如何降低液晶电视的背光模组成本

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1、如何降低液晶電視的背光模組成本前言        為了要使液晶電視成為新世代平面電視市場主流，國內外各廠商無不卯足全力投入成本與性能的改善。如果仔細分析大型液晶電視的成本結構，不難發現背光模組占材料成本的28%，轉換器(inverter)占16%，兩者合計接近40%～50%左右(圖1)。以30吋液晶電視的背光模組為例，2002年的價格為300美元，2003年則降至150美元，一般認為2005年的價格必需低於目前的1/2，因此各廠商已經開始著手削減背光模組的元件數量，基本上它是針對燈管、轉換器、反射板與擴散膜片

2、進行改善以達成上述目的。        　    液晶電的低成本化技術        有關液晶電視的性能改善，背光模組具有絕對性的影響。為了擴大液晶電視市場規模，性能的改善順理成章就成為對抗傳統CRTTV最有效的利器，尤其是輝度、色再現範圍、反應時間都與背光模組的性能有密切關係，例如輝度必需從目前的450~500cd/m2提高至800cd/m2，色再現範圍的NTSC比必需從目前的60～70%提高至100%，反應時間則必需低於5ms以下。此外目前大型液晶電視的背光模組使用的元件數量也有過多之嫌，例如冷陰極燈管的

3、使用數量40吋為32支，轉換器的數量則與燈管數相同或是一半左右，除此之外為了達成輝度、均勻性、抗雜訊等性能，還必需使用偏光分離膜片、擴散膜片、電磁遮蔽膜片等各種光學薄膜。依目前的情況而言，30吋等級的背光模成本能否降至1/3，40吋降至1/4，則取決於是否能順利削減上述元件的使用數量(圖2)。            有關燈管的改善可分為「長管化」與「提高電氣效率」兩項。長管化可大幅減少燈管與轉換器的使用數量。如圖3所示傳統的縱向排列若改成橫向排列，以30吋等級的背光模組為例，縱向排列需要20～30支燈管，橫向

4、排列只需要12～16支；40吋等級則可從32支削減至20支，其結果是40吋等燈管與轉換器，兩者合計可以降低30%的成本，相當於一萬日圓左右。        　    目前東芝HARSON與STANLY兩公司在2003年第一季相繼推出長度為1000mm的冷陰極燈管(ColdCathodeFluorescentLamp；以下簡稱為CCFL)，適用於44吋等級的背光模組橫向排列。此外東芝HARSON還小量生產長度為1200mm的CCFL，預定將來會正式商品化，該極燈適用於50吋等級的背光模組橫向排列；STANLY也

5、計劃製作長度為1200mm的CCFL，此外SUNKEN已在2003年9月正式量產長度為1000mm的CCFL。        有關燈管長管化之後的課題，是如何維持安全性以及避免燈管彎曲，因為單純的增加燈管長度會導致燈管電壓(以下簡稱為管電壓)變高，例如燈管長度若變成1000mm時，大約有1Kv的高電壓恆常施加於燈管，一旦超過1Kv燈管的端子附近會產生corona，情況嚴重時甚至會噴出火花，為克服上述問題因此燈管廠商採用可使管電壓降低1/2左右的Floating電路(圖4)。    　        Float

6、ing電路的動作原理是從燈管左右兩側的端子輸入逆相位電壓使燈管點燈，例如管電壓為1kv的場合，以往是直接從燈管的高壓端子施加1kV，從低將壓端子施加0V的電壓；相較之下Floating電路則是分別在高、低壓端子施加＋0.5KV與－0.5KV，藉此使燈管與周圍的電壓差能夠抑制在0.5KV範圍。        有關燈管彎曲的對策，例如同時支撐左右兩端與中央部位雖然可獲得良好效果，不過支撐部位會發生漏電(leak)、溫降與輝度不均等現象，目前燈管廠商對問題的發生原因也不清楚，因此下游應用廠商只能採取縮小燈管與支撐元

7、件接觸面積，藉此減緩上述現象。如圖3所示燈管長管化的另一發展趨勢是採用彎曲外形，基本上它是將燈管彎曲形成U字狀(以下簡稱為U形彎曲管)，藉此達成削減燈管的目的。日本的燈管廠商已在2003年第一季推出20吋等級的U形彎曲管，至於30～40吋等級的U形彎曲管，各廠商似乎尚無明確的計劃。東芝HARSON最熱衷彎曲管的研發，事實上該公司已經正式量產17吋等級U形級彎曲管，2003年第一季又再推出23吋等級的U形彎曲管，緊追在後的STANLY則以一次成形方式製作雙U型彎曲管藉此強化生產性，該公司的10吋等級U形彎曲管已

8、經進入量產階段，2003年第一季則推出20吋等級的U形彎曲管，除此之外SUNKEN正積極開發20吋等級的L型彎曲管。至於30～40吋等候的彎曲管進展，受到相當大的阻力，主要原因是燈管長管化本身就有困難，例如30吋等級的直管長度為1500mm，40吋等級更高達1900～2000mm，然而目前的製作技術極限是1300mm，因為長度超過1300mm時玻璃會發生反翹，此外在燈管製作線上搬運長管玻璃，即使是微