浅谈目前全球LED背光源的应用
2007-08-3113:39:28[编辑: ivan]

最初,LED作为背光源一般仅应用于仪錶指示、电子设备屏幕、PDA、卫星导航系统、手机及小尺寸LCD等市场,而CCFL冷阴极灯作为背光源广泛应用于大尺寸LCD、LCD TV、扫描器、广告灯箱、笔记本电脑等方面。这是因为CCFL灯管具有灯管细小、结构简单、灯管表面温升小、灯管表面亮度高、易加工成各种形状(直管形、L形、U型、环形等);使用寿命长、显色性好、发光均匀等优点。但是,LED比CCFL更省电、寿命更长、色彩饱和度高、反应速度快、耐震耐压与体积小等多项优点。所以,采用LED作为背光光源,是未来最有希望替代传统冷阴极萤光管的技术。

一、已取得的LED背光技术成就

LED背光技术应用于小尺寸LCD并不困难,但是在2004年以前,由于技术问题并没有厂商推厂40吋以上的LED背光源产品。终于在2004年11月10日公开发售三基色LED背光源的QUALIA005系列液晶电视后,大量电视机厂商开始热衷于高附加值的大尺寸液晶电视LED背光源的研制。现简单介绍下目前已取得相关研究成果的LED背光技术。

1.美国Agilent Technologies公司开发的HDJD-JB01型亮度和顏色管理系统(ICM)是一种用于液晶电视机的LED背光源。ICM系统除了在LCD TV上的应用外,还可以E用于汽车面板、建筑物、手机、PDA以及其他嵌入式LCD的背光上。


2.德国欧司朗光电半导体公司于2005年12月推出了Golden DRAGON LED产品系列。该系列产品提供了完美的顏色混合效果,适合于为32至82英寸的大尺寸液晶显示器模组提供背光源。

3.日本欧姆龙LED背光源,采用的方法是将多个LED发光器件放在一个模组中。模组中集中了多个红、绿、蓝色的LED。

4. 2005年5月, 美国Cree宣佈开发出第2代LED背光源。它可以大幅度降低大尺寸LCD和TV的能耗。这种新型LED背光源比其他LED背光源降低能耗60%,甚至比传统的CCFL背光源还省电18%。

二、LED背光源的应用优势

1.LED背光应用于液晶电视或液晶显示器,能够达到NTSC色域的105%,这为液晶电视的色彩提升提供了保障。

2.LED背光应用于笔记本电脑,可以有效地减少厚度,面板厚度仅为CCFL的1/2。并且比CCFL背光源面板节省20%~30%的电力。

3. 由于LED本身具有无汞的特性,完全符合欧盟环保规范。

4. LED背光的寿命非常长,使用寿命最高可达10万小时,如果按每天开机5小时计算,一台采用LED背光光源的液晶电视理论数值可以使用将近50年。

三、LED背光光源前景预测
目前制约LED背光发展的问题主要是成本高于CCFL背光。因此,LED背光光源只能在高端液晶电视中出现。但是,厂商追求的是利益,用户追求的是技术的进步。成品液晶屏材料中,背光源所占的成本比例要高于玻璃基板,并且背光源的利润水准要比液晶面板本身更高。再加上大尺寸显示器所使用的LED背光模组的市场前景逐渐看好,虽然短期内由于LCD降价影响,CCFL仍是主力产品,但是随着LED背光模组的成本逐步降低,相信在价格差异不大的情况下,摒弃CCFL背光是最为理想的。

1.台湾的亿光、晶电及威力盟等企业推动下,LED背光源模组的价格以每年平均30%的速度下降2010年前后LED背光模组成本将极接近CCFL背光模组,并且逐年降低,为LED背光的发展扫平了绊脚石。

2.2007年笔记本电脑采用LED背光率可达3%--5%,2008年更可以达到20%

3.由于笔记本电脑要求轻薄、省电,CCFL背光与LED背光成本相差不大,所以笔记本电脑应用LED背光的发展速度要快于液晶电视和液晶显示器。

4.来平板显示器背光源应用还是以RGB型LED为主,并且将会更加注重成本、散热技术与发光效率的改善。

四、实用LED背光源技术推荐
虽然LED背光源作为一种新型的背光源技术发展的时间并不是很长,但是其种类也很多,但是还有些技术问题或成本问题有待解决,因此这些技术并未在LCD器件中得到普遍应用,下面就简单归纳了几种较实用的LED背光技术。

1.静态照明LCD背光源
静态照明LCD背光源的主要原理是使LCD的每个亚象素只通过与其相应的色元件进行照明从而省去了滤色器,提高了光效。器件的透射率达到了传统LCD的三倍。同时,这种背光源又能使器件的结构得到简化,并且能够降低功耗,非常适合作高亮度的应用。

2.回馈型LED背光源
采用红绿蓝色光的LED作为LCD背光源可以获得优异的色质,降低功耗,避免使用汞造成的环境污染,需要控制白光的色温,以取得足够长的寿命。以红绿蓝光LED为光源,采用了色感测器与回馈控制器的回馈式LCD背光源。利用这种背光源,现已取得了<0.02的色稳定性与持续的亮度稳定性,这种光源具有色域宽,色品度可调及环保的优点。

3.新型光导板结合式LED背光源
光导板结合式LED背光源是荷兰开发的一种新的LED背光源,它将分离的混色光导板与传统的光抽光导板结合在一起。具有重量轻、厚度薄、坚固耐用、与现存的背光源技术与制造机制相容、可以与各种光导板结合等优点。

4.高亮度直接型LED背光源
高亮度直接型LED背光源不用光导板,而是通过在LCD板后面的空腔中放置LED阵列代替之。采用这种LED背光源,可以做到在保持良好的光效时,能够较好地控制亮度与顏色的均匀性。
近年来,由于大尺寸液晶电视的迅速发展,CRT电视的市场逐渐萎缩,再加上TFT-LCD显示器替代CRT显示器成为市场主流,极大地刺激了LCD背光源的研究与开发。LED背光源的发展方向是低功耗、低成本、高亮度、长寿命、更轻薄。随着科技的进步,科研人员的努力,相信不久的将来新型LED背光源将会得到更全面的普及。

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