半户外高亮液晶显示屏直下式LED背光设计与发展

　　近年来，中大型尺寸的液晶显示设备(LiquidCrystalDisplay，LCD)，例如电脑显示屏、液晶电视等，在平板显示市场日渐成为主流。由于液晶本身是不发光的，需要依靠外部光源照射，即背光源来实现其显示功能，特别是中大尺寸的液晶显示，为其提供所有光源的背光源是十分重要的。

　　液晶用背光源，常见的主要有冷阴极管(CCFL)与发光二极管(LED)两种，最初LED主要用于中小尺寸的液晶显示，例如手机、数码相机和PDA等。在中大尺寸的液晶显示领域，由于亮度和散热要求较高，传统上采用CCFL光源，随着背光技术的不断发展，特别是LED发光效率不断提升，以及对大尺寸液晶背光技术难度大、运用成本高等缺点的不断克服，LED背光不仅广泛应用于小尺寸液晶，近几年来已逐渐替代传统的CCFL，在笔记本电脑、电脑显示屏、液晶电视等中大型尺寸液晶显示背光领域崭露头角，并有逐渐取代CCFL背光源的趋势。随着环保意识以及用户对画质要求的不断提高，具有环保、色彩还原性好、寿命长等优点的固体光源LED 被看好。

　　采用LED 背光的一个显著特点就是节能。针对节能降耗方面的国家标准，如能耗等级标示等政策的实施，中大尺寸的液晶电视产品已经在这方面进行了有益的尝试。

　　作为新型平板显示产品，采用LED背光的液晶显示设备，其性能优势毋庸置疑。特别是具有高显示色域、画质艳丽、节能环保、寿命长等优点，较之CCFL背光的LCD，更容易实现轻薄化的外观。采用LED背光的另一个优点是高色彩饱和度，特别是采用三基色或多色LED混合白光的直下式背光LCD，拥有卓越的显示画质和更为宽泛的显色范围。然而三基色LED背光功耗要远高于白光LED，而且在成本上有4～5倍的价差，目前考虑成本的原因，多采用蓝光芯片加红绿色荧光粉封装的新型背光用LED 来取代三基色LED，这种情况下液晶显示的颜色饱和度可以在NTSC标准的72%～85%范围，在低成本的同时拥有优于CCFL背光LCD的显色画质。

　　LED背光技术的发展

　　从结构上分类，液晶背光主要采用侧光式和直下式两种结构。目前液晶显示市场正向薄形化发展，多采用侧光式结构，以达到超薄形设计的目的。2009年三星推出侧光式LED背光的超薄液晶电视，自此LED侧背光作为一种新技术开始广泛应用于大尺寸液晶显示。侧光式的背光结构将LED光源侧面放置，可明显节省空间，从而较容易实现轻薄化。但光源在边侧入光，要实现正面均匀出光，LED灯条和导光板设计的要求也有所提高。同时侧背光结构不可以采用三基色LED光源来混合白光，以及局部动态背光控制等技术，使得液晶显示在色彩还原性能和对比度上表现有所逊色。

　　对于大尺寸液晶显示，特别是要求高显色画质和高亮度性能的大尺寸LCD，侧光式背光源的均匀性和亮度都受到限制，同时导光板成本和加工难度也随之增加。因此多采用直下式背光结构，其制作工艺较为简单且不需要导光板，技术关键在于色彩和亮度均匀性，是目前大尺寸背光源研发的主流。特别是采用高显色指数的白色LED光源的背光，较之侧光式背光在同等亮度下所用LED的数量要少，排布不太密集以有利散热，也较易达到出光均匀的目的。