液晶顯示器件——CCFL背光與LED背光優(yōu)劣分析

1、CCFL背光與LED背光優(yōu)劣分析冷陰極熒光燈管（Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL）傳統(tǒng)的液晶顯示器都是采用CCFL(冷陰極熒光燈管)背光。CCFL的背光設(shè)計(jì)主要有兩種：“側(cè)入式”與“直落式”，不過(guò)側(cè)入式因光導(dǎo)設(shè)計(jì)使得光折損率較高，進(jìn)而讓背光亮度受限，面板尺寸越大時(shí)亮度就越低，僅適合8英寸15英寸的TFT LCD面板，也就是Laptop、Desktop等個(gè)人觀賞之用，但在居家觀賞的LCD TV大尺寸上面時(shí)，側(cè)入式的亮度將難以滿足，取而代之的是直落式。不過(guò)，越大尺寸的LCD，其背光模組所占的成本比重就越高，所指的是正是直落式CCFL背光模組，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，同樣是使用

2、直落式CCFL背光模組，在15英寸時(shí)背光模組僅佔(zhàn)整體成本的23，但是到30英寸時(shí)就增至37，且推估到57英吋時(shí)，背光模組所佔(zhàn)的成本就會(huì)達(dá)到50。所以，直落式CCFL背光僅適合用在30英寸左右的中型尺寸LCD TV，不適合用在更大面積的設(shè)計(jì)上。同時(shí)，CCFL是運(yùn)用水銀氣體放電來(lái)產(chǎn)生照明，雖然目前歐盟訂立的RoHS規(guī)范，只要對(duì)“水銀”劑量在標(biāo)準(zhǔn)以下仍可接受，但無(wú)人能保證日后可能將標(biāo)準(zhǔn)提高至零含量（完全不準(zhǔn)使用），屆時(shí)CCFL將無(wú)法使用，或必須改行無(wú)汞式CCFL。CCFL的發(fā)光原理與日光燈、霓虹燈相同，且光管部分可根據(jù)需求進(jìn)行彎曲，但在大尺寸背光時(shí)大多采用行直型、U型、W型彎曲。即便無(wú)汞式CCFL在

3、技術(shù)上可行，但CCFL依舊是密閉光管性的氣體放電式電子照明，光管對(duì)外力的抗受性有限，較大的沖撞將使光管破裂，使照明失效，相對(duì)的其他固體式電子照明（如LED）則無(wú)此顧慮。另外，由於直落式不需要用導(dǎo)光板，也較無(wú)光折損問(wèn)題，所以也不需要增亮膜，特別是增亮膜屬少數(shù)業(yè)者的專利技術(shù)，價(jià)格昂貴，直落式可以省去導(dǎo)光板與增亮膜，此有助於成本降低。不過(guò)，直落式CCFL也有其缺點(diǎn)，為了提升畫(huà)面亮度，必須增加光管數(shù)目，然光管過(guò)密排置的結(jié)果將不利於散熱，既然左右相間的距離空間縮減，只好從厚度層面來(lái)增加散熱空間，然而厚度增加也等于部分抵損LCD TV的優(yōu)點(diǎn)：輕薄。附帶一提的是，在大吋數(shù)的LCD TV上使用CCFL光管，光

4、管的長(zhǎng)度也必須因應(yīng)吋數(shù)增加而增長(zhǎng)，然而較長(zhǎng)的CCFL光管，其光管的中間位置與兩端將容易產(chǎn)生亮度MURA與色MURA的問(wèn)題，進(jìn)而影響背光的光均性，為了持續(xù)保持光均，則必須用上擴(kuò)散膜來(lái)強(qiáng)化光均度，但擴(kuò)散膜也會(huì)帶來(lái)光透率的折損，使亮度減低，亮度減低的結(jié)果只好以增加光管數(shù)的方式來(lái)補(bǔ)強(qiáng)，但就如前所述：增加光管將更難設(shè)計(jì)散熱、增加背光模組的厚度，甚至是用電增加，根據(jù)瞭解，CCFL背光模組的用電已佔(zhàn)LCD TV整體用電的90之高。所以，改變背光技術(shù)是目前改變LCD畫(huà)質(zhì)的一個(gè)方向之一。發(fā)光二極體（Light Emitting Diode；LED）既然CCFL背光有諸多的副作用疑慮，因此業(yè)界也尋求各種新背光實(shí)現(xiàn)

5、技術(shù)，而LED則是可行方案之一，如Sony的Qualia系列電視，即是高端的大尺寸（40英寸、46英寸）的LCD TV，其背光部分是用WLED所構(gòu)成，稱為WLED背光技術(shù)。而對(duì)LED背光技術(shù)的LCD Monitor研發(fā)目前亦已經(jīng)到實(shí)質(zhì)性階段，我們?cè)?7年的CES會(huì)展上已經(jīng)可以看到相關(guān)產(chǎn)品展示。LED背光有多項(xiàng)好處，首先是固體式電子照明，對(duì)沖撞的抗受性高于CCFL，且沒(méi)有汞氣體的環(huán)保法規(guī)顧慮，沒(méi)有UV紫外線外洩顧慮，同時(shí)在色彩飽和度及壽命上都超越CCFL，另外LED只要正向電壓即可驅(qū)動(dòng)，不似CCFL需要交流的正負(fù)向電壓，即便是只論正向驅(qū)動(dòng)電壓，LED的需求水準(zhǔn)也低于CCFL。再者，LED的亮度只

6、需用脈波寬度調(diào)變（Pulse Width Modulation；PWM）方式就可調(diào)節(jié)，并可用相同方式來(lái)抑制TFT LCD顯示上的殘影問(wèn)題，然而CCFL的亮度調(diào)節(jié)就較為復(fù)雜，且無(wú)法抑制殘影，必須以另行方式才能抑制。雖然LED背光有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也有其缺點(diǎn)，首先是發(fā)光效率，以相同的用電而言，LED并不及CCFL，因此散熱問(wèn)題會(huì)比CCFL嚴(yán)重，此外LED屬點(diǎn)型光源，與CCFL的線型光源相較實(shí)更難控制光均性，為了達(dá)到盡可能的光均，必須對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的LED進(jìn)行特性上的精挑嚴(yán)選，將大量特性一致（波長(zhǎng)、亮度）的LED用於同一個(gè)背光中，此一挑選成本也相當(dāng)高昂。所幸的是，LED的發(fā)光效率還在提升中，目前已可至100 ml/W以上，如此色彩飽和度可以更佳，以及讓背光的WLED排置更寬松，進(jìn)而讓用電與散熱問(wèn)題獲得舒緩，且製造良品率持續(xù)進(jìn)步成熟后，嚴(yán)選光亮特性一致的L