某網吧老闆最近遇到一件頭痛的事,三年前網吧配置的一批15英寸液晶顯示器屏面開始發黃了,有兩三臺甚至出現明顯的閃爍,清晰度大大下降了,無論怎麼調節亮度也無濟於事。無奈之下,只好讓技術人員拆開來檢查,才找到「元兇」——背光燈管壞了。
背光模塊是液晶器電視必不可少的部件。眾所周知,液晶是一種介乎於液體和晶體之間的物質。液晶的奇妙之處是可以通過電流來改變其分子排列狀態,給液晶施加不同的電壓就能控制光線的通過量,從而顯示多種多樣的圖像。但液晶本身並不會發光,因此所有的LCD都需要背光照明。背光燈管壞了,不換新的,就意味著整機報廢。
CCFL 冷陰極螢光燈
LCD自身不發光不發光的特性,決定了LCD背光源應用的重要性。從誕生到現在,LCD背光源用的幾乎都是冷陰極螢光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamps)。這種光源壽命較短,在使用2年後,屏幕會逐漸發暗變黃,生產質量差的CCFL背光往往使用不到3年就報廢。
多年以來,國內外顯示器生產廠商為了提升液晶電視的使用性能,無不致力探詢和研發新的背光源。目前業界比較看好LED背光技術,並紛紛推出了LED背光電腦顯示器,LED背光筆記本,LED背光液晶電視。那麼,LED背光的興起是否意味著CCFL的淘汰呢?
本文試從技術與市場需求兩個方面進行解析,來回答大家最關心的問題。
技術解析:LED技術性能大優於CCFL
LCD背光模塊包括光源(CCFL或LED)、導光板、反射板、擴散板、稜鏡、框架等。背光模塊導光板常用聚甲基丙烯甲酯製作,作用是將點(線)光源轉換為面光源,並使光能導出,它對於光強均勻分配起著十分重要的作用。擴散板由加入有機或者無機顆粒的塑料材質(PET或者PVC)構成,它的作用是將光束引向垂直於LCD面板的方向,並把光能均勻化。稜鏡片(膜),能縮小立體角,從而提高亮度,並可以進一步將光束糾正到垂直方向。
CCFL背光源技術,存在突出的弊端
CCFL的物理構成是在一玻璃管內封入隋性氣體Ne+Ar混合氣體,其中含有微量水銀蒸氣(數mg),並於玻璃內壁塗布螢光體。CCFL通過燈管兩端的電極,讓燈管內的氣態汞激發的紫外線碰撞管壁上的螢光粉,從而發出光線。其波長由螢光體物質特性決定。
CCFL螢光燈管的工作原理
目前液晶電視普遍採用的CCFL光源,無論是從發光原理還是從物理結構上看,都和我們日常使用的日光燈管都非常接近。這種光源具有結構簡單、燈管表面溫升小、燈管表面亮度高、易加工成各種形狀的優秀特性。但是使用壽命絞短,含汞,色域較窄,只能達到NTSC的70%~80%。對於大尺寸電視機屏,CCFL的電壓加高和加長管子的加工也有困難。
其一,最讓人頭痛的問題是使用壽命較短。CCFL背光源使用壽命一般為15000小時~25000小時,LCD(尤其是筆記本電腦的液晶屏)使用時間愈長亮度下降愈明顯,在使用2~3年後,LCD屏幕就會發暗、變黃,這正是CCFL使用壽命期較短的缺陷所造成的。
其二,限制了液晶顯示器色彩的發揮。液晶顯示器中每個像素都是由R、G、B三個長方形色塊組成,而液晶顯示器色彩表現完全取決於背光模塊和濾色膜的性能。濾色膜的三基色默認CCFL發出的白光和日光一樣均勻(三基色所佔的成分),但是CCFL背光模塊實際上並不能達到設計的要求,僅能夠達到NTSC標準的70%左右。
CCFL與LED的色域範圍
其三,結構複雜、亮度輸出均勻性差。由於冷陰極螢光燈不是平面光源,因此為了實現背光源均勻的亮度輸出,LCD的背光模組需要搭配擴散片、導光板、反射板等眾多輔助器件,但是在顯示全白或全黑畫面時,屏幕邊緣和中心亮度的差異十分明顯。
其四,體積較大,功耗不理想。由於CCFL背光源必須包含擴散板、反射板等複雜的光學器件,因此LCD的體積無法再進一步縮小。在功耗方面,採用CCFL作為背光源的LCD也無法令人滿意,14英寸LCD的CCFL背光源往往需要消耗20W甚至更多的電能。
值得注意的是,最近兩年國內外廠商針對傳統CCFL的弊端作了些改良,似乎都達到了很高的水準,廠家宣傳更是說的神乎其神,例如夏普的四波長背光源系統,通過對CCFL燈管中螢光粉性能的改進,使光源光譜成分中的紅色表現增強,從而在一定程度上改善色彩還原效果;SONY、三星和TCL的部分產品也搭載了WCG-CCFL-廣色域型CCFL光源,使色域範圍達到NTSC標準的85%左右;TOSHIBA的智能背光調節技術就是改變了CCFL常亮的缺點,能根據畫面智能調節背光源亮度,從而提高了顯示對比度。但是這些改進都是有限的,並不能徹底消除CCFL背光源的先天技術缺陷。
(責任編輯:劉斌)