白光型发光二极管(WLED)之背光设计兵法

■PDA、PMP

比手机、数字相机更大显示尺寸的手持装置有个人数字助理（Personal Digital Assistant；PDA）、可携式媒体播放器（Portable Media Player；PMP）等，当然也包括电子字典、股票机、掌上型游乐器，这些约在3.5"、3.7"左右，最高也有到7"的规格。

由于尺寸更大，碍于光均度的问题，不适合再以WLED的直接配置来形成背光，这时需改用背光模块（Back Light Module），模块已将WLED光源运用折射、导光板及其它相关工艺技术来处理光均度问题，而PDA、PMP的产品设计者则多采直接向模块业者购买WLED背光模块，事实上PDA、PMP设计者过去也是向模块业者购买CCFL背光模块，而非CCFL光管组件，直接引用半成品以加速设计。

不过，依然有些设计业者倾向不用现成的WLED背光模块，而使用更多颗的WLED（如6?9颗）来形成背光，并以实体配置排列及稳压稳流等控制来维持光均（电压需要稳定，否则也无法掌控电流量，进而让亮度不均）。另外从学理看，WLED属点光源，而CCFL属线光源（光管），在光均克服上确实WLED难于CCFL，只是这个技术难题是交由模块业者解决？还是由PDA/PMP设计者亲自解决？就依设计者的把握度、时间、成本等因素而定。至于国内外有哪些WLED背光模块业者？目前多是从原有CCFL背光模块业者所尝试延伸，毕竟都是为了提供LCD用的背光。而仔细一览，会发现国外的LCD背光模块业者几乎都属日系，如Stanley电气、Denyo、茶谷产业、富士通化成、多摩电气等。至于国内方面，也有瑞仪光电（技术来自茶谷，大同子公司）、福华电子（技术来自茶谷）、华新丽华（技术来自Denyo）、华荣电缆（技术来自富士通化成）、兴隆发电子（技术来自桐生）、中强光电、辅祥实业、科桥电子、定莹光电、优技计算机、云光科技、精工美术、奈普光电（铼德投资）、和立联合、康竣光电、元津科技等业者投入LCD背光（包括STN与TFT），多数以CCFL背光为主，部份也延伸、跨涉至WLED背光。


▲NS的WLED驱动IC：LM27953、LM2796、及LM27961，其特点在使用极小的微SMD封装，且只有18个脚位，在封装体积的精巧度上堪称业界第一，从图中可知其适合于手机、PDA、MP3随身听、数字相机等应用。

■LCD Monitor、LCD TV（8.4"以上）

到了LCD Monitor（含Desktop PC与Laptop PC）与LCD TV这个层级，?际?丫?黄?"，至少也有8.4"、12.1"，甚至多数都在15"、17"以上，到此层次WLED也有与PDA/PMP层次相同的光均度问题，且比中小?际?备??现兀??庇盅苌?錾⑷任侍饧凹鄹裎侍庑枰?饩觥

先说明散热问题，就大尺寸LCD的背光来说，由于要在低扁的空间中密布大量的WLED，WLED的发热将不易消散，这是CCFL之类的冷光源所没有的问题，且必须光均与散热两项都顾及，不能因散热可行但光度不均。此外，目前已有业者（如Sony）克服了WLED背光的散热问题，进而推出实际量产的LCD TV商品，但先行克服的业者也将散热技术申请专利，使其它业者难以仿效跟进，也让WLED背光用于大?际??返慕?仁茏琛

其次是价格，目前WLED的单价成本仍因荧光粉专利技术而偏高，根据推估，在相同的大?际?彻庑枨笙拢?褂?LED的成本将是CCFL的5倍，也因此现阶段Sony、Samsung等业者虽然有推出实际量产的WLED背光型LCD TV，但都诉求在高价位、高级品。所以价格也是WLED背光难普及于高?际?τ玫囊淮笤?颍?淙辉谥行?际?挠τ靡灿邢嗤?募鄄钗侍猓??床蝗绱?际?愕孛飨?同样的引申，WLED的用电效率不如CCFL，在小面积时也不是大问题，但背光面积加大后便让问题凸显，若应用的产品为Desktop PC Monitor或TV仍是可行，毕竟壁上的交流插座能充沛供电，但Laptop PC的电量有限，用电问题也就必须更加面对、克制。

此外我们也一直将一个问题暂略，如今在大?际?簿捅匦胩嘎郏?思词?LED的混色及良率，Sony是对WLED进行高度严选才能成就WLED背光型LCD TV，此也必须提列到制程成本中，混色亦是WLED更本体性的问题考虑。

比较庆幸的是，WLED的亮度技术、发光效率等仍持续有幅度性成长、突破，如此相同面积内所用的WLED数目将逐渐减少，使散热问题不致更加严重。

■结论

最后，我们可以归纳整理，WLED背光已相当适合用在中小?际??CD应用中，但对高?际?τ枚?匀杂行矶嗵粽健Ｋ淙挥行矶嗵粽剑??嫡呷曰峒咏艋??朔???蛭匏??oHS法规是一大压力，除欧洲外其它国家也有类似的规范提案，或者是已经定案，如日本的「The Promotion of procurement of Eco-friendly Goods and Services」或中国大陆的「电子信息产品生产污染防治管理办法」，只是宽严性与实施脚步的差异。这些都迫使电子设计须尽速舍CCFL（气态照明）就WLED（固态照明）。不过，WLED也并非是唯一的可行方案，业者也积极发展无汞型CCFL，或者是以「有机EL，亦称OLED」技术所实现的平面光源（面型发光，光均度胜过点型WLED与线型CCFL），无汞型CCFL若在价格、设计上与过往的传统CCFL高度兼容，或者OLED背光提前成熟等，都将挤压现有使用WLED背光的价值。