笔记本电脑的LED背光设计趋势

运用于笔记本电脑的LED背光模块设计。刘家任摄

前言：新一代的笔记本电脑，为求效能，所采用的处理器运算时脉多达数GHz等级，加上开发置入更多传感器，如环境光传感器、震动传感器...等元件装置，整体系统的电源管理控制越来越复杂与困难，而市场趋向朝超省电的长效运算目标进行产品开发，原藉由导入LED背光设计所达成的省电目标要求也越来越高，以因应更复杂、大量运算需求...

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观察LED元件特性，其实会发现，LED(Light-emitting diode)相较于使用更久的CCFL(Cold cathode fluorescent lamps)冷阴极管背光设计而言，具有更高的色彩饱和度表现，另在无汞制程与元件本身的环保与节能等优势，也造成一波导入电子装置的设计风潮，近来LED背光源已成为笔记本电脑的成熟设计，从入门到中、高端产品，都能看到取代CCFL的LED背光源设计产品。

LED背光设计，能够使笔记本电脑的面板厚度变得更薄，因为LED的晶粒封装成品高度远比CCFL灯管总成高度更小，利用面状或侧光方式配置，或多或少都能以小于CCFL设计方案的产品创造更薄化的产品设计。目前LED背光源，为达高效率使用光源的需求，其导光板表面结构有Dot和V-Cut两种区别，配置大多有平板与楔型两大设计方式。

极致薄化面板设计所需付出的代价相对较高

若要办到极致薄化的设计目标，虽然V-Cut结构的楔型设计概念，可以在近似发光效率的条件下，减少使用LED元件的数量，在LED成本与散热辅助设计的成本均能显着降低，但楔型设计毕竟在高度有一定的空间需求，长期若朝薄化产品目标方向努力，可能V-Cut结构的楔型设计将会碰到较难克服的物理限制。在薄化设计需求的开发目标下，采用Dot结构的平板化设计，会是比较具有发展潜力的解决方案，也较有可能成为未来产品的设计主流。

即便是LED目前观察其元件特性，具备多项导入产品设计的技术亮点，但实际上在元件与制造成本，也成为终端产品销售的极大限制，例如，多数厂商开发高端轻薄型笔记本电脑的同时，也积极推出采廉价设计方案的侧光型或改良型LED背光面板设计，但在产品体积的压缩成效，就不如平面式的Dot结构设计来得轻薄。因为目前楔形设计的导光板结构，厚度少说也有0.5~2.5mm水准，若是碍于产制成本沿用CCFL发光元件总成的结构，尽是略微修正LED电路与导光板结构，其面板厚度多半落在2~2.5mm水准。

LED元件构造也会影响产品最终表现

此外，在LED发光元件的本身，也有不同的元件采用成本与效益考量，例如，高端笔记本电脑强调轻薄设计，务必采行可用表面黏着侧光型LED(side-view LED)，目前这种元件高度仅3~3.5mm的LED元件，主力的供应厂商多集中于日系业者，元件即便具备产品薄化设计优势，但成本也会因此居高不下。相对入门产品多半延续采行基本款传统LED结构设计，目前这类元件高度最低可做到4~4.5mm，加上采非表面黏着设计造成元件在插件焊接后还会有些微高度差异，产品的薄化设计有一定限制存在，但却拥有极佳的元件成本价格优势。

中、大型笔记本电脑面板 多数仍延续CCFL背光设计

在中、大型面板的笔记本电脑市场，由于毛利本来就不高，成本考量驱使下，大多仍未采行生产良率高达九成以上的CCFL背光设计方案，即便成品会略显厚重，但成本远低于大面板所需要的LED配置与特殊导光板的开发成本。 若是相较目前中、高端CCFL背光源设计的笔记本电脑面板厚度，已经可以达到1~2mm水准，直接转采LDE的楔形导光板光源配置，除了达到行销的LED元件亮点外，在薄化与成本的条件下，并未具备全面导入LED设计的急迫需求，这也是为什麽目前中、低端笔记本电脑仍有多数未积极改采LED背光的主因。

观察平板与楔形设计的差异，主要在于表面结构采Dot与V-Cut之不同，若以相同厚度进行测试比较，Dot结构的导光板亮度效能，受限于光线的物理特性，其亮度效能明显逊于V-Cut结构设计，目前产制导光板的工法，为求快速精密生产，大多采塑胶快速射出成形的导光设计，而Dot与V-Cut在结构设计上的不同，造成Dot表面平整、良率表现佳，反而是V-Cut因为结构略显复杂，生产良率就明显偏低一些，也让V-Cut导光结构在元件与组装的复杂度因此提高，相关业者产生望而却步的现象。

其他辅助设计方案

整体观察，LED背光设计在笔记本电脑的设计方案中，「成本」依旧是考量导入与否的关键，除非是高单价的轻薄机种，否则导入LED的设计方案并非等于产品薄化设计的保证，有些低成本的设计方式还会产生终端设计显得较厚的状况。在成本与效益的考量方面，大量导入LED背光的产品尺寸，目前以13寸中、小型屏幕为多，因为不管是Dot或是V-Cut配置，中、小型屏幕尺寸的LED元件用量就已经是大幅压低，而导光板的面积也能有效减少，其成本还在业者可吸收的范围内。

但若在15~20寸的大屏幕机种来观察，导入LED背光的成本即明显增加，若还同时要求薄化设计，更会因此大幅垫高产品的料件成本，良率问题也必须纳入考量。LED背光的设计关键除了元件与导光板外，其实以前CCFL常用的光学膜、增亮膜、扩散片等设计，也可延用于LED背光设计中，例如，特殊光学膜在LED或是CCFL两者不同背光元件间的表现差异不大，用以搭配扩散片或光学膜并没有设计上的限制条件，但多数低价产品较不会选择这类方案，因为虽可增加15~20%发光效率或是改善边角的光源均匀度，但也是碍于成本较高昂，采行的业者并不多。