● 文/威力盟電子股份有限公司 盧金鈺 吳坤樺
一、市場動向
近年來,市場對于大尺寸液晶面板的需求是年年俱增,2010年預測將成長15-20%以上,再創(chuàng)高峰,如圖1所示。然而,理應同樣呈現(xiàn)高成長態(tài)勢的背光模組CCFL燈管卻沒有續(xù)創(chuàng)高峰。CCFL燈管的需求高峰是在2008年和2009年,年需求約23-25億支燈管,今年CCFL燈管的需求預測僅約20億支左右。不再成長的原因主要有兩個:一是CCFL發(fā)光效率從每瓦50流明提升至每瓦80流明,所以即使減少了背光模組設計中的燈管數(shù),面板的亮度仍可維持一樣甚至更好。以32寸TV面板為例,早期設計需要12支直燈管或6支U管,現(xiàn)在只需要6支直燈管或4支U管。其二,CCFL燈管需求減少的原因在于LED的滲透率。從2009年第四季開始,市場上預估2010年LED平均在監(jiān)視器與TV的滲透率約10-15%;到今年農歷年后有更熱的趨勢,紛紛上調至20%以上,占領原有CCFL背光模組占比。不過LED今年能否有如此高的滲透率尚需通過兩項考驗:一是LED上游原料矽晶圓與藍寶石基板的短缺與價錢二次調漲的問題;另一項考驗是LED下游背光模組所需導光板的PMMA原料缺口的問題。
然而面對LED來勢洶涌,CCFL業(yè)者也在尋求另一個出路,即一般照明的應用。臺灣也順勢成立了CCFL群眾聯(lián)盟,主推照明產(chǎn)品如CCFL液晶燈泡、CCFL層板燈、CCFL日光燈與T-bar燈等,目前已可在臺灣市場上見到其身影。圖2中一系列8-21瓦的CCFL液晶燈泡,可以使用于不同場所,取代目前的鎢絲燈泡與省電燈泡;另外今年第二季度開始CCFL照明也將在日本的市場出售(如圖2)。
二、技術發(fā)展
CCFL是氣態(tài)光源的一種,由五大材料構成,分別為電極、玻璃燈管、氣體、水銀、熒光粉。施加電壓于電極上以場發(fā)射產(chǎn)生大量電子并撞擊燈管內氣體,氣體獲得能量形成電漿使燈管導通點亮,再進而激發(fā)水銀產(chǎn)生254nm的紫外光,經(jīng)由R、G、B熒光粉轉換成白光。簡單的說就是將電能轉換成紫外光再經(jīng)熒光粉轉換成白光。以下將依液晶電視的開發(fā)需求(成本、功耗、薄型化、無汞),介紹CCFL的最新技術及發(fā)展趨勢。
1、低成本LCD-TV所需的CCFL技術發(fā)展
(1)大管徑燈管
在保持光亮度的前提下,降低背光成本最直接的方法就是提高單燈管總發(fā)光量(光通量),以減少使用DBEF/BEF之類的增亮膜。此外,背光使用較少的燈管的話,inverter上對應的電子零件也可以減少,成本可以顯著下隆。圖3為近三年威力盟電子新機種開發(fā)的統(tǒng)計,由于燈管輝度幾乎隨電流上升而增加到接近飽和區(qū),所以燈管應用電流從7mA逐年增加到10mA、13mA。然而,高電流密度會衰減燈管的壽命,所以燈管管徑也從3.0mm逐年增加到3.4mm、4.0mm,以降低電流密度,同時增加發(fā)光面積以提升單燈光通量。以32寸液晶電視為例,背光使用的燈管數(shù)從8支減少到6支,再到4支,未來燈管將朝5.0mm邁進,在更高的管電流下操作,獲得更高的單燈光通量。如此,背光使用的燈管數(shù)將降低至3支時,單燈管光通量約需提升33%以維持原背光亮度。在管徑4mm(內徑3mm)提升至5mm(內徑4mm)的情形下,燈管內發(fā)光表面積將提升33%,經(jīng)由提高管電流及調整匹配的燈管參數(shù),新一代長壽命的高亮度燈管即將問世。
(2)Harness-free燈管
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