LED背光源特点介绍

　　目前的冷阴极荧光管技术已经非常成熟，其寿命在 3 万～ 5 万小时，但是冷阴极荧光灯管也存在很多缺点。首先是冷阴极荧光管能够达到的色域（即电视的色彩表现范围）较小，普通的冷阴极荧光管一般只能够达到 NTSC （美国国家电视系统委员会）色域标准的 72 ％。冷阴极荧光管中含有汞，不符合未来环保的要求，尤其是欧盟颁布的 ROHS 标准中，明令进口欧盟的产品不得含有汞等有毒物质。此外， CCFL 还有在低温条件下启动困难，响应时间太慢等缺点。这些缺点是冷阴极荧光管本身的性质缺陷造成的，再怎么改进技术也很难得到解决，所以人们就想到了新的背光技术 ——LED 背光技术。

　　和传统的 CCFL 背光源相比， LED 背光最显著的优点是可以提供前所未有的色彩还原性。通过选择适当波长的 LED 和与之相匹配的彩膜， LED 背光源的色彩还原范围可以达到 NTSC 标准的 105 ％甚至 120% 以上。相比较而言，传统的 CRT 电视只有 85 ％左右， CCFL 背光液晶电视更是只有 65-75 ％。

　　在画质就是生命的显示行业，具有更加鲜艳的色彩将是压倒性的优势。依传统观念而言，液晶显示器尤其是液晶电视由于色彩和响应速度不如 CRT 甚至 PDP 而遭到诟病，但是一旦采用了 LED 背光，在色彩上将压倒主要竞争对手 CRT 和 PDP 。此外， LED 背光能够在一定程度上解决由于响应速度慢而造成的拖尾现象。 LED 能够瞬间启动，响应速度达到 ns 量级，是 CCFL 的百万倍。具有了这样快速响应的背光源，液晶显示器件可以通过瞬间背光闪烁技术，消除普通液晶显示在显示快速移动物体时出现的拖尾模糊现象，画面质量将显著提升。更为重要的是，利用 LED 背光中不同单色灯的瞬间切换，可以实现场序显色，这样就可以完全拿掉液晶显示器中占成本 30% 左右的彩色滤光片。

　　在使用寿命上， LED 可以达到 10 万小时以上，是最好的 CCFL 的两倍，即使每天看电视 8 小时，可以看上 30 多年。和 CCFL 内含有致命的汞蒸汽不同， LED 是半导体固体光源，完全是一种理想的绿色光源。由于欧盟已于 2006 年 7 月开始全面限制含有汞等有害元素的电子产品进入，因此，为采用 LED 背光源的液晶产品在这一时期开始替代 CCFL 而走向世界创造了绝佳的机会。冷阴极荧光管需要高压交流电驱动，电源变压整流组复杂，而 LED 所需的辅助光学组件可以做得非常简单，无需很多空间，机身可以做得非常轻薄，重量也减轻了许多。以 SONY 的 TX 系列的笔记本电脑为例，和采用冷阴极荧光管 LCD 的 VAIO T 系列相比，厚度从 9mm 降到了 4.5mm ，重量上降低了 26 ％。三菱电机在 SID2005 上发布的六原色 LED 背光的液晶电视厚度只有 5 厘米 ！此外， LED 可以在低于 -40 ℃ 的环境下迅速启动，而 CCFL 在这样的环境下已经不能正常工作，对环境良好的适应性使得 LED 背光液晶显示器受到军事、航空和勘探等领域青睐。

　　当然，目前 LED 背光源也存在一些问题。首先，大家最关心的就是价格，目前， LED 背光源是同类 CCFL 背光源价格的 3-5 倍左右。这样的差异，足以让绝大多数厂家和用户望而却步。其次是散热问题， LED 背光源工作时会发出大量的热量，尤其是对于大尺寸液晶电视来说更为严重。所以往往需要采用某些强制散热措施，如风扇等。此外还有发光效率的问题。目前商用的 LED 发光效率最高的约为 30-35lm/W ，发光效率只有 CCFL 的二分之一左右（ CCFL 的发光效率约为 60-70 lm/W ），所以 LED 需要更大的功耗以达到和 CCFL 相当的亮度。

　　但是，上述问题有望在相对较短的时间内得到解决。在 LED 产业中，有一个类似 IC 产业中摩尔定律的预计—— Haitz 定律，如图 2 所示。该定律预测 LED 每十年，价格下降十倍，而性能提高二十倍。那么，在两到三年的时间内， LED 单位亮度的价格和功耗指标都将逼近甚至优于 CCFL ，成为适合产业化要求的理想背光光源。实际上，根据最新报告， Nichia 公司已经在实验室制备出了 100 lm/W 的白光 LED ，预计 2007 年左右就可以大规模地投放市场。