 （林芬卉／DigiTimes Research）雖然背光源成本佔液晶電視（LCD TV）總成本比重不是最高，但因LCD為非自發光顯示器，必需靠背光源提供LCD顯示器亮度來源，且LCD顯示器壽命、畫質表現、反應速度，及LCD顯示器耗電量等，皆受到背光源影響非常大。
因背光源的要求林林總總，故在LCD顯示器佔有非常重要地位。無汞FFL（Flat Fluorescent Lamp；平面光源）作為LCD顯示器背光源優勢在於壽命可達10萬小時（指亮度衰減至2分之1）、操作溫度範圍在-35℃～85℃、可不含水銀背光等，加上脈衝式發光特性，符人眼觀看顯示器的需求。
平面光源脈衝式發光特性 改善LCD TV影像品質
對於LCD顯示器背光源設計，需回歸到對人眼的了解。雖然目前LCD TV解析度較映像管電視（CRT TV）高，且影像技術不斷改進，但為何人眼仍覺得CRT TV在整體畫質表現仍優於LCD TV，原因之一為CRT TV屬脈衝（Impusle）式影像顯示模式，可以使人眼有較明亮的視覺感受。
依照CRT TV脈衝式的影像顯示原理，若LCD TV欲依此影像顯示原理操作，背光源設計需瞬間點亮。無汞FFL特性之一是瞬間啟動速度快，啟動、關閉時間僅數微秒而已，然CCFL啟動速度則以毫秒計算。CCFL若想縮短其啟動、關閉的時間，必須由基本放電原理及發光材料改變，並且會造成CCFL損壞速度加快、壽命變短，且CCFL快速啟滅速度仍趕不上FFL瞬間啟滅速度，因此FFL較CCFL易做到脈衝式光源。
由於脈衝式發光特性，FFL背光源亮度不需做到整體亮度的提升，反是僅需提高瞬間亮度而已。其操作方式為只要四分之一時間將亮度提高到4倍，例如一般LCD TV亮度為500cd/㎡，瞬間將亮度提高到2,000cd/㎡，其它4分之3時間為全暗，類似CCFL背光所謂的黑插入法。
FFL為何需有部份時間全暗？理由是液晶旋轉動作主要是控制顯示畫面的亮暗，但也由於液晶旋轉特性，使得畫面有殘影現象產生。當FFL有極短時間變暗時，也就是利用視覺暫留的時間將光源關掉，故不致看見液晶轉動那麼長的時間，因此可減少畫面殘影出現，對LCD TV影像品質頗有幫助，這也是為何脈衝式背光可使影像品質變好的原因。
然FFL背光源為何需瞬間提高亮度？人類經歷了數百萬年的演化，人眼最適觀賞風景時間為白天而且有雲的時刻，此時亮度為1,000～2,000 nits，因此顯示器最適人眼觀看亮度為1,000～2,000 nits。然現在市面上銷售LCD TV大多亮度僅為500nits，較暗的畫面造成人眼看久後容易疲倦，然而目前並無任何顯示器技術可以有效地達到此明亮度水準，且尚可以維持良好的對比度，因此，以脈衝式光源瞬間達到此亮度，是比較可行的方法。
無汞平面光源優勢
平面光源種類眾多，但大致可區分成以水銀放電及以氙氣放電2類平面光源，無汞平面光源，則以氙氣取代水銀使用。
若以氙氣放電的物理特性來看，其中一項優勢在於氙氣所放射出來的UV光波長較短、為172nm，短波長的純紫外線因無法穿透玻璃，因此不會造成光學膜黃化。相對的，水銀所放射出來的紫外線波長為254nm以及較長波長的紫外線，因會穿透玻璃造成光學膜黃化，故製程當中需加上抗紫外線處理。
再者，雖然使用氙氣或水銀放電皆可產生UV光，但在同樣操作溫度下，氙氣的發光密度非常高，約為水銀的1,000～1萬倍，故所產生較多的UV，此為氙氣適合做到高亮度原因。
另外，汞尚存在均一性不佳問題。常溫下汞因屬液態緣故，造成要均勻分佈在整個平面光源較有困難，尤其當顯示器直立放置時，汞會向下沈積，故當汞平面光源啟動時，會出現下亮上暗不均現象；再加上汞的分佈會隨操作溫度的不同而有所變化，即使在操作前已花數小時將汞分佈均勻，但因操作溫度不同，汞原分佈均勻狀態又被破壞。相對的，氙氣因屬氣態緣故，故分佈較為均勻，光的均一性可呈現較佳狀態。
 過去無汞平面光源缺點為耗電量高，以32吋LCD TV為例，當汞平面光源耗電量為100W時，無汞平面光源耗電量為200W，原因是當UV光轉換成可見光時，以氙氣放電的平面光源能量損失較多，能量使用率僅汞的二分之一而已，故耗電量為無汞平面光源急需解決的核心問題。
然後來發現電子撞擊能量損失方面，氙氣反而較汞來得小，故從整體能量效率來看，氙氣與汞2者間差距已逐漸縮小。目前32吋LCD TV用無汞平面光源耗電量已降低至120～130W，當耗電量降低後，則不需加裝散熱裝置。
平面光源可減少背光模組組裝時間
FFL因光源均一性佳，且向上發光特性，故可較容易在背光模組之各項設計參數（如反射，模糊化，及增光等）中取得最佳設計。FFL除簡化光學設計外，因光源本身僅需1個Inverter作驅動，相較CCFL 1或2根燈管即需使用1個Inverter來得簡單。因CCFL背光源使用零件數多，故組裝上相對FFL費時。
若以背光模組廠角度來看，因FFL光源做好後，等於背光模組已做好一大半，可明顯減少整個背光模組組裝工時及步驟，故有利於背光模組自動化方式生產。
平面光源面臨挑戰
雖然FFL背光模組在組裝成本上較CCFL具有優勢，但CCFL陣營降價速度亦較預期快，其作法如減少CCFL使用根數，或以3片下擴散片取代成本較高的稜鏡片使用，故不可忽視CCFL陣營在降低成本方面所作改善。
CCFL於1990年代初期即已量產，CCFL仍具成本低及信賴度高等優勢。FFL屬全新背光源，未來仍面臨以下挑戰，如供應鏈建立較為困難、新技術成熟度較低、學習曲線效率提升較慢等，故需不斷改善成本結構，並與TFT LCD產業緊密結合。
FFL不若CCFL為TFT廠、背光模組廠等非常熟悉的背光源，為保有FFL背光源競爭優勢，需與TFT LCD大廠緊密配合，整合光學設計等技術來共同開發合作，若非如此，FFL開發時程恐將延後。
現LCD TV背光源技術眾多，除CCFL外，尚包括LED、EEFL、HCFL等，因其它背光源不斷加快其開發時程，尤其是目前討論最多的LED背光源，整體產業鏈皆共同參與開發，因此LED光源導入速度相對較快。FFL為能突破其它光源競爭及客戶採用，故FFL光源要做，就要做到最好，以提高FFL導入LCD面板機會。（奇達光電技術長蔡君徽口述，林芬卉整理）
蔡君徽，交通大學光電工程研究所畢業，現任奇達光電技術長，曾任翰立光電總經理，及工研院計畫主持人，從事顯示器及LCD背光源領域超過10年經驗。
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