大型LCD背光照明系統設計

CCFL

冷陰極熒光燈(CCFL)是一種長而細的密封玻璃管，內充惰性氣體(圖11)。當給燈管施加高壓時，氣體被電離，產生紫外線(UV)。紫外線打到內壁涂敷的熒光材料上使其激發，發出可見光。CCFL有許多優點，包括：

• 優良的白光源
• 低成本
• 高效率(光輸出與輸入電功率之比)
• 長壽命(>25千時)
• 穩定、確定的工作狀態
• 容易調節亮度
• 重量輕

圖11. CCFL是充有惰性氣體的玻璃管。

CCFL有一些特殊性能，必須仔細考慮，以最大化其效率、壽命和實用性。然而，這些特性帶來了一些特殊的設計挑戰。例如，為了最大化燈管的壽命，需要采用交流波形驅動CCFL。任何直流成分會使一部分氣體聚集在燈管的一端，造成不可逆轉的光梯度，使燈管的一端比另一端更亮。還有，為了最大化其效率(光輸出與輸入電功率之比)，需要用接近正弦的波形驅動燈管。為此，CCFL通常需要一個直流-交流逆變器來將直流電源電壓變成40kHz至80kHz的交流波形，工作電壓通常在500VRMS至1000VRMS。

LCD電視中典型的CCFL布置

圖12表示在LCD電視中，CCFL通常是如何安排的。這個電視中的12個燈等間隔地分布在整個LCD背板上，以提供最佳的光分布。重要的是，所有燈要工作在相同的亮度下。盡管在CCFL燈管和LCD面板之間安排有散光器，可協助均勻分布背光，不均勻的燈管亮度仍然很容易被察覺，并影響電視的圖像質量。因LCD面板尺寸而異，用到的CCFL燈數量可能會多達30甚至40個。


圖12. LCD電視內有4到40個CCFL。