基本介紹
背景介紹,背光定義,結構,與OLED的區別,前景,優勢,套用,技術挑戰,造成威脅,分食市場,色彩優勢,直下式,側光式,分類介紹,
背景介紹
今日二十一世紀，背光源發展很快，不斷有新技術、新產品推出，LED背光逐步進入產業化，有了一定的規模，相比CCFL，LED有著明顯的節能優勢，LED背光依然存在需要改進之處，國內的上游配套工廠上跟不上國際形勢，技術交流與互動改進及試樣產品的套用推廣等是LED進入大尺寸液晶背光領域的最大障礙，作為液晶產品中重要配件之一的背光源，發展很快，不斷有新技術、新產品推出。其中LED(發光二極體)背光市場份額在逐漸增加。在筆記本、顯示器及電視機等產品中，原來一直在使用CCFL(冷陰極螢光燈)背光源，從2008年開始，筆記本和顯示器產品中LED背光的使用不斷擴大。有關統計數字顯示，2009年第一季度，LED背光的出貨量是2008年同期的8倍。同時在CCFL一統天下的液晶電視領域，隨著2008年推出第一款LED背光電視，國內市場上LED背光電視產品也如雨後春筍般出現在市場中。
背光定義
背光的漢字解釋是“光直接照射不到”或者“躲避光線的直接照射”。
在電子工業中，背光是一種照明的形式，常被用於LCD顯示上。背光式和前光式不同之處在於背光是從側邊或是背後照射，而前光顧名思義則從前方照射。他們被用來增加在低光源環境中的照明度和電腦顯示器、液晶螢幕上的亮度，以和CRT顯示類似的方式產生出光。
其光源可能是白熾燈泡、電光面板(ELP)、發光二極體(LED)、冷陰極管(CCFL)等。電光面板提供整個表面均勻的光，而其他的背光模組則使用散光器從不均勻的光源中來提供均勻的光線。
背光可以是任何一種顏色，單色液晶通常有黃、綠、藍、白等背光。而彩色顯示採用白色白光，因其涵蓋最多色光。
LED背光被用在小巧、廉價的LCD面板上。他的光通常是有顏色的，雖然白色背光已經愈來愈普遍了。電光面板經常被使用在大型顯示上，這時均勻的背光是很重要的。電光面板需要經由高壓的交流電來驅動，這部份由反用換流器迴路來提供。冷陰極管被用在像是電腦顯示器上，顏色上通常是白色的，這同樣也需要反用換流器和散光器。白熾背光則在需要高亮度時被使用，但是其缺點則是白熾燈泡的壽命相當有限，而且會產生相當多的熱量。
結構
LED背光結構主要分為兩種，單組串聯式電源或多組串聯式/並聯式電源。 單組串聯式電源雖然使用較低恆流，但必須將輸入電源提升至符合串聯式電源的總順向電壓水平，才可以驅動LED。相反的，多組串聯式/並聯式LED電源雖然需要更高的恆流來驅動，卻降低了高電壓的需求。 升壓轉換器需求的差異取決於成本、複雜程度及能量轉換效率（對於使用者而言，相當於充電循環之間的電池壽命）。最終也會依據裝置本身的產品特性、大小和效能需求來決定最佳解決方案。
與OLED的區別
LED背光是指用LED(發光二極體)來作為液晶顯示屏的背光源，而LED背光顯示器只是液晶顯示器的背光源由傳統的CCFL冷光燈管(類似日光燈)過度到LED(發光二極體)。液晶的成像原理可以簡單的理解為，外界施加電壓使液晶分子偏轉便如閘門般地阻隔背光源發出光線的通透度，進而將光線投射在不同顏色的彩色濾光片中形成圖像。
LED顯示屏是集微電子技術、計算機技術、信息處理於一體，以其色彩鮮艷、動態範圍廣、亮度高、壽命長、工作穩定可靠等優點，成為最具優勢的公眾顯示媒體，LED顯示屏已廣泛套用於大型廣場、商業廣告、體育場館、信息傳播、新聞發布、證券交易等，可以滿足不同環境的需要。LED顯示屏是一種通過控制半導體發光二極體的顯示方式，其大概的樣子就是由很多個通常是紅色的發光二極體組成，靠燈的亮滅來顯示字元。用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示螢幕。
OLED顯示屏由於同時具備自發光，不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應速度快、可用於撓曲性面板、使用溫度範圍廣、構造及製程較簡單等優異之特性，被認為是下一代的平面顯示器新興套用技術。
很多網友容易把OLED和廠商炒作比較多的LED背光聯繫在一起，事實上OLED和LED背光是完全不同的顯示技術。OLED是通過電流驅動有機薄膜本身來發光的，發的光可為紅、綠、藍、白等單色，同樣也可以達到全彩的效果。所以說OLED是一種不同於CRT,LED和液晶技術的全新發光原理。
總的來說LED顯示屏，LED背光，OLED是三種完全不同的成像技術。
前景
中國電子商會消費電子產品調查辦公室最新的調研數據顯示:消費者對於LED液晶電視產品的關注度已高達75%，位列排行榜第一。特別是LGD強勢推出的“240HZ徑直式LED背光”技術，更是為LED液晶電視產業注入了一劑“強心針”，令消費者趨之若鶩。那么，LED液晶電視到底具備什麼樣的尖端品質和魅力，能夠獲得如此強勁的發展勢頭呢? 據中怡康對全國22個省消費者抽樣調查數據顯示，有超過70%的消費者選擇LED液晶電視是認為它外觀時尚、輕薄，更符合了現代家居風格。 的確，LED液晶電視的超薄外觀挑戰了人們對“薄”的認識極限，完全迎合了消費者對於個性化產品的需求。例如LG新推出的直下式LED液晶電視最薄之處僅24.8mm，而傳統液晶電視由於技術上難以跨越很難實現如此超薄的設計。 除了外觀輕薄之外，LED背光液晶電視在畫面表現方面也得到了質的飛躍。特別是LGDisplay公司的主打明星產品“直下式”LED液晶電視，更能將LED液晶電視的優勢淋漓發揮。 此外，LED光源還有一種叫“側邊式”的排列方式。由於“直下”對畫面的表現更加完美，因此更受業內人士的認同。以55寸產品為例，直下式產品將3000多個LED燈均勻地分布在了面板的背後，使得背光可以均勻傳達到整個螢幕上。同時，它還把背光劃分若干單元格單獨控制，這樣能夠表現出非常完美的黑色。 而LED背光源的另一種排列方式———側邊式則是在面板的框線處安裝了400多個LED，這樣便減少了近7倍的LED燈數量，因此容易使畫面亮度以“X”的形態減少。因此，專家普遍認為直下式LED背光可以更準確地呈現圖像。 通過對LED背光液晶電視的優勢介紹，可以看出LED液晶電視成為消費者第一選購產品將是大勢所趨。最後專家提醒消費者，LED液晶電視最重要的元件還是面板，大家在選購時不要一味地追求薄，而忽略了對優質面板的選擇。
優勢
LED背光的亮度高，長時間使用亮度也不會下降而且LED背光的機身更薄，外形也美觀。
LED背光，色彩比較柔和，配合硬屏面板的色彩能讓眼睛更加舒服一些。
還有個優點就是所有LED背光都有的，省電環保輻射低。
套用
*汽車：車載DVD按鍵、開關的背光指示
*通訊設備：手機、電話、傳真機按鍵背光
*室內招牌
*手持設備：訊號指示
*手機：按鍵背光指示、手電筒
*中小尺寸LCM：背光源
*PDA：按鍵背光指示
技術挑戰
設計人員必須在系統需求、電力來源和電路架構之間取得平衡，方可選擇適當的LED驅動電路結構。因此，設計人員必須依據最終成品，來權衡可用的預算。
另外，大小和高度也造成另一種技術限制。具備高轉換頻率的電荷幫浦及電感式DC/DC升壓解決方案，才可以使用體積更小的外部元件。特別是以電荷幫浦為基礎的LED驅動電路，因為電荷幫浦和並聯式LED電源僅需極小的外部電容器，所以會使用並聯式LED電源來縮減外部元件的大小。不論是要縮減電荷幫浦還是電感型解決方案的外部元件大小，最主要的考量還是LED驅動電路的轉換頻率。
另外，大小和高度也造成另一種技術限制。具備高轉換頻率的電荷幫浦及電感式DC/DC升壓解決方案，才可以使用體積更小的外部元件。特別是以電荷幫浦為基礎的LED驅動電路，因為電荷幫浦和並聯式LED電源僅需極小的外部電容器，所以會使用並聯式LED電源來縮減外部元件的大小。不論是要縮減電荷幫浦還是電感型解決方案的外部元件大小，最主要的考量還是LED驅動電路的轉換頻率。
造成威脅
自2008年以來，LED背光逐漸進入產業化，市場份額不斷擴大。從開始套用於筆記本電腦，2012年套用於顯示器、液晶電視，LED背光產品不斷湧現,市場占有率不斷增加。
LED技術的成熟和普及會成為液晶行業成長的新驅動力。“從消費者層面來看將會創造液晶顯示新的賣點和套用，從而拉動消費需求；從生產者層面來看則會促進配合LED進行的技術升級和產業轉換，進而繼續吸引人才和資金投入。”堵光磊認為。
LED和冷陰極燈管相比，優勢是多方面的。首先是節能，冷陰極燈管的光電效率在60lm/W左右，而當前商業化的LED效率已經達到這一數值的兩倍，在實驗室中的樣品更可以再翻番。其次，LED將會帶來背光源機械結構設計上的巨大變化。因為LED體積小且出光方向性好，可以大幅度減小傳統背光源中導光板的厚度，甚至可以不用導光板。
另外，冷陰極燈管中的汞是成本高且對環境危害很大的一種物質。從環保的角度看，LED逐漸替代冷陰極燈管也將是一個必然的結果。
LED的套用可能會給背光帶來顛覆性的變化。“3M早在5年前就開始著手利用公司核心技術平台，開發可以充分發揮LED特點的光學和機械系統。LED給液晶顯示帶來的變化才剛剛開始，隨後的發展我們將拭目以待。”堵光磊表示。
LED背光源尚有不足
雖然LED背光優勢明顯，但依然存在需要改進之處。LED的製造和封裝技術，特別是大尺寸背光源相對CCFL還不夠成熟,表現在LED製造廠商對用於背光源的LED的技術要求還不十分明確，特別是國內廠商。從封裝方面看，LED封裝更適用於照明，而不太適應背光源對混光距離的要求。
CCFL背光一直處於背光源的主導位置。王剛表示，從中等尺寸的顯示產品如筆記本、顯示器，到大尺寸產品如液晶電視，CCFL背光源一直是背光源產品中份額最大的。在大尺寸背光方面，CCFL背光因為其較低的成本和成熟的技術，占據了大部分的市場。同時，各大廠商也在CCFL背光中加入了新技術，給其增添了活力，如掃描背光、動態背光等。新技術的加入，改善了液晶顯示的質量，降低了功耗。
雖然LED背光發展前景看好，但LED光源技術現階段還稱不上完美。包括成本、光效率、亮度均勻性控制等難題尚需技術層面的改進。王剛認為，LED為點光源性質，不同於線光源的CCFL。套用於背光的LED，需要在光均性的處理上特別講究。為講求光均性，每顆LED的發光亮度特性，在挑選上也要求一致性。此外，若有某顆LED的壽命先行告終，就會影響光均性，所以必須確保所有的LED都具備長壽功能。如此嚴格的挑選，便使得LED背光的成本攀升。
但是，LED技術良好的發展潛力使得業界不遺餘力的設法克服上述問題。隨著LED光源技術的不斷提升，已經有越來越多的液晶顯示產品採用LED技術。
分食市場
2009年現狀：
國內液晶上游配套的工廠不是非常多，假如建立新的液晶生產線，就必須建設新的上游配套工廠，以保證貨源，降低成本。對國內的上游配套工廠來說，基本上還是以生產加工為主，並不能緊跟國際形勢，開發新技術。像比較流行的超薄背光技術、動態背光技術，國內背光源廠幾乎沒有新產品推出，而使用這些新技術的新產品，在國內、國際各大展會上已經多次被國際大公司(三星、LG等)展示過。
國內液晶面板製造企業應著力進行提升液晶透光率的研究，從源頭上降低能源消耗。LED研發機構和製造企業應努力提升LED的發光效率，縮小與世界先進水平的差距，儘快趕上世界水平。否則，LED背光源看來是很大的“蛋糕”，而國內LED製造商卻可望而不可即。ED參數的分檔，紅、綠、藍合成白光的封裝要求，要與背光源設計製造企業配合，否則即使光效上去了，也拿不到這塊碩大的蛋糕。
國內假如不儘快在電視機企業、背光板企業、LED光源企業之間形成技術和套用上的互動進而儘快形成自身的產業鏈技術體系，則在這項技術及市場上又將遠遠落後於日本和韓國，甚至會再一次面臨繳納巨額專利費的困境。“液晶電視的LED背光源技術，對套用企業而言需要儘快解決對LED的發展與特點熟悉還不夠完全的問題，當前在一定程度上需要不計成本地推進套用進程，而且還需要向上游整合，加大對基礎材料如晶片、封裝件的重點定向投入。而從國內的產業結構來看，這項工作需要政府、行業協會及優勢整機企業的共同推進和引導。
作為LED企業，進入大尺寸液晶背光領域的最大障礙，主要在技術交流與互動改進及試樣產品的套用推廣等方面，都不太輕易得到整機廠家及背光套用企業的積極參與與配合。
針對國內背光源的發展，王剛建議，應該以技術開發為主，緊跟國際形勢，猜測技術發展趨勢，對新產品、新技術提前做好技術開發和儲備工作。在一定程度上，引領技術的發展。不要作技術的跟隨者，不要作產品的加工商，而要做產品的設計商、開發商。同時做好市場定位，中國國內市場巨大，首先應當保住國內市場的份額，也就是要針對國內市場，開發適合國內市場的新產品、新技術。在保證國內市場占有率的同時，向國際市場拓展，爭取擁有一定份額的國際市場占有率。
色彩優勢
在色彩表現力方面，LED背光也遠勝於CCFL。原有的CCFL背光由於色純度問題，在色階方面表現不佳。這就導致了LCD在灰度和色彩過渡不如CRT。LED則彌補了CCFL背光在紅色光譜中的不足，使液晶產品的色彩飽和度提高到接近100%的水平。
夏普和索尼都推出了使用LED背光技術的產品。達到與等離子電視媲美的高對比度，在大幅度提升色彩還原度的同時，帶來更輕薄的機身。只是LED的生產較高，而且白光LED器件被幾大廠商壟斷，產量也無法上去，因此價格偏高。
直下式
直下式背光源工藝簡單，不需要導光板，LED陣列置於燈箱底部，從LED發出的光經過底面和側面反射，再通過表面的擴散板和光學模組均勻射出。直下式背光源的厚度由燈箱底部和散射板的距離決定，通常厚度越厚，背光源的光均勻性就越好。在背光源較薄的情況下，色彩和亮度均勻性就成了直下式背光源的技術關鍵。LED燈的光場分布類型對背光源的色彩和亮度均勻性起著重要作用，背光源所用L ED 燈通常有朗伯型和邊發射型兩種，由於邊發射型LED 更有利於背光源的光均勻性，直下式背光源大都採用邊發射型LED。但是大角度邊發射LED由於其中間光強偏低，易造成暗斑，影響背光源的均勻性。
側光式
側光式背光模組即將點狀光源設定在經過特殊設計的導光板側邊作為背光源，使用LED顆數較少;而因光源置於導光板側邊，LED受顆數及亮度限制，仍需將光均勻分散整個平面上時，會形成當面板面積越大，光源光源光源光源輝度運用越有限。因LED背光源放在產品的側面，因此後面只需要添加導光板就可以液晶產品的外觀厚度可以做到很薄，比如索尼的ZX1系列，它就是採用側光式背光模組。
分類介紹
通常來說，按照LED背光源的光源類型劃分，主要有三種類型，即E、CCF和LED。同時也可以根據光源的分布位置進行劃分，則有側光式和底背光式。下面是LED背光源的分類介紹。
LED背光源的分類一：邊光式。
即將線形或點狀光源設定在經過特殊設計的導光板的側邊做成的背光源。根據實際使用的需要，又可做成雙邊式，甚至三邊式。
1、LED燈背光。
LED燈又稱發光二極體，單個LED燈的功耗是最小的。從藍到紅，LED燈有很多種顏色。在各種顏色里，可大致分為高亮和低亮的兩種。由於白色是混合色，無可標識的波長值，因此，以其在色度圖上的坐標值來表示。我們自定義為“冷白色”和“暖白色”兩種。在各種顏色里，都存在顏色偏差的問題，尤其是白色，LED的供應商也無法對其進行有效的控制。
2、CCFL背光。
此種背光的最大優點是亮度高，所以面積較大的黑白負相、藍模負相和彩色液晶顯示器件基本上都採用它。理論上，它可以根據三基色的配色原理做出各種顏色。其缺點是功耗較大，還需逆變電路驅動，而且工作溫度較窄，為0~60度之間，而LED等其它的背光源都可達到-20~70之間。
LED背光源的分類二：底背光式。
是一個有一定結構的平板式的面光源，可以是一個連續均勻的面光源，如EL或平板螢光燈;也可以是一個由較多的點光源構成，如點陣LED或白熾燈背光源等。常用的是LED點陣和EL背光。
1、EL背光。即電致發光，是靠螢光粉在交變電場激發下的本徵發光而發光的冷光源。其最大的優點是薄，可以做到0.2~0.6mm的厚度。缺點是亮度低，壽命短(一般為3000~5000小時)，需逆變驅動，還會受電路的干擾而出現閃爍、噪聲等不良。
2、LED底背光。優點是亮度好，均勻性好。缺點是厚度較大(大於4.0mm)，使用的LED數量較多，發熱現象明顯。一般採用低亮的顏色進行設計，而高亮的顏色由於成本高基本上不考慮。WA類產品為偉志底背光源。
