LED背光,节能又环保新年购机,LCD有新选择

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一直以来，OOFL(冷阴极荧光灯)扮演着重要的角色，现在市场主流的产品大部分采用了COFL背光设计。到了2009年下半年，led背光设计的LOB开始大量面世，继16:9面板与16:10面板之争后，LED背光成为了LOB市场的又一热点。那么，到底什么是LED背光?LEB设计的LOD有什么优势?选择LED背光的LOD需要注意些什么?市场上有哪些可选的LED背光的LOB产品?

重识lcd及其背光技术

LCD即Liquid Crystal Display，意为“液晶显示器”，是一种平面超薄的显示设备。LCD的主要架构包括液晶面板偏光滤镜，背光模组以及驱动电路等几部分组成。

其中，液晶面板是由许多液晶体组成的一块方形板材，由于液晶体是一种介乎于液体和晶体之间的物质，它可以通过施加电压改变其分子排列状态，通过控制透射在液体分子上光线的通过量，从而显示多种多样的图像。但是，由于液晶分子本身并不会发光，液晶面板要想呈现各种画面就需要一个照明光源，因此背光模组就成为了LCD中至关重要的一个部分。

一般而言，LCD的背光模组可分为前光式(Front right)与背光式(Back light)两种。其中，背光式是最为常见的，它会根据液晶面板的大小要求以及灯管的位置，分为侧光型直下型和中空型三种不同的机构，

目前，19英寸以上的LCD或LCD TV的背光模组大多是直下型的背光式结构，根据背光光源的不同，还可分为CCFL背光和LED背光两种，前者是传统方案，而后者则是今天我们的主要话题。不过在深入了解LED背光技术之前，我们有必要先了解当前的背光技术存在什么问题。

小资料：背光横组的种类

侧光式(Edge lighting)：发光源为摆在面板四个侧边的单支光源来发光，一般常用于18英寸以下中小尺寸的背光模组。侧光式的光源设计拥有轻量、薄型、窄框化、低耗电的特色，手机、MP4、笔记本电脑的液晶屏幕大多是这种设计。

直下型(Bottom lighting)：随着面板尺寸的增大，侧光式结构的背光模组已经无法在重量、能耗以及亮度上占有优势，因此光源放置于正下方的直下型结构便被发展出口。光源由自发性光源射出后，由反射板反射出向上光线，经扩散板均匀地分散射出，因而具有高亮度、良好的出光视角、光利用效率高、结构简易等优点。

中空型结构：随着影像要求的尺寸增加，LCD也朝更大尺寸的方向发展，现在这类超大型的LCD主要用手户外广告荧幕或者璧挂电视，不仅要求大画面、高亮度和轻量化，在电器上亦要求高功率下的地热效应，近年来发展的中空型结构的背光模组主要采用热阴极管作为光源。

传统CCFL背光的缺陷

1.什么是CCFL

CCFL是Cold Cathode Fluorescent　Lamp的缩写，意思是冷阴极灯管，它是由一根内灌隋性气体(氖，氩混合气体)和微量水银蒸气的的玻璃管，玻璃内壁涂布萤光体，灯管的两个电极间加上一高压高频电场，则水银蒸气在此电场内被激发即产生释能发光效应，放出波长253，7nm的紫外线光，而内壁的萤光体原子则因紫外线激发而提升其能阶，当原子反回原低能阶时放射出可见光，而可见光的波长则由萤光体物质特性所决定。

2.CCFL背光的缺陷

第一，发光不均匀。由于冷阴极荧光灯不是平面光源，因此为了实现背光源均匀的亮度输出，LCD的背光模组还要搭配扩散片，导光板反射板等众多辅助器件。大部分LCD在显示全白或全黑画面时，屏幕边缘和中心亮度的差异十分明显。

第二，能耗较高。由于触发CCFL发光的过程对交流电压要求较高，启动时需要交流电压达到1500V～1600V，然后稳定后也需要700V～800V，比如，目前主流的22英寸LCD的功耗大约在25W～40W之间，尽管比传统的CRT功耗低，但是依然较大。

第三，光源的使用寿命短，绝大部分CCFL背光源在使用2～3年之后亮度下降非常明显(寿命在15000小时～25000小时)，许多LCD(尤其是笔记本电脑的液晶屏)在使用几年后会出现屏幕变黄、发暗的现象，这正是CCFL使用寿命较短的缺陷造成的。

第四，体积相对较大。由于CCFL背光源必须包含扩散板，反射板等复杂的光学器件，因此LCD的体积无法再进一步缩小。在功耗方面，采用CCFL作为背光源的LCD也无法令人满意，14英寸LCD的CCFL背光源往往需要消耗20W甚至更多的电能。这对笔记本电脑和便携设备来说，它们的续航能力将经受重大的考验。

走进LED背光

为了解决CCFL的这些硬伤，几乎所有的LCD厂商都开始寻找更为优秀的液晶背光源，于是拥有着能耗低、工作寿命长和结构简单的LED，迅速获得了LCD厂商的青睐。那么，LED究竟是什么东西呢?

1.什么是LED

LED是Light Emitting Diode的缩写，意思是发光二极管。LED的工作原理和我们常见的白炽灯，荧光灯完全不同，LED从本质上来说是一种可以直接把电转化为光的半导体器件。事实上，LED并非尖端科技产品，它在我们日常生活中随处可见，比如路边色彩斑斓的广告牌、家用电器上颜色各异的指示灯，手机按钮的背光照明，汽车的前大灯等，都是LED的应用。

小知识：LED的发光原理

LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体的交界面就会出现一个具有特殊导电性能的薄层，术语称之为“PN结”(PN Junction Transistors)。当对PN结施加正向电压时，电流从LED的阳极流向阴极，而在PN结中少数载流子与多数载流子进行复合，多余的能量就会转变成光而释放出来，从而实现电光的转换。根据半导体材料物理性能的不同，LED可发出从紫外到红外不同波段、不同颜色的光线。

2.LED显示器不是LED背光显示器

很多厂商在推广自己产品的时候都偷换了一个概念。明明是LED背光显示器却要简称为LED显示器。事实上，LED显示器和目前的LED背光显示器有着本质的区别。

LED显示器是指直接以LED(发光二极管)作为像素发光元件的显示器，组成阵列的发光二极管直接发出红，绿，蓝三色的光线，进而形成彩色画面。但由于发光二极管本身直径较大，因此同色像素之间的距离(即我们常说的点距)也较大，所以LED显示器通常来说只适于大屏幕显示。

LED背光显示器实际上是一种以

LED作为背光源的LCD(液晶显示器)。它与我们现在用的CCFL背光LCD的工作原理是一样的，只是背光光源有所不同。

3.LED背光有什么优势

第一，LCD的体积将进一步缩小。LED背光源是由众多栅格状的半导体组成，每个“格子”中都拥有个LED半导体，这样LED背光就成功实现了光源的平面化，这样一来LCD的厚度就能做得更薄，同时还拥有更高的可靠性和稳定性。更薄的液晶显示面板意味着更佳的移动性，因此非常适合用于强调移动性能的笔记本电脑。事实上，目前市场上采用LED背光显示屏的笔记本电脑并不少见。

第二，LED背光的LCD寿命更长。普通的CCFL背光源一般的使用寿命在3万小时左右，一些顶级的CCFL背光的发光寿命也不过在6万小时左右。这样意味着，一款全新的LCD在使用2～3年后其亮度就将会明显下降。而LED背光则完全没有这样的问题，现阶段白色LED背光的寿命已经高达10万小时，即使24小时不间断使用，这样的寿命也足够使用5年。

第三，在色彩表现力方面，LED背光也远胜于CCFL。原有的CCFL背光由于色纯度等问题，在色阶方面表现不佳，这就导致了LCD在灰度和色彩过渡方面不如CRT。据测试，大多数采用CCFL背光只能实现NTSC色彩区域的78％，而LED背光却能轻松地获得超过100％的NTSC色彩区域，色彩上的优势非常明显。

小知识：色域、NTSC标准与广色域

色域又称色彩空间，指的是某种显示设备能表现的各种色彩数量的集合，色彩空间越广阔、能显示的色彩种类就越多，色域也就越大。由于电子产品很难将自然界所有的颜色全部还原，于是国际电视标准委员(即National Television System Committee，简称NTSC)制定了一个色域标准，以衡量显示设备的色彩还原能力。如果某款LCD的色域超过了NTSC标准，那么它就是广色域的。

第四，LED背光LCD更省电。上文已经提及到CCFL的交流电压要求相对较高，启动时达到1 500V～1600V，然后稳定至700V～800V，它们还需要电源逆变器，以通过直流电源工作，这样就增加了应用的成本，占位面积和重量。相比之下，典型的LED背光子系统在12V～24V或更低电压下工作。从实际的功耗测试中，19英寸CCFL背光LCD满载功耗大约为35W，而尺寸规格相同的LED背光则仅为14W。

第五，LED背光LCD更环保。RoHS这个标志，其实是代表该电子产品没有铅，镉、汞，六价铬多溴联苯和多溴联苯醚等物质，而汞是CCFL灯管和其他类型荧光照明的主要成分，LED背光则不含汞，所以现在欧美国家已经在大力推举LED背光LCD。

此外，LED背光除了在能效和亮度呈现的均匀性方面有优势外，在背光变化速度方面也快于CCFL背光，可以在极短的时间内将背光亮度调节至近乎关闭的状态。因此，LED背光的对比度也比CCFL要高很多，理论上可以达到无穷大。