从CCFL到LED看人机界面背光模组技术的革新

引言：正如CRT技术的应用成就了CRT彩电近百年的传奇，先进的LCD液晶显示器的出现终结了CRT时代；LED背光模组首次在WEINVIEW MT505TV5人机界面产品中的牛刀小试，则意味了CCFL背光模组时代终结的开始！

CCFL，应用较普遍的人机界面背光模组技术
背光模组(Back light module)是液晶显示面板(LCD panel)的关键零组件之一，由于液晶本身不发光，背光模组的功能在于供应充足的亮度和分布均匀的光源，使液晶显示面板正常显示影像。目前在人机界面领域，CCFL( Cold Cathode Fluorecent Lamps) 背光模组是大多数厂家采用的技术！
CCFL属于低压水银放电灯，是在玻璃管内壁涂有一层荧光体，并在荧光灯内部封入少量不活性气体及微量的水银，此水银原子放电中被电子撞击而产生紫外线，经荧光体转变为可视光。当电源加入、放电开始，由两端直接加入高压，使管内水银电子与气体原子相互撞击产生紫外线，经由紫外线碰到管壁荧光体转换为可视光。由于在阴极管中加入水银，可以得到相当不错的发光辉度及效率，所以除了可携式小尺寸面板外，包含液晶显示器及液晶电视等，目前LCD面板大多是利用水银放电的冷阴极荧光灯管（CCFL）作为背光灯源！

LED，领先CCFL的新一代背光模组技术
但是因为加入水银，使得目前的阴极荧光灯管同时也面对着许多技术困难和必须解决的问题：黑化、暗黑启动、低温启动、环保问题等。尤其是随着欧盟RoHS规定的实施，从2006年7月1日开始，管制含有铅、镉、水银、六价铬和溴化阻燃剂等元素或应用产品的进口，LED背光模组技术进入广大科研人员的视野！LED（Lighting Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。
LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理！

LED，人机界面背光模组技术的未来发展趋势
相交于传统的发光源和CCFL，LED被称为第四代照明光源或绿色光源，世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。美国从2000年起投资5亿美元实施“国家半导体照明计划”，欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下，2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。尤其是LED背光模组技术在WEINVIEW MT505TV5的实际应用，LED背光模组相交于CCFL背光模组的优势再次凸现出来！
1）LED的色域更广，色彩饱和度可以达到100%以上；CCFT色域比较窄，大部分只能达到80%以上。
2）LED的光源非常快，可以帮助LCD消除脱尾现象。
3）LED是绿色环保产品，不含汞；CCFT中含有汞，发光时产生辐射光线，不符合环保要求。
4）CCFL需要高压交流电驱动，由于温度高导致许多背光的LCD产品在使用几年后屏幕发黄、亮度明显变暗，影响LCD使用寿命。
5）LED使用温度范围广、低电压、耐重击、抗震性好。采用固态发光器，LED背光源没有娇气（不活性气体）的部件，对环境的适应能力非常强。
6）LED使用寿命长。由于低功耗、发热少，平均使用寿命更长；而普通的CCFT背光源的寿命在3-5万小时。
我们相信，LED背光模组出众的性能，必将成为最重要的LCD背光源，威纶科技也将继续推动新科技在人机界面领域的应用。