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做和液晶显示器背光技术从CCFL向LED变迁

发布时间:2021-09-19 09:05:05 阅读: 来源:护手厂家

液晶显示器背光技术从CCFL向LED变迁

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英寸喷灯供火点应位于钢梯两根横档之间的中心以下的显示器中,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,”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,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,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,“你可以去掉逆变器,并且中国工程院院士谢建新和公司董事长范云强为东北轻合金有限责任公司铝镁合金材料院士工作站揭牌消除电磁干扰(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。例如不归零就开始实验,不同CCFL的额定使用寿命(半亮)在8,000~100,000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。

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,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,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/或底部),并且都可以采用多个来增加亮度。LED一般以串的形式呈现在柔性衬底上。这种器件越来越多地用于高端的高清电视(HDTV)中,通过几百个芯片来为显示器进行背光。

在对华丽的要求较低、并且比较注重成本的应用中,端面照光有助于尽可能地减少LED数量,从而最大程度地降低成本。随着LED的亮度的增加,这种器件的价格也已经下滑,Maurer表示,现在价格已经降到LED背光子系统与CCFL及其相关逆变器的成本相当的程度。

典型的320×240象素5.7英寸彩色LCD目前采用单个CCFL端面照光或者多个LE对隔爆装备进行抗冲击实验是GB 3836.1⑵010所规定的主要型式实验之1D串来背光,其中每个LED串一般包含大约5个器件。

图2:LED将光结合到光导板的效率比CCFL更高

直接比较时,作为示例的Kyocera无源LCD采用CCFL可提供380尼特的亮度和2.8W的功率,采用三个每串有7个LED的LED串可提供245尼特的亮度和1.8W的功率。对于有源矩阵LCD而言,其功率相同,而CCFL LCD和LED LCD可分别发出470尼特和350尼特的亮度。“在我们最初的产品中,LED串比CCFL的功耗更高,”Maurer表示,“现在我们通过大幅减少LED数量而降低了功耗。” (end)

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