前言：

白光型發(fā)光二極管（White Light-Emitting Diode；WLED全彩屏出租，也經(jīng)常寫成：White LED全彩屏出租）的出現(xiàn)，使LED全彩屏出租擺脫過去只能用在指示燈號、霓虹燈飾等場合，開始往電子照明領(lǐng)域邁進，包括汽車的方向輔助燈、初階數(shù)字相機的閃光燈等都已能用WLED全彩屏出租代替，更有甚者，已有業(yè)者將WLED全彩屏出租的裸晶面積加大制造，從2×2mm擴增至5×5mm，增強其發(fā)光，使WLED全彩屏出租也能用在汽車的主照燈上，只待審議核可便可上市。

除此之外，WLED全彩屏出租還有一項熱門的應用，即是充當LCD的背光源，以取代過往的冷陰極燈管（Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL）。不過，現(xiàn)階段將WLED全彩屏出租用于背光有其益也有其害，如何取益避害，將是電子工程設(shè)計者所關(guān)切的，本文以下就來說明幾種WLED全彩屏出租背光設(shè)計的情境，并藉此了解個中應有的注意及要領(lǐng)。

手機、數(shù)碼相機（1.2∼2.5）



NS針對手持裝置所提出的LP3954芯片，該芯片具有WLED全彩屏出租背光驅(qū)控、WLED全彩屏出租閃光燈驅(qū)控等能力，此外也具有RGB LED全彩屏出租控制、ADC模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換等功能。

一般而言，手機、數(shù)字相機（預覽窗）等裝置所配屬的LCD顯示器皆屬小尺寸，如2.2、2.5等，而有的掀蓋式手機還配有副顯示屏，副顯示屏較主幕來得小，約多在1.2左右，以上這些小吋數(shù)的LCD若用WLED全彩屏出租作為其背光源，只要簡單地將3∼6顆WLED全彩屏出租（使用顆數(shù)端視畫面大小而定）加以串并聯(lián)即可實現(xiàn)。

WLED全彩屏出租除了做手機、數(shù)字相機的LCD背光外也能有其它的用處，例如今日的手機在按鈕時也會發(fā)光，以方便使用者在暗處撥號（按鍵背光），或者來電時天線部位會發(fā)光提示，這些也都可用WLED全彩屏出租，另外初階數(shù)字相機或帶有照相功能的手機，也開始用WLED全彩屏出租充當閃光燈（約1∼4顆），如此在單一裝置內(nèi)使用更多顆的WLED全彩屏出租，組件用量增加且一致化，在設(shè)計及制造的供應調(diào)度上都有益處。

雖然小吋數(shù)LCD的背光只要簡單串并、排列3∼6顆WLED全彩屏出租即可，但進一步有兩個疑問：1.若同一裝置內(nèi)有WLED全彩屏出租型閃光燈，閃光燈需要比背光更高的驅(qū)動電流，甚至需要有預閃功能（防紅眼）。2.背光的亮度并非一成不變，有時會有節(jié)能模式的體貼設(shè)計，在省電模態(tài)下自動將背光亮度降低，或者允許使用者自行調(diào)整亮度。

所以WLED全彩屏出租背光的驅(qū)動電路不能只是簡單的On/Off設(shè)計，還必須有調(diào)節(jié)驅(qū)動電流（進而改變WLED全彩屏出租亮度）的能力，且照相手機愈來愈多，數(shù)字相機使用WLED全彩屏出租型閃光燈的機會也愈來愈高，因此對設(shè)計者而言必須設(shè)計2組WLED全彩屏出租驅(qū)動電路，1組供WLED全彩屏出租背光，1組供WLED全彩屏出租閃光，同時2組都要有調(diào)整亮度的能力。

由于這類型的設(shè)計需求愈來愈多，因此許多模擬IC、電源管理IC的業(yè)者紛紛提出解決方案，即WLED全彩屏出租驅(qū)動IC（英文稱為：White LED全彩屏出租 Driver），驅(qū)動IC可同時掌控WLED全彩屏出租背光與WLED全彩屏出租閃光，包括On/Off的亮滅控制、多段式亮度控制等，其中亮度控制只要改變流經(jīng)WLED全彩屏出租的電流量即可，流量大則亮度高，流量小則亮度低，改變方式可采電壓調(diào)整法或脈寬調(diào)變（Pulse Wide Modulation；PWM）法。

所謂電壓調(diào)整法，在于改變WLED全彩屏出租的驅(qū)動電壓，電壓高則流經(jīng)WLED全彩屏出租的電流量也會增加，進而增亮，反之亦然，然電壓調(diào)整法對電流量的操控不夠細膩，些微的電壓改變就會使電流量大幅變動，除非使用極細膩的電壓調(diào)整電路，但因此也會使成本與電路復雜度（體積）大增。

相對的PWM法是改變WLED全彩屏出租明滅的工作周期（Duty Cycle），以WLED全彩屏出租的導通（點亮驅(qū)動）周期百分比、頻率來控制亮度，不僅可以細膩調(diào)整且成本、復雜度都較低，今日WLED全彩屏出租驅(qū)動IC普遍采行此法來調(diào)整亮度。

至于有哪些業(yè)者提供WLED全彩屏出租驅(qū)動IC？答案是：現(xiàn)有模擬IC、電源管理IC業(yè)者幾乎都有提供，如Linear、MAXIM、MicrEL、NEC、NS、以及TI等。國內(nèi)業(yè)者也有ARQUES（雅捷科技）、AIC（沛亨半導體）、AME（安茂微電子）、以及Richtek（立锜科技）等。

另外也回到更前頭的疑問：用WLED全彩屏出租取代CCFL有何優(yōu)點？有何缺點？

關(guān)于此先說明優(yōu)點，WLED全彩屏出租只要正向電壓即可驅(qū)動，且可以直接用鋰電池的3.6V來驅(qū)動，相對的CCFL需要交流電壓才能驅(qū)動，且要較高的驅(qū)動電壓（多在正負10V以上），所以電源不僅要反相還要升壓，供電設(shè)計的復雜性高過WLED全彩屏出租。

至于缺點，目前WLED全彩屏出租的用電效率仍不如CCFL，因此手持裝置在相同的電池電容量下，WLED全彩屏出租作法將較CCFL耗電，使裝置待機時間縮短，不過今日手持裝置的應用愈來愈多，其它環(huán)節(jié)的用電也在成長（如手機照相閃光燈、手機數(shù)字電視、手機3D電玩、手機MP3隨身聽等），背光部份的成長有時反成為次要問題。

當然！WLED全彩屏出租還有其它優(yōu)點，例如沒有使用有害物質(zhì)，容易通過歐盟訂立的RoHS法規(guī)，相對的CCFL是運用汞氣體（水銀蒸氣）發(fā)光，鉛、汞等有害物將逐步受各國市場限制。另外WLED全彩屏出租對沖撞較具抗受性，反之以光管方式發(fā)光的CCFL一旦受沖撞破裂，就無法再行發(fā)光。也因此今日有許多礦工的配屬頭燈已改用WLED全彩屏出租，此在嚴苛、多撞擊的工作環(huán)境、場合中格外受用。

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）兩項規(guī)定，其中RoHS規(guī)定：自2006年7月1日起銷往歐洲的商品不得用有害物質(zhì)，包括鉛、汞、六價鉻、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（3.5∼7）

比手機、數(shù)字相機更大顯示尺寸的手持裝置有個人數(shù)字助理（Personal Digital Assistant；PDA）、可攜式媒體播放器（Portable Media Player；PMP）等，當然也包括電子字典、股票機、掌上型游樂器，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，礙于光均度的問題，不適合再以WLED全彩屏出租的直接配置來形成背光，這時需改用背光模塊（Back Light Module），模塊已將WLED全彩屏出租光源運用折射、導光板及其它相關(guān)工藝技術(shù)來處理光均度問題，而PDA、PMP的產(chǎn)品設(shè)計者則多采直接向模塊業(yè)者購買WLED全彩屏出租背光模塊，事實上PDA、PMP設(shè)計者過去也是向模塊業(yè)者購買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。

不過，依然有些設(shè)計業(yè)者傾向不用現(xiàn)成的WLED全彩屏出租背光模塊，而使用更多顆的WLED全彩屏出租（如6∼9顆）來形成背光，并以實體配置排列及穩(wěn)壓穩(wěn)流等控制來維持光均（電壓需要穩(wěn)定，否則也無法掌控電流量，進而讓亮度不均）。另外從學理看，WLED全彩屏出租屬點光源，而CCFL屬線光源（光管），在光均克服上確實WLED全彩屏出租難于CCFL，只是這個技術(shù)難題是交由模塊業(yè)者解決？還是由PDA/PMP設(shè)計者親自解決？就依設(shè)計者的把握度、時間、成本等因素而定。

至于國內(nèi)外有哪些WLED全彩屏出租背光模塊業(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。而仔細一覽，會發(fā)現(xiàn)國外的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。

至于國內(nèi)方面，也有瑞儀光電（技術(shù)來自茶谷，大同子公司）、福華電子（技術(shù)來自茶谷）、華新麗華（技術(shù)來自Denyo）、華榮電纜（技術(shù)來自富士通化成）、興隆發(fā)電子（技術(shù)來自桐生）、中強光電、輔祥實業(yè)、科橋電子、定瑩光電、優(yōu)技計算機、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全彩屏出租背光。



NS的WLED全彩屏出租驅(qū)動IC：LM27953、LM2796、及LM27961，其特點在使用極小的微SMD封裝，且只有18個腳位，在封裝體積的精巧度上堪稱業(yè)界第一，從圖中可知其適合于手機、PDA、MP3隨身聽、數(shù)字相機等應用。

LCD Monitor、LCD TV（8.4以上）

到了LCD Monitor（含Desktop PC與Laptop PC）與LCD TV這個層級，吋數(shù)已經(jīng)突破7，至少也有8.4、12.1，甚至多數(shù)都在15、17以上，到此層次WLED全彩屏出租也有與PDA/PMP層次相同的光均度問題，且比中小吋數(shù)時更為嚴重，同時又衍生出散熱問題及價格問題需要解決。

先說明散熱問題，就大尺寸LCD的背光來說，由于要在低扁的空間中密布大量的WLED全彩屏出租，WLED全彩屏出租的發(fā)熱將不易消散，這是CCFL之類的冷光源所沒有的問題，且必須光均與散熱兩項都顧及，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全彩屏出租背光的散熱問題，進而推出實際量產(chǎn)的LCD TV商品，但先行克服的業(yè)者也將散熱技術(shù)申請專利，使其它業(yè)者難以仿效跟進，也讓WLED全彩屏出租背光用于大吋數(shù)產(chǎn)品的進度受阻。

其次是價格，目前WLED全彩屏出租的單價成本仍因熒光粉專利技術(shù)而偏高，根據(jù)推估，在相同的大吋數(shù)背光需求下，使用WLED全彩屏出租的成本將是CCFL的5倍，也因此現(xiàn)階段Sony、Samsung等業(yè)者雖然有推出實際量產(chǎn)的WLED全彩屏出租背光型LCD TV，但都訴求在高價位、高級品。所以價格也是WLED全彩屏出租背光難普及于高吋數(shù)應用的一大原因，雖然在中小吋數(shù)的應用也有相同的價差問題，但卻不如大吋數(shù)般地明顯。



Sony高階系列QUALIA 005大吋數(shù)平面電視：KDX-46Q005（46）與KDX-40Q005（40），即是使用WLED全彩屏出租做為背光源。

同樣的引申，WLED全彩屏出租的用電效率不如CCFL，在小面積時也不是大問題，但背光面積加大后便讓問題凸顯，若應用的產(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，用電問題也就必須更加面對、克制。

此外我們也一直將一個問題暫略，如今在大吋數(shù)也就必須談論，此即是WLED全彩屏出租的混色及良率，Sony是對WLED全彩屏出租進行高度嚴選才能成就WLED全彩屏出租背光型LCD TV，此也必須提列到制程成本中，混色亦是WLED全彩屏出租更本體性的問題考慮。

比較慶幸的是，WLED全彩屏出租的亮度技術(shù)、發(fā)光效率等仍持續(xù)有幅度性成長、突破，如此相同面積內(nèi)所用的WLED全彩屏出租數(shù)目將逐漸減少，使散熱問題不致更加嚴重。



MAXIM的WLED全彩屏出租驅(qū)動IC：MAX1707，其WLED全彩屏出租驅(qū)動電流最高可至610mA，且可同時以并聯(lián)方式驅(qū)動3組LED全彩屏出租應用，包括Main（主LCD顯示屏的背光）、Sub or RGB（副顯示屏的背光或其它顏色的LED全彩屏出租燈號）、Flash（閃光燈）。

結(jié)論

最后，我們可以歸納整理，WLED全彩屏出租背光已相當適合用在中小吋數(shù)的LCD應用中，但對高吋數(shù)應用而言仍有許多挑戰(zhàn)。

雖然有許多挑戰(zhàn)，但業(yè)者仍會加緊積極克服，原因無他，RoHS法規(guī)是一大壓力，除歐洲外其它國家也有類似的規(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」，只是寬嚴性與實施腳步的差異。這些都迫使電子設(shè)計須盡速舍CCFL（氣態(tài)照明）就WLED全彩屏出租（固態(tài)照明）。

不過，WLED全彩屏出租也并非是唯一的可行方案，業(yè)者也積極發(fā)展無汞型CCFL，或者是以「有機EL，亦稱OLED全彩屏出租」技術(shù)所實現(xiàn)的平面光源（面型發(fā)光，光均度勝過點型WLED全彩屏出租與線型CCFL），無汞型CCFL若在價格、設(shè)計上與過往的傳統(tǒng)CCFL高度兼容，或者OLED全彩屏出租背光提前成熟等，都將擠壓現(xiàn)有使用WLED全彩屏出租背光的價值。



CCFL雖然需要較高的驅(qū)動電壓與交流電壓才能運作，但也較無WLED全彩屏出租背光在大尺寸運用時的光均問題與散熱問題，且價格較低，圖為鼎杰電子的CCFL。

來源：與非網(wǎng)

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