【導讀】LED由于其低功耗，節能環保，壽命長等特性廣泛用于手機，電視，汽車等領域的背光源，隨著大功率LED的出現以及便攜電子產品小型化，LED背光技術運用范圍也會越來越廣。而關于LED背光的設計你又知道多少呢？我們一起來看看吧！
近年來，LED顯示屏行業已經步入成熟期，隨著經濟的復蘇，2013年LED產業將呈現增長趨勢，對背光與照明的需求顯著增加。相比CCFL，LED有具有壽命長，發光效率高，無干擾等特點。原來一直在使用CCFL(冷陰極熒光燈)背光源的筆記本和顯示器產品中LED背光的使用量也在不斷擴大。同時在CCFL一統天下的液晶電視領域，隨著海信推出第一款LED背光電視，國內市場上LED背光電視產品也紛紛出現在市場中。
在液晶電視領域，市場上主要銷售的LED背光源技術主要有直下式白色LED光源和側入式白色LED光源兩種。直下式強調畫質表現優異，側入式則強調超薄節能領先，各有優缺點，以及成本差異，但在終端產品售價上則互有高低；研究機構LEDinside認為，由于超薄電視日益受到歡迎，側光式LED TV的銷量增長會較快，價格上較平易近人。而直下式LED TV則受到需要高端影音設備的消費者歡迎。
圖：直下式與側入式排列方式
直下式LED的背光源技術優缺點：
直下式LED背光源是把LED芯片均勻地配置在液晶面板的后方當作發光源，使背光可以均勻傳達到整個屏幕，畫面細節更細膩逼真。
直下式的優點是能夠分別設置不同的背光源模塊權責區域，理論上也可以做到每一顆LED獨立發光控制亮度。
缺點是線路與設計成本不易，直下式LED背光的大尺寸液晶電視需要用到上千顆LED芯片，成本相對較高。尤其是早期LED TV剛推出時，使用RGB三色LED來提高演色性，讓畫面色彩能夠更鮮艷，成本自然高居不下，但隨著近年業界采用較便宜的白光LED來當背光源，目前已經可以調整到較佳的水平。除成本較高外，直下式LED TV畫面變換過程中，畫面上的亮區域要調整成暗區域時，鄰近畫面區域的灰階層次會被影響而降低，產生了些微模糊(blooming)的現象。如果直下式LED背光模塊配置在液晶屏幕后方的LED芯片密度越高，或者是分區調光的區域越多，產生模糊現象的機率會比較小。另外直下式LED TV較側光式LED TV耗電，原因是采用較多的LED芯片數，但還是比CCFL背光液晶電視省電。
側光式LED的背光源技術優缺點：
側光式LED背光源，是把LED芯片配置在液晶屏幕的四周邊緣，再搭配導光板，讓LED背光模塊發光時，把從屏幕邊緣發射的光透過導光板輸送到屏幕中央的區域去，這樣整體就有足夠的背光量，可讓液晶屏幕顯示畫面。
側光式LED背光源的優點有兩個，其一是可使用較少顆的LED芯片，節省成本，其二就是能夠打造比較輕薄的機身，讓LED TV液晶面板的后方不需要配置LED模塊，而是放置在側邊，可減少屏幕整體的厚度，打造出較直下式LED背光液晶電視更薄的機種來，成本上也比較便宜。
側光式LED背光的缺點，就是畫面均勻性不佳。盡管側光式LED TV的厚度較薄，可是使用的LED芯片數量比較少，而且是透過導光板的方式把光送到畫面，這會造成這種LED TV的四周邊緣畫面亮度，比屏幕中央要亮，屏幕的邊緣區域會比畫面中間的溫度高。
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采用LED作為背光源所面臨的困難
LED作為LCD背光源應用，已廣泛用于手機、汽車、電視、電子手表、電子計算器和刷卡機上，隨著便攜電子產品日趨小型化，LED背光源更具優勢，但對于LED背光的普及，仍存在以下幾個困難：
困難一：LED過高的成本
不論是上網本還是筆記本計算機，其屏幕尺寸基本上都在15英寸以下，并且使用的都是成本相對較低的白光LED。由于它們所搭載的LED背光模塊尺寸相對較小，成本和CCFL背光差距并不是太大。而液晶顯示器的屏幕尺寸基本上都在22英寸以上，屏幕的實際面積要比筆記本計算機產品大上數倍甚至更多，因此即使是成本相對較低的背光LED模塊，價格也要貴上很多。
由于三色LED背光模塊在結構上比普通的白光LED更加復雜，因此它的成本要更加昂貴，相對于三色LED背光液晶顯示器而言，使用普通白光LED液晶顯示器的價格相對而言要便宜不少，但依然要比同類功效的CCFL液晶顯示器價格貴數百元。而在目前經濟環境不容樂觀的情況下，消費者在選購產品時往往會更加注重價格，更加愿意購買價格更便宜的CCFL背光液晶顯示器。
困難二：色彩控制不準確
很多人都有這樣的誤解：采用LED背光源的液晶顯示器一定能夠擁有更加豐富的色域，但事實并非如此。白光LED背光源與普通沒有加入磷粉等物質的CCFL背光源相同，一般只能提供72%左右的NTSC色域。若使用三色LED背光源，液晶顯示器的色域值就能夠輕松達到 100%以上。但使用過消費級廣色域的作圖用戶會發現一個問題，普通的廣色域液晶顯示器雖然能夠提供更加豐富的色彩，但是受到顯示器IC芯片的限制，大多廣色域機型都存在一定的偏色現象，或色彩過于飽和，色彩還原并不是特別準確，這樣對于一些色彩精度要求很高的制圖或專業用戶而言，這樣的液晶顯示器顯然無法達到他們的要求。
而對于擁有更加廣闊色域范圍的三色LED背光而言，若想要將色彩控制得更準確，對液晶顯示器控制IC的要求和能力更高。因此我們一般使用蜘蛛或Eyeone校色儀對消費級的三色LED背光液晶顯示器以及液晶電視上進行測試時，會發現三角色域圖中的紅色或其它一種原色會發出過度溢出的現象。
困難三：上游廠商的設備更新及市場需求
上游的面板廠商以及背光模塊生產廠商一直在生產CCFL背光模塊，其生產設備都是為生產CCFL背光源而引進的，經過數年的生產和使用后，這些上游廠商已經逐漸盈利，并且在設備還未到達使用年限的時候，廠商也希望它們能夠為自己創造出更多的利潤。但不論是生產白光 LED背光源還是更高端的三色LED背光源，都需要使用和CCFL背光模塊不同的生產設備，即若要立刻大規模制造LED背光模塊，這些模塊廠商必須更換全新的設備，并且現有的CCFL模塊生產設備將會全部被“荒廢”。這顯然需要模塊生產廠商花費巨大的成本，換成任何一個人當老板，沒人會作出立刻全線換代的決定。
一些資金充裕、產能充足的模塊工廠會在保持繼續生產CCFL背光源的同時，也會逐漸引進新的LED背光生產設備，從而逐漸將傳統的CCFL背光生產設備替換掉。但這需要長時間的過程才能實現，并非一日之功。并且消費者會認為，LED背光液晶并非一定要購買，普通的 CCFL液晶完全能夠滿足自己的需求，并且價格也更加便宜，這樣用戶也缺少一種購買LED背光的理由。
困難四：LED背光技術在大尺寸顯示屏的應用
LED 背光系統則由于發光功率比較低，長期以來只能應用在小尺寸的LCD 當中。然而，由于LED 背光系統本身具有CCFL 無法比擬的優點，比如：色彩還原好、省電、壽命長；另外由于LED 背光不含汞蒸汽，對環境的污染也少，加上大功率LED 的出現，相信這個問題很快可以得到改善，LED背光技術也將運用到更多的地方。
LED背光技術應用及設計需求
目前LED背光技術已應用在手機，汽車，電視等領域，以下搜集了LED背光在汽車，電視及手機領域的設計方案相關文章，供大家參考。
LED背光在車載信息娛樂系統中的設計及應用
LED背光照明在汽車上已經得到了廣泛的應用，尤其是在儀表板、導航儀等車載信息娛樂系統上。由于這些應用處于嚴酷的汽車電環境中，必須補償范圍很寬的環境照明條件變化，而且必須能放入非常受限的空間中，該如何優化這種設計呢？ 請參考：LED背光在車載信息娛樂系統中的設計及應用。
低功耗液晶電視LED背光源設計方案
如何實現低功耗是LED背光的主要研究方向之一。LED背光主要由Back Cover、LGP、膜材、Mold Frame、LED Bar、Bezel和Panel等組成，其能耗主要體現在LED Bar上。通過合理設計背光結構，挑選適合的膜材搭配，減少LED數量，提高LED的利用效率，可以大幅降低LED背光的功耗。本文設計了一款118cm（47in）LE背光源，通過對背光結構的設計和膜材的篩選，在保證背光亮度和均一度等光學特性的前提下，減少了LED的數量，將背光的功耗控制在了較低水平。
手機LED背光電源管理的設計需求
手機背光是當今LED最大的應用市場之一，由于市場已處于飽和狀態，價格下滑明顯，雖然銷售量持續增加，但銷售金額并沒有明顯的成長。盡管如此，5到10吋手機裝置的背光應用仍將是市場成長新動力。該文章獨家專訪AnalogicTech應用工程主任 David Brown，探討了LED背光之電源管理設計需求。
相關閱讀：
半月談：LED背光驅動電路怎樣設計更靠譜
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探討LED背光、LED與OLED成像技術的差別
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LED背光源亮度均勻性的影響分析
http://www.tzzsdz.com/opto-art/80015723
