LED背光技術(shù)挑戰(zhàn)

設(shè)計人員必須在系統(tǒng)需求、電力來源和電路架構(gòu)之間取得平衡，方可選擇適當(dāng)?shù)腖ED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)。因此，設(shè)計人員必須依據(jù)最終成品，來權(quán)衡可用的預(yù)算。

另外，大小和高度也造成另一種技術(shù)限制。具備高轉(zhuǎn)換頻率的電荷幫浦及電感式DC/DC升壓解決方案，才可以使用體積更小的外部元件。特別是以電荷幫浦為基礎(chǔ)的LED驅(qū)動電路，因為電荷幫浦和并聯(lián)式LED電源僅需極小的外部電容器，所以會使用并聯(lián)式LED電源來縮減外部元件的大小。不論是要縮減電荷幫浦還是電感型解決方案的外部元件大小，最主要的考量還是LED驅(qū)動電路的轉(zhuǎn)換頻率。

*汽車：車載DVD按鍵、開關(guān)的背光指示

*通訊設(shè)備：手機(jī)、電話、傳真機(jī)按鍵背光

*室內(nèi)招牌

*手持設(shè)備：訊號指示

*手機(jī)：按鍵背光指示、手電筒

*中小尺寸LCM：背光源

*PDA：按鍵背光指示

LED背光的亮度高，長時間使用亮度也不會下降而且LED背光的機(jī)身更薄，外形也美觀。

LED背光，色彩比較柔和，配合硬屏面板的色彩能讓眼睛更加舒服一些。

還有個優(yōu)點就是所有LED背光都有的，省電環(huán)保輻射低。

中國電子商會消費電子產(chǎn)品調(diào)查辦公室最新的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示:消費者對于LED液晶電視產(chǎn)品的關(guān)注度已高達(dá)75%，位列排行榜第一。特別是LGD強(qiáng)勢推出的“240HZ徑直式LED背光”技術(shù)，更是為LED液晶電視產(chǎn)業(yè)注入了一劑“強(qiáng)心針”，令消費者趨之若鶩。那么，LED液晶電視到底具備什么樣的尖端品質(zhì)和魅力，能夠獲得如此強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭呢"_blank" href="/item/明星產(chǎn)品">明星產(chǎn)品“直下式”LED液晶電視，更能將LED液晶電視的優(yōu)勢淋漓發(fā)揮。 此外，LED光源還有一種叫“側(cè)邊式”的排列方式。由于“直下”對畫面的表現(xiàn)更加完美，因此更受業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)同。以55寸產(chǎn)品為例，直下式產(chǎn)品將3000多個LED燈均勻地分布在了面板的背后，使得背光可以均勻傳達(dá)到整個屏幕上。同時，它還把背光劃分若干單元格單獨控制，這樣能夠表現(xiàn)出非常完美的黑色。 而LED背光源的另一種排列方式———側(cè)邊式則是在面板的邊框處安裝了400多個LED，這樣便減少了近7倍的LED燈數(shù)量，因此容易使畫面亮度以“X”的形態(tài)減少。因此，專家普遍認(rèn)為直下式LED背光可以更準(zhǔn)確地呈現(xiàn)圖像。 通過對LED背光液晶電視的優(yōu)勢介紹，可以看出LED液晶電視成為消費者第一選購產(chǎn)品將是大勢所趨。最后專家提醒消費者，LED液晶電視最重要的元件還是面板，大家在選購時不要一味地追求薄，而忽略了對優(yōu)質(zhì)面板的選擇。

LED背光是指用LED(發(fā)光二極管)來作為液晶顯示屏的背光源，而LED背光顯示器只是液晶顯示器的背光源由傳統(tǒng)的CCFL冷光燈管(類似日光燈)過度到LED(發(fā)光二極管)。液晶的成像原理可以簡單的理解為，外界施加電壓使液晶分子偏轉(zhuǎn)便如閘門般地阻隔背光源發(fā)出光線的通透度，進(jìn)而將光線投射在不同顏色的彩色濾光片中形成圖像。

LED顯示屏是集微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理于一體，以其色彩鮮艷、動態(tài)范圍廣、亮度高、壽命長、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，成為最具優(yōu)勢的公眾顯示媒體，LED顯示屏已廣泛應(yīng)用于大型廣場、商業(yè)廣告、體育場館、信息傳播、新聞發(fā)布、證券交易等，可以滿足不同環(huán)境的需要。LED顯示屏是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，其大概的樣子就是由很多個通常是紅色的發(fā)光二極管組成，靠燈的亮滅來顯示字符。用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。

OLED顯示屏由于同時具備自發(fā)光，不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。

很多網(wǎng)友容易把OLED和廠商炒作比較多的LED背光聯(lián)系在一起，事實上OLED和LED背光是完全不同的顯示技術(shù)。OLED是通過電流驅(qū)動有機(jī)薄膜本身來發(fā)光的，發(fā)的光可為紅、綠、藍(lán)、白等色，同樣也可以達(dá)到全彩的效果。所以說OLED是一種不同于CRT,LED和液晶技術(shù)的全新發(fā)光原理。

總的來說LED顯示屏，LED背光，OLED是三種完全不同的成像技術(shù)。

LED背光結(jié)構(gòu)主要分為兩種，單組串聯(lián)式電源或多組串聯(lián)式/并聯(lián)式電源。 單組串聯(lián)式電源雖然使用較低恒流，但必須將輸入電源提升至符合串聯(lián)式電源的總順向電壓水平，才可以驅(qū)動LED。相反的，多組串聯(lián)式/并聯(lián)式LED電源雖然需要更高的恒流來驅(qū)動，卻降低了高電壓的需求。 升壓轉(zhuǎn)換器需求的差異取決于成本、復(fù)雜程度及能量轉(zhuǎn)換效率（對于使用者而言，相當(dāng)于充電循環(huán)之間的電池壽命）。最終也會依據(jù)裝置本身的產(chǎn)品特性、大小和效能需求來決定最佳解決方案。

背光的漢字解釋是“光直接照射不到”或者“躲避光線的直接照射”。

在電子工業(yè)中，背光是一種照明的形式，常被用于LCD顯示上。背光式和前光式不同之處在于背光是從側(cè)邊或是背后照射，而前光顧名思義則從前方照射。他們被用來增加在低光源環(huán)境中的照明度和電腦顯示器、液晶螢?zāi)簧系牧炼龋院虲RT顯示類似的方式產(chǎn)生出光。

其光源可能是白熾燈泡、電光面板(ELP)、發(fā)光二極管(LED)、冷陰極管(CCFL)等。電光面板提供整個表面均勻的光，而其他的背光模組則使用散光器從不均勻的光源中來提供均勻的光線。

背光可以是任何一種顏色，單色液晶通常有黃、綠、藍(lán)、白等背光。而彩色顯示采用白色白光，因其涵蓋最多色光。

LED背光被用在小巧、廉價的LCD面板上。他的光通常是有顏色的，雖然白色背光已經(jīng)愈來愈普遍了。電光面板經(jīng)常被使用在大型顯示上，這時均勻的背光是很重要的。電光面板需要經(jīng)由高壓的交流電來驅(qū)動，這部份由反用換流器回路來提供。冷陰極管被用在像是電腦顯示器上，顏色上通常是白色的，這同樣也需要反用換流器和散光器。白熾背光則在需要高亮度時被使用，但是其缺點則是白熾燈泡的壽命相當(dāng)有限，而且會產(chǎn)生相當(dāng)多的熱量。

今日二十一世紀(jì)，背光源發(fā)展很快，不斷有新技術(shù)、新產(chǎn)品推出，LED背光逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化，有了一定的規(guī)模，相比CCFL，LED有著明顯的節(jié)能優(yōu)勢，LED背光依然存在需要改進(jìn)之處，國內(nèi)的上游配套工廠上跟不上國際形勢，技術(shù)交流與互動改進(jìn)及試樣產(chǎn)品的應(yīng)用推廣等是LED進(jìn)入大尺寸液晶背光領(lǐng)域的最大障礙，作為液晶產(chǎn)品中重要配件之一的背光源，發(fā)展很快，不斷有新技術(shù)、新產(chǎn)品推出。其中LED(發(fā)光二極管)背光市場份額在逐漸增加。在筆記本、顯示器及電視機(jī)等產(chǎn)品中，原來一直在使用CCFL(冷陰極熒光燈)背光源，從2008年開始，筆記本和顯示器產(chǎn)品中LED背光的使用不斷擴(kuò)大。有關(guān)統(tǒng)計數(shù)字顯示，2009年第一季度，LED背光的出貨量是2008年同期的8倍。同時在CCFL一統(tǒng)天下的液晶電視領(lǐng)域，隨著2008年推出第一款LED背光電視，國內(nèi)市場上LED背光電視產(chǎn)品也如雨后春筍般出現(xiàn)在市場中。

自2008年以來，LED背光逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化，市場份額不斷擴(kuò)大。從開始應(yīng)用于筆記本電腦，2012年應(yīng)用于顯示器、液晶電視，LED背光產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),市場占有率不斷增加。

LED技術(shù)的成熟和普及會成為液晶行業(yè)成長的新驅(qū)動力。“從消費者層面來看將會創(chuàng)造液晶顯示新的賣點和應(yīng)用，從而拉動消費需求；從生產(chǎn)者層面來看則會促進(jìn)配合LED進(jìn)行的技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而繼續(xù)吸引人才和資金投入?！倍鹿饫谡J(rèn)為。

LED和冷陰極燈管相比，優(yōu)勢是多方面的。首先是節(jié)能，冷陰極燈管的光電效率在60lm/W左右，而當(dāng)前商業(yè)化的LED效率已經(jīng)達(dá)到這一數(shù)值的兩倍，在實驗室中的樣品更可以再翻番。其次，LED將會帶來背光源機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計上的巨大變化。因為LED體積小且出光方向性好，可以大幅度減小傳統(tǒng)背光源中導(dǎo)光板的厚度，甚至可以不用導(dǎo)光板。

另外，冷陰極燈管中的汞是成本高且對環(huán)境危害很大的一種物質(zhì)。從環(huán)保的角度看，LED逐漸替代冷陰極燈管也將是一個必然的結(jié)果。

LED的應(yīng)用可能會給背光帶來顛覆性的變化?！?M早在5年前就開始著手利用公司核心技術(shù)平臺，開發(fā)可以充分發(fā)揮LED特點的光學(xué)和機(jī)械系統(tǒng)。LED給液晶顯示帶來的變化才剛剛開始，隨后的發(fā)展我們將拭目以待。”堵光磊表示。

LED背光源尚有不足

雖然LED背光優(yōu)勢明顯，但依然存在需要改進(jìn)之處。LED的制造和封裝技術(shù)，特別是大尺寸背光源相對CCFL還不夠成熟,表現(xiàn)在LED制造廠商對用于背光源的LED的技術(shù)要求還不十分明確，特別是國內(nèi)廠商。從封裝方面看，LED封裝更適用于照明，而不太適應(yīng)背光源對混光距離的要求。

CCFL背光一直處于背光源的主導(dǎo)位置。王剛表示，從中等尺寸的顯示產(chǎn)品如筆記本、顯示器，到大尺寸產(chǎn)品如液晶電視，CCFL背光源一直是背光源產(chǎn)品中份額最大的。在大尺寸背光方面，CCFL背光因為其較低的成本和成熟的技術(shù)，占據(jù)了大部分的市場。同時，各大廠商也在CCFL背光中加入了新技術(shù)，給其增添了活力，如掃描背光、動態(tài)背光等。新技術(shù)的加入，改善了液晶顯示的質(zhì)量，降低了功耗。

雖然LED背光發(fā)展前景看好，但LED光源技術(shù)現(xiàn)階段還稱不上完美。包括成本、光效率、亮度均勻性控制等難題尚需技術(shù)層面的改進(jìn)。王剛認(rèn)為，LED為點光源性質(zhì)，不同于線光源的CCFL。應(yīng)用于背光的LED，需要在光均性的處理上特別講究。為講求光均性，每顆LED的發(fā)光亮度特性，在挑選上也要求一致性。此外，若有某顆LED的壽命先行告終，就會影響光均性，所以必須確保所有的LED都具備長壽功能。如此嚴(yán)格的挑選，便使得LED背光的成本攀升。

但是，LED技術(shù)良好的發(fā)展?jié)摿κ沟脴I(yè)界不遺余力的設(shè)法克服上述問題。隨著LED光源技術(shù)的不斷提升，已經(jīng)有越來越多的液晶顯示產(chǎn)品采用LED技術(shù)。

2009年現(xiàn)狀：

國內(nèi)液晶上游配套的工廠不是非常多，假如建立新的液晶生產(chǎn)線，就必須建設(shè)新的上游配套工廠，以保證貨源，降低成本。對國內(nèi)的上游配套工廠來說，基本上還是以生產(chǎn)加工為主，并不能緊跟國際形勢，開發(fā)新技術(shù)。像比較流行的超薄背光技術(shù)、動態(tài)背光技術(shù)，國內(nèi)背光源廠幾乎沒有新產(chǎn)品推出，而使用這些新技術(shù)的新產(chǎn)品，在國內(nèi)、國際各大展會上已經(jīng)多次被國際大公司(三星、LG等)展示過。

國內(nèi)液晶面板制造企業(yè)應(yīng)著力進(jìn)行提升液晶透光率的研究，從源頭上降低能源消耗。LED研發(fā)機(jī)構(gòu)和制造企業(yè)應(yīng)努力提升LED的發(fā)光效率，縮小與世界先進(jìn)水平的差距，盡快趕上世界水平。否則，LED背光源看來是很大的“蛋糕”，而國內(nèi)LED制造商卻可望而不可即。ED參數(shù)的分檔，紅、綠、藍(lán)合成白光的封裝要求，要與背光源設(shè)計制造企業(yè)配合，否則即使光效上去了，也拿不到這塊碩大的蛋糕。

國內(nèi)假如不盡快在電視機(jī)企業(yè)、背光板企業(yè)、LED光源企業(yè)之間形成技術(shù)和應(yīng)用上的互動進(jìn)而盡快形成自身的產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系，則在這項技術(shù)及市場上又將遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本和韓國，甚至?xí)僖淮蚊媾R繳納巨額專利費的困境。“液晶電視的LED背光源技術(shù)，對應(yīng)用企業(yè)而言需要盡快解決對LED的發(fā)展與特點熟悉還不夠完全的問題，當(dāng)前在一定程度上需要不計成本地推進(jìn)應(yīng)用進(jìn)程，而且還需要向上游整合，加大對基礎(chǔ)材料如芯片、封裝件的重點定向投入。而從國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，這項工作需要政府、行業(yè)協(xié)會及優(yōu)勢整機(jī)企業(yè)的共同推進(jìn)和引導(dǎo)。

作為LED企業(yè)，進(jìn)入大尺寸液晶背光領(lǐng)域的最大障礙，主要在技術(shù)交流與互動改進(jìn)及試樣產(chǎn)品的應(yīng)用推廣等方面，都不太輕易得到整機(jī)廠家及背光應(yīng)用企業(yè)的積極參與與配合。

針對國內(nèi)背光源的發(fā)展，王剛建議，應(yīng)該以技術(shù)開發(fā)為主，緊跟國際形勢，猜測技術(shù)發(fā)展趨勢，對新產(chǎn)品、新技術(shù)提前做好技術(shù)開發(fā)和儲備工作。在一定程度上，引領(lǐng)技術(shù)的發(fā)展。不要作技術(shù)的跟隨者，不要作產(chǎn)品的加工商，而要做產(chǎn)品的設(shè)計商、開發(fā)商。同時做好市場定位，中國國內(nèi)市場巨大，首先應(yīng)當(dāng)保住國內(nèi)市場的份額，也就是要針對國內(nèi)市場，開發(fā)適合國內(nèi)市場的新產(chǎn)品、新技術(shù)。在保證國內(nèi)市場占有率的同時，向國際市場拓展，爭取擁有一定份額的國際市場占有率。

通常來說，按照LED背光源的光源類型劃分，主要有三種類型，即E、CCF和LED。同時也可以根據(jù)光源的分布位置進(jìn)行劃分，則有側(cè)光式和底背光式。下面是LED背光源的分類介紹。

LED背光源的分類一：邊光式。

即將線形或點狀光源設(shè)置在經(jīng)過特殊設(shè)計的導(dǎo)光板的側(cè)邊做成的背光源。根據(jù)實際使用的需要，又可做成雙邊式，甚至三邊式。

1、LED燈背光。

LED燈又稱發(fā)光二極管，單個LED燈的功耗是最小的。從藍(lán)到紅，LED燈有很多種顏色。在各種顏色里，可大致分為高亮和低亮的兩種。由于白色是混合色，無可標(biāo)識的波長值，因此，以其在色度圖上的坐標(biāo)值來表示。我們自定義為“冷白色”和“暖白色”兩種。在各種顏色里，都存在顏色偏差的問題，尤其是白色，LED的供應(yīng)商也無法對其進(jìn)行有效的控制。

2、CCFL背光。

此種背光的最大優(yōu)點是亮度高，所以面積較大的黑白負(fù)相、藍(lán)模負(fù)相和彩色液晶顯示器件基本上都采用它。理論上，它可以根據(jù)三基色的配色原理做出各種顏色。其缺點是功耗較大，還需逆變電路驅(qū)動，而且工作溫度較窄，為0~60度之間，而LED等其它的背光源都可達(dá)到-20~70之間。

LED背光源的分類二：底背光式。

是一個有一定結(jié)構(gòu)的平板式的面光源，可以是一個連續(xù)均勻的面光源，如EL或平板熒光燈;也可以是一個由較多的點光源構(gòu)成，如點陣LED或白熾燈背光源等。常用的是LED點陣和EL背光。

1、EL背光。即電致發(fā)光，是靠熒光粉在交變電場激發(fā)下的本征發(fā)光而發(fā)光的冷光源。其最大的優(yōu)點是薄，可以做到0.2~0.6mm的厚度。缺點是亮度低，壽命短(一般為3000~5000小時)，需逆變驅(qū)動，還會受電路的干擾而出現(xiàn)閃爍、噪聲等不良。

2、LED底背光。優(yōu)點是亮度好，均勻性好。缺點是厚度較大(大于4.0mm)，使用的LED數(shù)量較多，發(fā)熱現(xiàn)象明顯。一般采用低亮的顏色進(jìn)行設(shè)計，而高亮的顏色由于成本高基本上不考慮。WA類產(chǎn)品為偉志底背光源。

在色彩表現(xiàn)力方面，LED背光也遠(yuǎn)勝于CCFL。原有的CCFL背光由于色純度問題，在色階方面表現(xiàn)不佳。這就導(dǎo)致了LCD在灰度和色彩過渡不如CRT。LED則彌補(bǔ)了CCFL背光在紅色光譜中的不足，使液晶產(chǎn)品的色彩飽和度提高到接近100%的水平。

夏普和索尼都推出了使用LED背光技術(shù)的產(chǎn)品。達(dá)到與等離子電視媲美的高對比度，在大幅度提升色彩還原度的同時，帶來更輕薄的機(jī)身。只是LED的生產(chǎn)較高，而且白光LED器件被幾大廠商壟斷，產(chǎn)量也無法上去，因此價格偏高。