白光型發(fā)光二極管(WLED)之背光設(shè)計(jì)兵法
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時(shí)間：2012-10-23
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附注：歐盟于2003年2月13日發(fā)布WEEE（Waste Electronics and Electrical Equipment）與RoHS（Restriction of Hazardous Substances Directive）兩項(xiàng)規(guī)定，其中RoHS規(guī)定：自2006年7月1日起銷(xiāo)往歐洲的商品不得用有害物質(zhì)，包括鉛、汞、六價(jià)鉻、PBB（多溴聯(lián)苯）、及PBDE（多溴二苯醚）等，這也是今日芯片封裝積極去鉛化（Lead-Free）的原因之一。
■PDA、PMP
比手機(jī)、數(shù)字相機(jī)更大顯示尺寸的手持裝置有個(gè)人數(shù)字助理（Personal Digital Assistant；PDA）、可攜式媒體播放器（Portable Media Player；PMP）等，當(dāng)然也包括電子字典、股票機(jī)、掌上型游樂(lè)器，這些約在3.5"、3.7"左右，最高也有到7"的規(guī)格。
由于尺寸更大，礙于光均度的問(wèn)題，不適合再以WLED的直接配置來(lái)形成背光，這時(shí)需改用背光模塊（Back Light Module），模塊已將WLED光源運(yùn)用折射、導(dǎo)光板及其它相關(guān)工藝技術(shù)來(lái)處理光均度問(wèn)題，而PDA、PMP的產(chǎn)品設(shè)計(jì)者則多采直接向模塊業(yè)者購(gòu)買(mǎi)WLED背光模塊，事實(shí)上PDA、PMP設(shè)計(jì)者過(guò)去也是向模塊業(yè)者購(gòu)買(mǎi)CCFL背光模塊，而非CCFL光管組件，直接引用半成品以加速設(shè)計(jì)。
不過(guò)，依然有些設(shè)計(jì)業(yè)者傾向不用現(xiàn)成的WLED背光模塊，而使用更多顆的WLED（如6?9顆）來(lái)形成背光，并以實(shí)體配置排列及穩(wěn)壓穩(wěn)流等控制來(lái)維持光均（電壓需要穩(wěn)定，否則也無(wú)法掌控電流量，進(jìn)而讓亮度不均）。另外從學(xué)理看，WLED屬點(diǎn)光源，而CCFL屬線(xiàn)光源（光管），在光均克服上確實(shí)WLED難于CCFL，只是這個(gè)技術(shù)難題是交由模塊業(yè)者解決？還是由PDA/PMP設(shè)計(jì)者親自解決？就依設(shè)計(jì)者的把握度、時(shí)間、成本等因素而定。至于國(guó)內(nèi)外有哪些WLED背光模塊業(yè)者？目前多是從原有CCFL背光模塊業(yè)者所嘗試延伸，畢竟都是為了提供LCD用的背光。而仔細(xì)一覽，會(huì)發(fā)現(xiàn)國(guó)外的LCD背光模塊業(yè)者幾乎都屬日系，如Stanley電氣、Denyo、茶谷產(chǎn)業(yè)、富士通化成、多摩電氣等。至于國(guó)內(nèi)方面，也有瑞儀光電（技術(shù)來(lái)自茶谷，大同子公司）、福華電子（技術(shù)來(lái)自茶谷）、華新麗華（技術(shù)來(lái)自Denyo）、華榮電纜（技術(shù)來(lái)自富士通化成）、興隆發(fā)電子（技術(shù)來(lái)自桐生）、中強(qiáng)光電、輔祥實(shí)業(yè)、科橋電子、定瑩光電、優(yōu)技計(jì)算機(jī)、云光科技、精工美術(shù)、奈普光電（錸德投資）、和立聯(lián)合、康竣光電、元津科技等業(yè)者投入LCD背光（包括STN與TFT），多數(shù)以CCFL背光為主，部份也延伸、跨涉至WLED背光。
▲NS的WLED驅(qū)動(dòng)IC：LM27953、LM2796、及LM27961，其特點(diǎn)在使用極小的微SMD封裝，且只有18個(gè)腳位，在封裝體積的精巧度上堪稱(chēng)業(yè)界第一，從圖中可知其適合于手機(jī)、PDA、MP3隨身聽(tīng)、數(shù)字相機(jī)等應(yīng)用。
■LCD Monitor、LCD TV（8.4"以上）
到了LCD Monitor（含Desktop PC與Laptop PC）與LCD TV這個(gè)層級(jí)，?際?丫?黃?"，至少也有8.4"、12.1"，甚至多數(shù)都在15"、17"以上，到此層次WLED也有與PDA/PMP層次相同的光均度問(wèn)題，且比中小?際?備??現(xiàn)兀??庇盅萇?鏨⑷任侍餳凹鄹裎侍廡枰?餼觥
先說(shuō)明散熱問(wèn)題，就大尺寸LCD的背光來(lái)說(shuō)，由于要在低扁的空間中密布大量的WLED，WLED的發(fā)熱將不易消散，這是CCFL之類(lèi)的冷光源所沒(méi)有的問(wèn)題，且必須光均與散熱兩項(xiàng)都顧及，不能因散熱可行但光度不均。此外，目前已有業(yè)者（如Sony）克服了WLED背光的散熱問(wèn)題，進(jìn)而推出實(shí)際量產(chǎn)的LCD TV商品，但先行克服的業(yè)者也將散熱技術(shù)申請(qǐng)專(zhuān)利，使其它業(yè)者難以仿效跟進(jìn)，也讓W(xué)LED背光用于大?際??返慕?仁蘢琛
其次是價(jià)格，目前WLED的單價(jià)成本仍因熒光粉專(zhuān)利技術(shù)而偏高，根據(jù)推估，在相同的大?際?徹廡棖笙攏?褂?LED的成本將是CCFL的5倍，也因此現(xiàn)階段Sony、Samsung等業(yè)者雖然有推出實(shí)際量產(chǎn)的WLED背光型LCD TV，但都訴求在高價(jià)位、高級(jí)品。所以?xún)r(jià)格也是WLED背光難普及于高?際?τ玫囊淮笤?潁?淙輝謚行?際?撓τ靡燦邢嗤?募鄄釵侍猓??床蝗绱?際?愕孛饗?同樣的引申，WLED的用電效率不如CCFL，在小面積時(shí)也不是大問(wèn)題，但背光面積加大后便讓問(wèn)題凸顯，若應(yīng)用的產(chǎn)品為Desktop PC Monitor或TV仍是可行，畢竟壁上的交流插座能充沛供電，但Laptop PC的電量有限，用電問(wèn)題也就必須更加面對(duì)、克制。
此外我們也一直將一個(gè)問(wèn)題暫略，如今在大?際?簿捅匭胩嘎郟?思詞?LED的混色及良率，Sony是對(duì)WLED進(jìn)行高度嚴(yán)選才能成就WLED背光型LCD TV，此也必須提列到制程成本中，混色亦是WLED更本體性的問(wèn)題考慮。
比較慶幸的是，WLED的亮度技術(shù)、發(fā)光效率等仍持續(xù)有幅度性成長(zhǎng)、突破，如此相同面積內(nèi)所用的WLED數(shù)目將逐漸減少，使散熱問(wèn)題不致更加嚴(yán)重。
■結(jié)論
最后，我們可以歸納整理，WLED背光已相當(dāng)適合用在中小?際??CD應(yīng)用中，但對(duì)高?際?τ枚?勻雜行磯嗵粽?。虽葥]行磯嗵粽劍??嫡呷曰峒詠艋??朔???蛭匏??oHS法規(guī)是一大壓力，除歐洲外其它國(guó)家也有類(lèi)似的規(guī)范提案，或者是已經(jīng)定案，如日本的「The Promotion of procurement of Eco-friendly Goods and Services」或中國(guó)大陸的「電子信息產(chǎn)品生產(chǎn)污染防治管理辦法」，只是寬嚴(yán)性與實(shí)施腳步的差異。這些都迫使電子設(shè)計(jì)須盡速舍CCFL（氣態(tài)照明）就WLED（固態(tài)照明）。不過(guò)，WLED也并非是唯一的可行方案，業(yè)者也積極發(fā)展無(wú)汞型CCFL，或者是以「有機(jī)EL，亦稱(chēng)OLED」技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的平面光源（面型發(fā)光，光均度勝過(guò)點(diǎn)型WLED與線(xiàn)型CCFL），無(wú)汞型CCFL若在價(jià)格、設(shè)計(jì)上與過(guò)往的傳統(tǒng)CCFL高度兼容，或者OLED背光提前成熟等，都將擠壓現(xiàn)有使用WLED背光的價(jià)值。
評(píng)論