LED背光源有望取代CCFL成主流

LED背光源具有壽命長(10萬小時(shí))、色純度高、色再現(xiàn)率高、亮度高、不怕低溫、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性好、無汞污染等優(yōu)點(diǎn)，在未來的液晶顯示器(LCD)背光源領(lǐng)域中必將占據(jù)舉足輕重的地位。隨著亮度的不斷提高，LED背光源將逐漸取代CCFL(冷陰極熒光燈管)背光源成為最重要的LCD背光源，同時(shí)也將推動(dòng)LCD技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
LED背光源有望成主流

液晶顯示器具有功耗低、重量輕以及厚度薄等優(yōu)點(diǎn)，大量應(yīng)用于電腦顯示器、電視機(jī)等顯示領(lǐng)域，在平板顯示器中處于主流地位。由于液晶本身并不發(fā)光，因此LCD需要通過外部光源實(shí)現(xiàn)透射或反射來顯示?，F(xiàn)有的LCD大多數(shù)是透射型的，所以背光源是它們不可或缺的組成部分。

背光源系統(tǒng)為LCD面板提供光源，主要由光源、導(dǎo)光板、光學(xué)用膜片和塑膠框等部分組成。為了確保顯示畫面的質(zhì)量，LCD的背光源應(yīng)具有亮度高、發(fā)光均勻、照明角度大、高效率、低功耗、壽命長、輕薄等特性?，F(xiàn)在使用的LCD背光源主要有CCFL、EL(電致發(fā)光片)和LED等幾種。與CCFL及EL背光源相比，LED背光源具有亮度高、色純度高、壽命長、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性好、成本低、易于產(chǎn)業(yè)化等多種優(yōu)點(diǎn)，是理想的背光源選擇?，F(xiàn)在多家世界領(lǐng)先的LCD生產(chǎn)廠家都在積極開發(fā)LED背光源系統(tǒng)，并已經(jīng)推向市場。LED背光源將成為未來LCD背光源的主流。

LED是一種半導(dǎo)體器件，由摻雜不同特殊半導(dǎo)體材料形成的單向?qū)ǖ腜N結(jié)（P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體在硅片上的交接面）構(gòu)成。電流通過時(shí)，電子和空穴在PN結(jié)區(qū)域復(fù)合，釋放出的能量以光輻射的形式發(fā)出。LED發(fā)光的波長由材料的禁帶寬度決定，因此不同材料的LED可以發(fā)出不同顏色。一般LED可分為GaAs系材料的紅橙系列和GaN系材料的藍(lán)綠系列，而白光LED則由不同顏色的光混合而成。

CCFL背光源或淡出舞臺(tái)

傳統(tǒng)的CCFL背光源與LED背光源相比，存在一些不足，主要表現(xiàn)在：

首先，CCFL在其峰值光譜之外還會(huì)產(chǎn)生許多不需要的光譜，引起亮度惡化，并影響LCD的色再現(xiàn)。在LCD中，光源發(fā)出的光要通過由紅、綠、藍(lán)像素構(gòu)成的LCD板。要獲得高色再現(xiàn)，LCD像素的光只能有一種圍繞主波長的窄光譜。為此，需要開發(fā)新型LCD背光源，而LED是一個(gè)很好的選擇。

其次，CCFL的白光屬于冷色，顯色性比較差，照射在物體上產(chǎn)生的色彩，不如太陽光照射的鮮艷。例如，當(dāng)前液晶電視常用的CCFL僅能表現(xiàn)約75%的顏色，而采用三基色LED混合白光，則可以較好地模擬出太陽光，表現(xiàn)出自然色，照射在物體上產(chǎn)生的顏色就比CCFL更鮮艷逼真。

再次，CCFL屬于管狀光源，要將所發(fā)出的光均勻散布到面板的每一個(gè)區(qū)域就需要相當(dāng)復(fù)雜的輔助組件。另外,屏幕的厚度也較難控制，而且隨著面板的增大，必須使用多條光源。隨著LCD尺寸的增大，LED背光模組的設(shè)計(jì)更簡單，成本也比CCFL低得多。

此外，CCFL還有發(fā)光效率低、放電電壓高、低溫下放電特性差、加熱達(dá)到穩(wěn)定灰度時(shí)間長等缺點(diǎn)，并且CCFL中含有有害金屬，不符合環(huán)保要求。 與傳統(tǒng)CCFL背光源相比，LED作為LCD的背光源具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一是亮度均勻性好。LED是一種平面狀光源，最基本的發(fā)光單元是3毫米～5毫米邊長的正方形(封裝后)，極容易組合在一起成為既定面積的面光源，具有很好的亮度均勻性。作為液晶電視的背光源，LED所需的輔助光學(xué)組件可以做得非常簡單，屏幕亮度均勻性更為出色。

二是顯色性好。LED背光源有更好的色域，色彩表現(xiàn)力強(qiáng)于CCFL背光源，可對顯示色彩數(shù)量不足的液晶技術(shù)起到很好的彌補(bǔ)作用，色彩還原好。

三是壽命長。LED的使用壽命可長達(dá)10萬小時(shí)，即便每天連續(xù)使用10個(gè)小時(shí)，也可以連續(xù)用上27年，大大延長了液晶電視的使用壽命，可獲得對等離子技術(shù)的壓倒性優(yōu)勢。

四是低壓驅(qū)動(dòng)。LED使用的是5V～24V的低壓電源，十分安全，驅(qū)動(dòng)電路模塊的設(shè)計(jì)也較為簡單。

五是穩(wěn)定性好。平面狀結(jié)構(gòu)讓LED擁有穩(wěn)固的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，抗震性能很出色。

六是綠色環(huán)保。LED中不存在對環(huán)境有害的金屬汞，更加安全環(huán)保。

LED背光源技術(shù)尚需改進(jìn)

近年來，LED背光源開始應(yīng)用于LCD電視和高端LCD顯示器。不過，LED要想占據(jù)大尺寸LCD背光源的主流還需要解決一些問題：成本太高、價(jià)格昂貴；發(fā)光效率問題；用LED作為背光源存在白光的一致性問題，這與CCFL相比是個(gè)劣勢；LED在網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)上較線性光源CCFL更難，需考慮LED輻射狀的光強(qiáng)衰減；三基色LED背光源長時(shí)間使用后會(huì)產(chǎn)生色移，波長會(huì)隨溫度變化產(chǎn)生不同顏色。

此外，LED背光源的散熱、光的均勻分布等問題也需要解決。不過，半導(dǎo)體LED技術(shù)近年來發(fā)展迅速，上述問題在一定程度上得到了解決，因此業(yè)內(nèi)人士對LED背光源的未來發(fā)展持樂觀態(tài)度。

2007年10月，索尼公司在日本高新技術(shù)博覽會(huì)上展出了采用LED背光源技術(shù)的70英寸的液晶電視。不久之后三星公司也面向全球市場發(fā)布了其70英寸采用LED背光源技術(shù)的液晶電視。據(jù)預(yù)測，2008年采用LED背光源液晶電視的市場占有率僅有0.1%，但2010年以后會(huì)快速增長，預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到3.5%，2011年達(dá)到7.5%。至2010年，全球大尺寸液晶面板用的LED背光模塊市場占整體背光模塊市場的比重可望達(dá)到14.1%。(北京工業(yè)大學(xué)教授 沈光地)

(助編：xiaohu)