用于LCD背光的LED技術(shù)進(jìn)步(08-100)

　　從小型的手機液晶顯示器(LCD)到大型的70寸液晶電視面板，LED正迅速發(fā)展成為背光的首選技術(shù)。

　　因其具有高亮度、長壽命、色彩均勻和節(jié)約空間等優(yōu)點，LED在越來越多的應(yīng)用中逐步取代了傳統(tǒng)的冷陰極熒光燈(CCFL)。

　　在歷史上，LCD背光已使用了不同的光源，包括白熾燈、熒光燈和LED。OEM用來決定最適合自己應(yīng)用的背光技術(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn)包括成本、亮度、均勻度、效能、燈的使用壽命、堅固性、尺寸、集成度和近來越來越為人們所關(guān)注的環(huán)境因素。

　　LED多年來一直是小型LCD背光技術(shù)的首選，尤其是用于手機、掌上電腦、MP3播放器等對角線小于5英寸以下的手持設(shè)備。對于更大的屏幕尺寸，傳統(tǒng)上,CCFL更加節(jié)約成本，并且一直為大多數(shù)大中型工業(yè)顯示器提供背光?？墒?，由于日益提高的性能和現(xiàn)在高亮度LED(HBLED)的成本穩(wěn)步下降等因素，它的亮度已經(jīng)可以與用于大型顯示器背光的CCFL媲美，因而向LED的轉(zhuǎn)型正在進(jìn)行中。

　　HBLED的優(yōu)勢

　　HBLED在背光應(yīng)用中有眾多超越CCFL的重要優(yōu)勢。HBLED能夠提供比CCFL更高的亮度，并且，在正確地集成入系統(tǒng)時，LED背光的使用壽命更長。此外，HBLED可在更廣的溫度范圍內(nèi)高效工作，尤其是在低溫下。在那些很難提供CCFL所需高壓的應(yīng)用中，LED則擁有獨特的優(yōu)勢，因為它們可以在低直流電壓下正常工作。HBLED的其他優(yōu)點包括單位電能輸入下光輸出越來越高，以及優(yōu)化色域的能力。最后，LED寬廣的調(diào)光能力也是某些應(yīng)用中的一個重要優(yōu)勢。

　　隨著高亮度HBLED的價格因用量增加而持續(xù)下降，許多專家預(yù)測，HBLED將最終達(dá)到CCFL的同等價格。這種成本均衡已促使OEM廠商選擇HBLED來用于較大型的顯示器，如GPS系統(tǒng)、便攜式DVD播放器、筆記本電腦、臺式機顯示器以及在工業(yè)中使用的6.5-20.1寸的LCD。LED也正在用于尺寸從32寸一直到70寸的大型平板LCD電視中。表1顯示了LED同其他常用光源的對比。

　　掌控均勻度

　　當(dāng)將多個LED用于為較大的LCD提供背光時，LED光源的發(fā)光必須分散在更大的范圍，重要的是確保每種顏色的亮度和波長保持均勻以避免出現(xiàn)亮點和暗塊。這點對于直接投影的LED背光單元(BLU)尤其關(guān)鍵，哪怕是很小的顏色差異都會降低顯示屏的均勻度。為了更好地掌控均勻度，每個背光的各種顏色波長都必須嚴(yán)格匹配，綠色和藍(lán)色為5nm，因為它們是兩種最重要的顏色。

　　LED制造過程中，可能會出現(xiàn)性能與技術(shù)數(shù)據(jù)表所給出的平均值略有出入的情況?；谶@個原因，LED制造商根據(jù)光通量、顏色和正向電壓(V1)來分裝元件。亮度和顏色的精細(xì)分裝可以用來獲得較好的一致性。對于亮度來說，1/4分裝以及每個燈管擴譜15%是亮度的標(biāo)準(zhǔn)。

　　優(yōu)化LED的使用壽命

　　LEDBLU的正確散熱管理非常重要，因為隨著驅(qū)動電流和結(jié)溫的升高，LED的效率會迅速下降，從而降低亮度，縮短LED的壽命。更高的電流將引起結(jié)溫升高，如果不能限制電流，結(jié)點將最終因高溫而發(fā)生故障，這種現(xiàn)象有時被稱為熱逸散。因此，通常的做法是將LED安裝在金屬芯PCB上以將LED的熱量快速傳導(dǎo)出去。根據(jù)不同的整體設(shè)計，可能需要對LED的背板實施直接冷卻(如使用冷卻風(fēng)扇)。

　　在LED的使用過程中保持亮度和色彩的一致性也很重要。LED的三種主要顏色(紅、綠和藍(lán))有不同的亮度衰減率。采用閉環(huán)控制系統(tǒng)來保持三種顏色的個體亮度，是在長時間和寬工作溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)最佳亮度和正確色彩平衡的最佳解決方案。一些商用三色光學(xué)傳感器加上適當(dāng)?shù)目刂齐娐肪涂蓪崿F(xiàn)這一功能。