电视机用LED背光源应用简析

LED是发光二极管的简称（Light-Emitting-Diode），是由化合物半导体材料制成的发光器件。其基本原理不同于灯泡需要在3000℃以上的高温下工作，也不必像日光灯需使用高电压激发电子束。LED和一般的电子组件相同，只需要2～4V电压在常温下就可以正常驱动，因此其寿命也比传统光源更长，可达10万小时以上（目前国外产业化的产品可达3万～5万小时）。

依发光波长可以把LED光源分为可见光LED（波长450～680nm）与不可见光（红外光）LED（波长850～1550nm）。电视机用LED背光源采用的是可见光LED，可见光又可以分为高亮度LED与一般亮度LED。

LED背光技术超越CCFL

在电视机产业中，LED作为LCD的背光源，与传统背光技术相比，LED背光源有更高的色域范围，色彩还原好，其色彩表现力强于CCFL背光源，可对显示色彩范围不足的液晶技术起到很好的弥补作用；LED的使用寿命长达10万小时。即使每天连续使用10个小时，也可以连续使用27年，大大延长了液晶电视的使用寿命，从而获得对等离子技术压倒性的优势；亮度调整范围大，实现LED功率控制很容易，不像CCFL的最低亮度存在一个门槛，因此，无论在明亮的户外还是全黑的室内，用户都很容易把显示设备的亮度调整到最悦目的状态。

除了在节能、色域范围的优势外，LED背光源还有很多独特的优点。

传统CCFL灯管的闪烁发光频率较低，表现动态场景可能产生画面跳动，但是LED背光可以灵活调整发光频率，而且频率大大高于CCFL，因此能完美地呈现运动画面。

LED背光源能够进行实时色彩管理，由于红绿蓝3色独立发光，容易精确控制目前的显示色彩特性，还可以调整背光白平衡，同时保证整体对比度，当用户的视频源在计算机和DVD机间切换时，可以轻松在9600K和6500K间调整白平衡，而且不会牺牲亮度和对比度。

LED是一种平面状光源，最基本的发光单元是3～5mm边长的正方形，封装后极容易组合在一起成为既定面积的面光源，具有很好的亮度均匀性。如果作为液晶电视的背光源，所需的辅助光学组件可以做得非常简单，屏幕亮度均匀性更为出色。

LED使用的低压电源，十分安全，供电模块的设计也颇为简单。

LED光源没有任何射线产生，也没有水银之类的有毒物质，是绿色环保光源。

平面状结构让LED拥有稳固的内部结构，抗震性能也很出色。

据Displaybank的数据显示，2006～2010年显示用LED销售额年均复合增长率为19.2%，LCD背光源用LED销售额年均复合增长率将达到31.5%。

目前电视机用LED背光源的市场化被看好，已经有相当多的业者将LED背光源液晶电视商品化，但是要将这些三原色的背光源完全成为主流技术，需要解决的问题还很多，估计还需花费数年来解决这些问题。

LED背光源仍然存在问题

LED背光技术就像许多新型技术一样拥有许多诱人的优点，但LED要想成为大尺寸电视机背光源的主流，目前还需要解决一些技术难点。通过对比，已经发现LED在功耗方面处于劣势，除此之外，还存在成本高、一致性差等问题。

与同等尺寸CCFL背光源相比，现在的LED耗电量高。目前CCFL的输出光通量多在5000～7000lm范围，实际屏幕的输出光通量高于300lm，而多数LED背光都还无法达到这一指标。

另外，同等尺寸的背光源，LED是CCFL价格的4倍（见表2）。对于目前价格竞争激烈的电视机市场而言，使电视机厂家有些望而却步，只有索尼为了图像质量不计成本。当然，随着工艺的成熟和生产规模的增加，LED背光源的成本会逐步下降。由于电视机背光源需要高辉度，所以使用的必须是1W以上的高辉度LED，而且LED的使用数方面，也会因为电视机面板面积的增大而大幅度增加；再加上为了色调统一，数百个LED全部都需根据发光波长严格选定，仅是LED成本就很高。使用时还有冷却LED的散热鳍片和冷却风扇等解决热效应零件的成本，另外还需要调整各LED色差的RGB色度Sensor，以及将Sensor侦测出的内容送回LED的Sensing Algorithm等周边电路的成本，并且因为大量使用高辉度LED，导致驱动电流的增加也是一大问题。所以以现今技术而言，LED背光源能够完成低价化还比较困难。

此外，与CCFL相比，用LED作为背光源存在白光一致性差的问题。LED在网点设计上较线性光源CCFL难，需考虑LED辐射状的光强衰减。使用LED背光源时间长久后会产生色移，波长会随温度变化，产生不同颜色。此外，散热、光源均匀性，以及LED芯片发光效率也是目前液晶面板厂商不太采用的原因之一。目前，仅有少量使用LED作为背光源的大尺寸液晶面板模块产品。

Displaybank表示，这是因为显示器领域的价格竞争激烈，必须把降低成本放在第一位。今后，LED背光源的普及速度取决于何时能够解决目前LED背光源所拥有的散热困难、均一性差和LED芯片发光效率低等问题。

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