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液晶显示器背光技术从CCFL向LED变迁

2007.12.13阅读 1804

  即便你前后购买的两个LCD具有相当一致的性能参数,但屏幕的背后可能已经发生变化。面板尺寸在15英寸以下的显示器中,历经时间考验的LCD冷阴极荧光灯(CCFL)背光系统正在迅速地被发光二极管(LED)所取代。

  这种转变类似于晶体管取代真空管,其原因有很多,并且这种转变产生了许多衍生物。转变的基础在于最近白光LED亮度的提高,使得白光LED能够实现对尺寸大于4~6英寸PDA级显示屏的LCD进行背光或端面照光(edgelighting)。当然,价格的下降也是导到这种转变的一个因素。

  “CCFL最终将成为历史控制工程网版权所有,”显示器领域的增值经销商(VAR)Apollo Display Systems公司的执行总监Richard McKay这样表示,而许多业内人土也同意这一观点。

  “LED将迅速取代10英寸及以上尺寸显示器中的LCD背光,”专业提供LED驱动技术的Lynk Labs公司业务拓展部副总裁Stewart Hough表示,“几乎所有的CCFL背光供应商现在都有LED背光。”

  绿色环保因素

  LED背光和端面照光兴起的一个重要因素就是欧盟施行的RoHS指令

。该指令规定自2006年7月1日起,消除在欧盟成员国销售的电子装置中的铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚等物质。汞是CCFL灯管和其它类型荧光照明的主要成份。尽管供应商已经降低了其荧光管中的汞含量,并且不含汞的型号正在研讨之中,但LED的额外优势使得CCFL注定要在制造过程中被淘汰。专业从事LCD端面照光技术的Global Lighting Technologies公司销售总监David DeAgazio指出,消除汞会给CCFL带来一系列全新的问题。

  不仅如此,“全球市场越来越追求绿色环保,需要尽可能地实现节能和无污染,”McKay表示,“而LED背光正好可以顺应这种趋势。”

  LED背光所需功率更低

  LCD制造商Kyocera Industrial Ceramics公司显示器部市场营销经理Joe Maurer表示控制工程网版权所有,绿色效应是推动LCD由CCFL背光转向LED背光的最重要的两项因素之一。

  另一项重要推动因素是电压。Maurer表示控制工程网版权所有,CCFL的交流电压要求相对较高,启动时达到1,500~1,600 Vac,然后稳定至700或800Vac。它们还需要电源逆变器,以通过直流电源工作,这样就增加了应用的成本、占位面积和重量。相比之下,典型的LED背光子系统在“12~24Vdc或更低电压”下工作,Maurer表示控制工程网版权所有,“你可以去掉逆变器,并且消除电磁干扰(EMI)。”

  另外,Kyocera公司的LCD应用工程师Bob Joslyn指出,采用低压LED技术时亮度控制也更容易实现。

  效率和使用寿命比较

  自从上世纪80年代中期以来,CCFL是一种事实上的(de facto)LCD背光技术。经过这些年的发年,CCFL在效率和使用寿命上已经取得极大的进步,但今后继续获得大的技术进步的前景非常黯淡。相比之下,作为备选的LED技术发展相当迅速,且这种技术有一条明确的通向未来发展的道路。

  CCFL和LED在亮度、效率、使用寿命等规格上的比较视供应商的不同而有极大的差别。例如控制工程网版权所有,不同CCFL的额定使用寿命(半亮)在8,000~100CONTROL ENGINEERING China版权所有,000小时之间不等,差异非常大。有些信息来源指CCFL的效率最高,其它的信息来源则认为LED的效率最高。

液晶显示器背光技术从CCFL向LED变迁如图

 

  图1:以Kyocera 5.7英寸VGA LCD为例,LED端面照光能在CCFL 60%的功率提供CCFL 80%的亮度。

  但就效率而言,LED和CCFL似乎在所有相关参数上都接近,如发光效率(范围为50~100流明/瓦)等。不过也存在一些细微差异。例如控制工程网版权所有,对于端面照光应用应该,LED就比CCFL更适合,前者的效率更高。“CCFL的发光效率可能比LED更高,”DeAgazio表示,“但是CCFL是一种散射光源,因此你会浪费掉大量的光。”相比之下,LED具有高度方向性,因此“容易有效地与光导板结合在一起。”

  至于使用寿命,LED和CCFL的半亮时间很大程度上取决于器件的驱动方式。LED具有更高的复杂性,因为适当的散热管理是决定器件持续时间的关键因素。

  色彩比较

  与玻璃外壳CCFL相比CONTROL ENGINEERING China版权所有,LED的优势包括其出色的耐用性和较好的颜色提供。CCFL提供的宽光谱与基于整合黃磷光层的蓝色发光二极管的白光LED呈示的光属于同等水平。但是基于窄带三色红绿蓝(RGB) LED的白光LED与LCD的RGB彩色滤光片最匹配,并且能以最高效率产生最饱和的颜色。

  CCFL灯管和LED芯片都可以用背光(放在显示器后面)或者端面照光(在两侧、顶部和/或

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