温故知新：为什么LED会取代CCFL

本文将为大家从发展的角度，谈一谈液晶显示器技术中CCFL向LED技术的变迁过程，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。当然，价格的下降也是导到这种转变的一个因素。

出于环保的考虑

说到LED技术的崛起，就不得不提及其在能源环保方面的重要贡献。其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。

LED背光所需功率更低

此外，很多LCD制造商也指出，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。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，可以去掉逆变器，并且消除电磁干扰（EMI）。

 效率和使用寿命比较

虽然LCD技术的进步已经让其寿命得到了很大程度的延长，但随着近年来使用要求的提高，LCD技术的进步已经很难跟随市场的脚步。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。

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，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320X240象素5.7英寸彩色LCD目前采用单个CCFL端面照光或者多个LED串来背光，其中每个LED串一般包含大约5个器件。

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。

通过本文的介绍，大家是否对CCFL到LED的演变，与CCFL的历史与为何被淘汰有了一个较为系统的理解呢？从事电子电路设计的过程中，对技术知识的掌握固然重要，但对某项技术的历史也是需要进行一定了解的。


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