一、液晶显示器常见背光源

所谓背光源(Back light)是位于液晶显示屏背后的一种光源，它的发光效果将直接影响到液晶面板的视觉效果。液晶屏本身并不发光，它需要借助背光源来实现屏的发光，LCD 液晶屏实际上是电子控制的光阀，液晶屏显示的图像(图形或字符)是它对光线调制的结果。

液晶屏要显示色彩丰富的优质图像，要求背光源的光谱范围要宽，接近日光色以便最大限度地展现自然界的各种色彩。目前，对于笔记本电脑，一般采用光谱范围较好的冷阴极荧光灯 (CCFL)作为背光光源。除此之外，一些新型的背光源发展十分迅速，如白光 LED 背光源、EL 背光源，这两种背光源除垄断了小屏幕液晶屏之外，已开始向大屏幕液晶屏背光源延伸。

1. CCFL 背光源

( 1) 什么是 CCFL

CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamps)即冷阴极荧光灯，是一种气体放电发光器件，其构造类似常用的日光灯，如图 1 所示。通过连接插头与高压板相连。

由于 CCFL 具有灯管细小、结构简单、表面温升小、表面亮度高、易加工成各种形状(直管形、L 形、U 形、环形等)，使用寿命长、显色性好、发光均匀等优点，所以，CCFL 是当前液晶屏最为理想的背光源，同时广泛应用于广告灯箱、扫描仪等仪器设备上。

CCFL 为什么是“冷”阴极呢?通常发射电子的材料，即阴极，分冷与热两种。热阴极，是指用电流方式把阴极加热至 800℃以上，让阴极内的电子因获得热能后转换为动能而向外发射；冷阴极，是指无须把阴极加热，而是利用电场的作用来控制界面的势能变化，使阴极内的电子把势能转换为动能而向外发射。两种阴极的最大区别是：热阴极用低电压就可以产生电子发射，而冷阴极往往需要很高的电压才能产生电子发射；热阴极的寿命比较短，冷阴极的寿命比较长。故在液晶屏的背光源中，常常使用冷阴极。

( 2) CCFL 的结构

CCFL 是一个密闭的气体放电管，其结构如图 2 所示。在灯管的两端是阴冷极，采用镍、钽和锆等金属做成，无须加热即可发射电子。灯管内主要是惰性气体氩气，另外，有充入少量的氖气和氪气作为放电的触媒，再有就是少量的汞气。在两端加一定高压(这个电压为启动电压，一般为 1500～1800 V)时，灯管中的汞原子在高压的作用下会释放出紫外光，波长大约是 253.7nm。与此同时，有一部分电能转化为热能白白消耗掉了，大约只有 60％电能会转化成紫外光。灯管的内壁涂有一层薄薄的白色荧光粉(假定这个灯管是白色的)，这层荧光粉在吸收到灯管内的紫外光后，会发出可见光，这时就看到灯管亮起来了。这个点亮的过程很短，一般为 1～2 s。灯管被点亮后，由于内部气体性质发生了变化，此时只需要比启动电压低很多的一个小电压(这个电压为维持电压，一般为 500～800 V)就可以维持灯管继续点亮，而且亮度不会发生变化。冷阴极荧光灯是一个非线性负载，灯管的供电必须是交流正弦波，频率为 40～80 kHz。

冷阴极荧光灯在开始启动时，当电压还没有达到启动电压时，灯管呈正电阻(数兆欧)，一旦达到启动值，灯管内部发生电离放电，产生电流，此时电流增加，灯管两端电压下降，呈负阻特性。所以，冷阴极荧光灯触发点亮后，在电路中必须有限流装置，把灯管工作电流限制在一个额定值上，否则，电流过大会烧毁灯管，电流过小点亮又难以维持。

（3）CCFL的电气特性

①CCFL 需要在高压、交流电源的驱动下工作，因此，在液晶显示器中，需要将开关电源电路产生的低压直流(12 V)变换为高压交流电源，这项工作由高压板完成。为了降低 CCFL 的功耗，提高高压板电路的转换效率，应尽可能地使 CCFL 的电气特性与高压板电路的电气参数相匹配。