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。 小知识:P型半导体和N型半导体 如果在硅或锗等半导体材料中加入微量的硼、铟、镓或铝等三价元素,就变成以空穴导电为主的半导体,即P型半导体。在P型半导体中,空穴(带正 电)叫多数载流子;电子(带负电)叫少数载流子。 如果在硅或锗等半导体材料中加入微量的磷、锑、砷等五价元素,就变成以电子导电为主的半导体,即N型半导体。在N型半导体中,电子(带负电)叫多数 载流子;空穴(带正电)叫少数载流子。 由于LED只能发出单波长光线,因此LED无法像白炽灯那样轻易发出白色光。这也就是LED指示灯只有蓝色、红色、绿色等颜色,而没有白色的原因。 无法发出白色光对于指示灯之类的应用并不是什么问题,但对于LCD背光源来说则是无法逾越的障碍。为了早日实现LED成为显示器背光源的接班人,各 个LED制造商都开始重点研究白光LED产品。而在这一领域,日本的日亚化学是先行者,它在1996年就提出了解决方案,即在蓝色LED上涂上黄色荧光粉 实现白光输出。由于起步早,技术成熟,日亚化学取得了白光LED领域的主导地位。据统计采用日亚化学方案的产品占据了80%的市场份额。 被广泛用作指示灯的LED器件 http://hi.baidu.com/alex_volcano/blog/item/92be8e1891b5f00134fa415a.html[8/5/2011 3:18:11 PM] 液晶背光类型及优缺点(LCD、CCFL、LED)_休眠的火山_百度空间 1.5mm指示灯用LED横截面示意图 LED单元构造示意图 LED作为LCD背光会带来哪些好处呢?首先,采用LED背光的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 一个LED半导体,这样LED背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮度均匀性,还不需要复杂的光路设计,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笔记本电脑拥有更佳的移动性。例如,SONY近期推出的VAIO TX笔记本就 采用了厚度仅有4.5mm的LED背光液晶显示屏。 其次,在发光寿命方面,LED背光技术也将CCFL远远抛在后面。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。这样的寿命对于频繁使用的用户来说意味着使用2~3年后LCD的亮度就将会明显下降,而不得不更换LCD的CCFL背光模组。而L ED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,而且还有再次提升的潜力。即使24小时不间断使用,这样的寿命也足够使 用5年! 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,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。在色彩表现力和色阶过渡方面 ,LED背光也有显著的优势。 小知识:NTSC标准 在视频领域,人们一般用NTSC(美国国家电视系统委员会)标准作为衡量视频设备的色彩还原能力的指标。这个指标是指在整个色彩空间内,显示设备能 在各种色彩上显示到何种饱和度,即能够显示到什么程度的蓝色、绿色、红色。传统的液晶电视和显示器能够覆盖的色彩范围只有NTSC标准的65%~75 %,具体表现在绿色、黄色和红色部分与标准值相差较大。 毫不夸张地说,LED背光技术的引入,使LCD首次在色彩表现力方面可以和CRT相提并论。此外,由于LED的平面光源特性,LED背光还能实现CCFL 无法企及的分区域的色彩和色度调节,从而实现更精确的色彩还原,以适应平面出版和图形设计工作的需要。 尽管LED背光技术有着巨大的优势,但是现阶段依然面临一些难题急需解决。LED背光技术首先遇到的挑战就是成本问题。由于白光LED器件被几大寡 头所垄断,因此LED背光的制造成本居高不下。采用LED背光的产品售价现阶段依然明显高于CCFL背光产品,而且白光LED器件的产量也无法满足大批量 的需求,要实现LED背光的快速普及,就必须突破白光LED的专利封锁。 除了成本问题,现阶段LED背光技术在发光效率方面也难以让人满意。现阶段的CCFL发光效率基本都在60 lm/W(流明/瓦)左右,而大型化的LED背光则 只有30 lm/W。究其原因,主要是LED会随着芯片面积的增大而出现电流密度不均匀的现象,这必然导致整体发光效率低下,同时产生较高的热量。由于在 大尺寸背光发光效率上的差距达到了50%,因此LED背光用在大尺寸面板上所需要的功耗将会是普通CCFL的2倍!这也是现在成品化的大尺寸LED背光LCD 都搭配了主动散热系统的原因。 不过,随着各大厂商对于LED背光研究投入的持续增加,以上两个困扰LED背光的关键问题都有望很快得到解决。白光LED主导厂商日亚化学在2004年开 始便不断提升旗下白光LED产品的产量,同时其他厂商的白光LED产品也开始量产,白光LED的价格也正以较快的速度下降,相信不超过两年,LED背光 模组的价格就将会和CCFL背光模组的价格持平。至于LED的发光效率问题,近期也有了明显的改善。新一代白光LED的发光效率已经提升到了50 lm/W, 和CCFL的差距只有区区10 lm/W。在未来3~5年内,LED的发光效率很可能超越80 lm/W的水平。 小资料:LED背光技术成品化步伐 早在2004年,SONY便率先将LED背光技术成品化,推出了一款采用LED背光的23英寸LCD和一款46英寸的液晶电视。尽管这两款产品都存在功耗高、 发热量大和价格高昂的缺陷,但LED在显示质量方面的优势得到了充分体现。 在2005年5月举行的SID 2005(2005显示信息学会)会议上,LG-飞利浦、三星电子等都展出了他们各自的LED背光平面显示器。其中LG-飞利浦还首次提 出将LED与CCFL混用各取所长的背光解决方案,通过这样的设计不仅成功地降低了LED背光的功耗问题,还将LCD的对比度提升到了10000∶1! 毫无疑问,LED背光技术在不久的将来会取代CCFL,成为LCD主流背光源。在LED背光技术的帮助下,LCD将会在色彩还原度、使用寿命方面获得极 http://hi.baidu.com/alex_volcano/blog/item/92be8e1891b5f00134fa415a.html[8/5/2011 3:18:11 PM]