なぜ液晶のバックライト光源はCCFLからLEDへ移行した？

最終更新日 2023年09月07日

AV Watch

液晶ディスプレイのバックライトの光源には CCFL(冷陰極管)が使われてきましたが、LED への移行が進んでいます。照明を LED に変えると消費電力を抑えられ省エネになると聞きますので、LED へ移行する理由の一つは消費電力の削減と考えられますが、他にも理由はあるのでしょうか。

【西川善司の大画面☆マニア】液晶テレビのバックライトが「LED」になった理由 - AV Watch には、以下のとおり書かれています。(この記事の公開年月日は2010年4月8日)

　液晶パネルのバックライトとして長らくメインストリーム的立場だったのはCCFLの方だ。しかし、CCFLは水銀を使うために「環境に優しくない」と指摘されるようになったこと、発光効率の良い白色LEDの高性能化が進んだことで、数年前からノートPC用の液晶パネルのバックライトでの採用が加速した。

(略)

　白色LEDは、水銀フリー、発光効率が良いために省電力性能に優れており、経年に対する輝度低下がCCFLよりも白色LEDの方が優れていたことから、「LEDはエコで長寿命」というイメージも確立された。

LED は低消費電力化の他に水銀フリーでもあり環境に優しいので、液晶ディスプレイのバックライトに採用されるようになったようです。

経年劣化による輝度の低下は気にならない人もいるでしょうが、気になる人にとっては大きな問題です。長寿命を求めるユーザーの需要に応えるために、CCFL から LED へ移行が進んだと考えられます。

同記事によると、白色 LED ではなく RGB-LED だと色域、すなわち再現できる色の範囲を広くできるそうですので、バックライトに RGB-LED 採用であれば、広色域化も CCFL から LED へ移行した理由の一つと考えられます。

白色 LED よりも RGB-LED の方が良さそうですが、RGB-LED だとコストが高くなり価格も高くなる、消費電力が高くなる、色域を広くできても活かせるコンテンツがほとんどなくオーバースペックであるので、各メーカーは白色 LED の方を主に採用しているようです。

同記事に書かれているメーカーの回答を見ると、将来は RGB-LED が主流になる可能性があると考えられます。

　ただ、今回、取材したシャープによれば「RGB-LEDがダメと言っているわけではない」とのことで、「現状、LEDの良さを多くのお客さんに知ってもらうのには白色LEDのほうが都合がよい」ために、現状は白色LEDバックライトを強力に推進しているのだという。筆者が、他メーカーを取材したときにも、ほぼ同じ回答が得られている。

同記事には、以下のとおり書かれています。

　この点については、「CCFLバックライトであっても、カラーフィルターを工夫しCCFLも高性能なものを使えば、広色域の表現は出来る」(高倉氏)とのことであった。「ただし、色の純度という点においては白色LEDの方が優れている。これはCCFLとLEDのそれぞれの発光原理の違いから来る特性だ」(横田氏)という。

(略)

　この他、「白色LEDは、調光の安定範囲が広く、応答速度がCCFLよりも圧倒的に高速というメリットがある」(高倉氏)という。

白色 LED でも色の純度に優れているので、白色 LED により色域を広くできるようです。また、白色 LED は安定して調光できる範囲が広く応答速度にも優れているようですが、RGB-LED にも当てはまると考えられます。

特に画質重視の液晶ディスプレイでは、色域、調光範囲、応答速度が重要になってきますが、これらの性能を高めることができることも LED へ移行する理由であると考えられます。

同記事にには、以下のとおり書かれています。

　電源オンした直後の蛍光灯が若干暗いと感じた経験はあると思うが、これは冷感スタート直後は内部の水銀が蒸発しきっておらず、なおかつ希ガスも十分に活性化していないため。原理を同じくするCCFLはこの特性を受け継いでいて電源オン直後は、色度も安定しない。LEDは電源オン時直後からほぼ最大輝度で発光し、色度もより早く安定する。これもLED(白色LED)の優位性と言うことが出来るだろう。

液晶ディスプレイ起動後に早く明るさや色が安定して表示されることも特に画質重視の液晶ディスプレイにとって重要であり、このようなユーザーの要望に応えるために CCFL から LED へ移行が進んだ理由の一つと考えられます。

日経 xTECH（クロステック）

LEDバックライト | 日経 xTECH（クロステック） には、以下のとおり書かれています。(この記事の公開年月日は2010年8月4日)

　LEDバックライトは，液晶パネルの光源にLEDを用いたもの。光源が冷陰極蛍光管（CCFL）である場合に比べて，薄型化や表示性能の向上，低消費電力化を図れる。

(略)

LEDはCCFLのように水銀（Hg）を含まないため，環境対応をアピールすることも可能だ。

(略)

　直下型は白色または赤色（R），緑色（G），青色（B）の3色のLEDを液晶パネルの背後に多数配置する。液晶パネルに表示する映像に合わせ，LEDの輝度を領域ごとに制御すると，コントラスト比を高められる。RGB3色のLEDを使用すれば，色再現範囲の拡大が可能だ。

LED が白色 LED か RGB-LED か、バックライトが直下型かエッジライト型(導光型)か、これらの違いによって有利性が異なるようですが、LED の方が薄型化、表示性能(コントラスト比や色再現範囲)の向上、低消費電力化で有利のようです。

特にノートパソコンやタブレット PC 等、モバイル機器では液晶ディスプレイの薄型化が求められます。画質の高さや消費電力の低さも求められます。昔と比べて環境に配慮した商品を提供する社会的責任が求められます。

これらを実現するために、液晶ディスプレイのバックライト光源は CCFL から LED へ移行したと考えられます。

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