总述LED技术及应用

白光LED照明灯泡

(1)TFT-LCD背光照明

目前，CCFL是大尺寸LCD产品中应用最广泛的背光技术。虽然从技术上来说CCFL已经相当成熟，无论是性能还是稳定性都久经考验。但在NB产品、大尺寸LCD-TV产品日益强调轻薄短小、更高的色彩表现和更强的环保特性趋势下，逐渐显示出强大的应用前景。LED背光技术的优势主要表现在∶

A、使用寿命长

在发光寿命方面，LED背光技术将CCFL远远抛在後面。普通的CCFL背光源一般的使用寿命在3万小时左右，一些顶级的CCFL背光的发光寿命也不过在6万小时左右。这样的寿命对於频繁使用的用户来说意味著使用2-3年後LCD的亮度就将会明显下降，许多LCD产品在使用几年後萤幕就会发黄、亮度明显变暗，而不得不更换LCD的CCFL背光模组。而LED

背光则完全没有这样的问题，现阶段白色LED背光的寿命已经高达10万小时。每天连续使用10个小时，可以连续用上27年，即使24小时不间断使用，这样的寿命也足够使用5年！而且还有再次提升的潜力。

B、丰富的色彩表现力

在色彩表现力方面，LED背光也远胜於CCFL。原有的CCFL背光由於色纯度等问题，在色阶方面表现不佳。这就导致了LCD在灰度和色彩过渡方面不如CRT。更重要的是，冷阴极荧光灯色域较为狭窄，会严重影响在LCD显示器上显示的色谱，导致几乎所有的LCD显示器都无法达到平面印刷的Adobe RGB色域标准。据测试，采用CCFL背光只能实现NTSC色彩区域的78%，近期少数面板厂商采用CCFL技术最高能够达到92%NTSC，後续提升空间不大，而LED背光却能轻松地获得超过100%的NTSC色域表现。在色彩表现力和色阶过渡方面，LED背光也有显著的优势，其色彩表现力强於CCFL背光源，色彩还原好，可对显示色彩数量不足的液晶技术起到很好的弥补作用。

LED与CCFL背光之效能比较

C、体积缩小

LED作为LCD背光会带来哪些好处呢？首先，采用LED背光的LCD的体积将进一步缩小。LED背光源是由众多栅格状的半导体组成，每个"格子"中都拥有一个LED半导体，这样LED背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮度均匀性，还不需要复杂的光路设计，这样一来LCD的厚度就能做得更薄，同时还拥有更高的可靠性和稳定性。更薄的液晶显示面板意味著笔记本电脑拥有更佳的移动性。例如，2005年10月SONY就推出了11.1英寸，使用白光LED的VAIO笔记型计算机TX系列，采用了厚度仅有4.5mm的LED背光液晶显示屏，使NB重量下降到1.26公斤，且萤幕厚度也降到仅4.5mm，整体NB厚度更下降16%到21mm，亮度也增加30%，且由於使用白光LED也使电池续航力大幅提升。

对于背光模块厂来说，LED背光模块在结构上，主要的差异点在於LGP的改变。使用CCFL时，由於受限於CCFL管径1.8mm，LGP入光侧必须维持2.0mm左右，而成为一个楔形的板(斜式导光板，即导光板两边厚度不一)，这使得NB面板没有办法做得很薄。使用LED作背光源时，原来LGP之厚度限制已不存在，可以让整个LGP厚度均匀且变薄，再加上玻璃的厚度约可从0.5mm降为0.3mm，因此可以满足NB对於轻薄短小的追求。

开发NB用LED背光源，面临的最大瓶颈，仍在於如何让导光板的厚度变薄。一般导光板厚度多在2mm以上，而Sony以0.6mm厚度的导光板使用为主，因此背光厂商正积极开发更薄的导光板。

D、亮度和白平衡控制

实现LED功率控制很容易，不像CCFL的最低亮度存在一个门槛。因此，LED的亮度调整范围大，无论在明亮的户外还是全黑的室内，用户都很容易把显示设备的亮度调整到最悦目的状态；LED背光可以调整白平衡，同时保证整体对比度。当用户的视频源在计算机和DVD机间切换时，可以轻松在9600K和6500K间调整白平衡，而且不会牺牲亮度和对比度。

E、均匀性

冷阴极荧光灯属於管状光源，要将所发出的光均匀散布到面板的每一个区域就需要相当复杂的辅助组件，萤幕的厚度也难以控制。而且随著面板的增大，必须使用多条光源，这就要求来自这些CCFL的光还必须匹配。同时，CCFL背光源的能量利用效率低下。在光能从背光到萤幕的传输过程中，光能量损耗情况非常严重，最终大约有6%的光能可被真正利用。为了实现更高的亮度和对比度，厂商必须提高光源的输出功率或增加灯管数目，而这样带来的後果就是整机功耗上扬。这对於桌面型LCD显示器或液晶电视不会有多大的影响，但对笔记本LCD萤幕影响很大。LED可以为大尺寸萤幕提供连续面阵光源。LED是一种平面状光源，最基本的发光单元是3-5mm边长的正方形封装後，所需的辅助光学组件可以做得非常简单，极容易组合在一起成为既定面积的面光源，具有很好的亮度均匀性。

另外，LED使用的是5-24V的低压电源，十分安全，供电模块的设计也颇为简单；LED光源没有任何射线产生，也没有水银之类的有毒物质，可谓是绿色环保光源；平面状结构让LED拥有稳固的内部结构，抗震性能很出色。

LED背光技术就象许多新型技术一样拥有许多诱人的优点，但LED要想占据大尺寸LCD背光源的主流，目前还需要解决一些技术难点，如功耗、成本、一致性等。