術亮點,但實際在元件與制造成本上,成為終端產品銷售的極大障礙,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計方案的側光型或改良型LED背光面板設計,但產品體積的壓縮成效就不如平面式的Dot結構設計來得輕薄。因為目前楔形設計的導光板結構,厚度至少有0.5~2.5mm,若是沿用CCFL發(fā)光元件總成的結構,僅是略微修正LED電路與導光板結構,其面板厚度將會約有2~2.5mm。
LED元件構造也會影響產品最終表現(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輕薄設計,一般采用表面黏著側光型LED(side-view LED),目前這種高度為3~3.5mm的LED元件,主力供應廠商多集中于日本,元件即便具備產品薄化設計優(yōu)勢,但成本也會因此居高不下。相對入門產品多半延續(xù)基本款傳統(tǒng)LED結構設計,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計造成元件在插件焊接后還會有些微高度差異,產品的薄化設計有一定限制存在,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配置與特殊導光板的開發(fā)成本。目前中、高階CCFL背光源設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,并未具備全面導入LED設計的急迫需求,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。
觀察平板與楔形設計的差異,主要在于表面結構Dot與V-Cut之不同,若以相同厚度進行測試比較,Dot結構的導光板亮度效能,受限于光線的物理特性,其亮度效能明顯低于V-Cut結構設計,目前為求導光板快速精密生產,大多采取塑膠快速射出成形的導光設計,而Dot與V-Cut在結構設計上的不同,造成Dot表面平整、良率表現(xiàn)佳,反而是V-Cut因為結構略顯復雜,生產良率就明顯偏低,這讓V-Cut導光結構在元件與組裝的復雜度也因此提高,造成相關業(yè)者產生望而卻步的現(xiàn)象。
其他輔助設計方案
整體觀察LED背光設計在筆記型電腦的設計方案,成本依舊是考量導入與否的關鍵,除非是高單價的輕薄機種,否則導入LED的設計方案并非等于產品薄化設計的保證,有些低成本的設計方式還會產生終端設計顯得較厚的狀況。在成本與效益的考量方面,大量導入LED背光的產品尺寸,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。
若在15~20寸的大屏幕機種來觀察,導入LED背光的成本明顯增加,若同時要求薄化設計,更會因此大幅提高產品的成本,良率問題也必須納入考量。LED背光的設計關鍵除了元件與導光板外,其實以前CCFL常用的光學膜、增亮膜、擴散片等設計也可延用于LED背光設計中,例如,特殊光學膜在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膜并沒有設計上的限制條件,但多數(shù)低價產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)