半戶(hù)外高亮液晶顯示屏直下式LED背光設計與發(fā)展

　　近年來(lái)，中大型尺寸的液晶顯示設備(LiquidCrystalDisplay，LCD)，例如電腦顯示屏、液晶電視等，在平板顯示市場(chǎng)日漸成為主流。由于液晶本身是不發(fā)光的，需要依靠外部光源照射，即背光源來(lái)實(shí)現其顯示功能，特別是中大尺寸的液晶顯示，為其提供所有光源的背光源是十分重要的。

　　液晶用背光源，常見(jiàn)的主要有冷陰極管(CCFL)與發(fā)光二極管(LED)兩種，最初LED主要用于中小尺寸的液晶顯示，例如手機、數碼相機和PDA等。在中大尺寸的液晶顯示領(lǐng)域，由于亮度和散熱要求較高，傳統上采用CCFL光源，隨著(zhù)背光技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是LED發(fā)光效率不斷提升，以及對大尺寸液晶背光技術(shù)難度大、運用成本高等缺點(diǎn)的不斷克服，LED背光不僅廣泛應用于小尺寸液晶，近幾年來(lái)已逐漸替代傳統的CCFL，在筆記本電腦、電腦顯示屏、液晶電視等中大型尺寸液晶顯示背光領(lǐng)域嶄露頭角，并有逐漸取代CCFL背光源的趨勢。隨著(zhù)環(huán)保意識以及用戶(hù)對畫(huà)質(zhì)要求的不斷提高，具有環(huán)保、色彩還原性好、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)的固體光源LED 被看好。

　　采用LED 背光的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)就是節能。針對節能降耗方面的國家標準，如能耗等級標示等政策的實(shí)施，中大尺寸的液晶電視產(chǎn)品已經(jīng)在這方面進(jìn)行了有益的嘗試。

　　作為新型平板顯示產(chǎn)品，采用LED背光的液晶顯示設備，其性能優(yōu)勢毋庸置疑。特別是具有高顯示色域、畫(huà)質(zhì)艷麗、節能環(huán)保、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，較之CCFL背光的LCD，更容易實(shí)現輕薄化的外觀(guān)。采用LED背光的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是高色彩飽和度，特別是采用三基色或多色LED混合白光的直下式背光LCD，擁有卓越的顯示畫(huà)質(zhì)和更為寬泛的顯色范圍。然而三基色LED背光功耗要遠高于白光LED，而且在成本上有4～5倍的價(jià)差，目前考慮成本的原因，多采用藍光芯片加紅綠色熒光粉封裝的新型背光用LED 來(lái)取代三基色LED，這種情況下液晶顯示的顏色飽和度可以在NTSC標準的72%～85%范圍，在低成本的同時(shí)擁有優(yōu)于CCFL背光LCD的顯色畫(huà)質(zhì)。

　　LED背光技術(shù)的發(fā)展

　　從結構上分類(lèi)，液晶背光主要采用側光式和直下式兩種結構。目前液晶顯示市場(chǎng)正向薄形化發(fā)展，多采用側光式結構，以達到超薄形設計的目的。2009年三星推出側光式LED背光的超薄液晶電視，自此LED側背光作為一種新技術(shù)開(kāi)始廣泛應用于大尺寸液晶顯示。側光式的背光結構將LED光源側面放置，可明顯節省空間，從而較容易實(shí)現輕薄化。但光源在邊側入光，要實(shí)現正面均勻出光，LED燈條和導光板設計的要求也有所提高。同時(shí)側背光結構不可以采用三基色LED光源來(lái)混合白光，以及局部動(dòng)態(tài)背光控制等技術(shù)，使得液晶顯示在色彩還原性能和對比度上表現有所遜色。

　　對于大尺寸液晶顯示，特別是要求高顯色畫(huà)質(zhì)和高亮度性能的大尺寸LCD，側光式背光源的均勻性和亮度都受到限制，同時(shí)導光板成本和加工難度也隨之增加。因此多采用直下式背光結構，其制作工藝較為簡(jiǎn)單且不需要導光板，技術(shù)關(guān)鍵在于色彩和亮度均勻性，是目前大尺寸背光源研發(fā)的主流。特別是采用高顯色指數的白色LED光源的背光，較之側光式背光在同等亮度下所用LED的數量要少，排布不太密集以有利散熱，也較易達到出光均勻的目的。