在目前的平板顯示（FED）器件中LCD顯示器件據(jù)主流地位，而在現(xiàn)有的LCD器件中，大多數(shù)是透射型的。對(duì)于這些透射型的LCD器件來說，背光源是它們不可缺少的組成部分。
在LCD背光源中，雖然冷陰極熒光燈（CCFL）目前占據(jù)著統(tǒng)治地位，但LED具有寬色域、白點(diǎn)可調(diào)、高調(diào)光率及長壽命等優(yōu)點(diǎn)，故近來被開發(fā)為新型的LCD背光源，井已在一些臺(tái)式LCD監(jiān)視器以及LCD電視中得到應(yīng)用。
LCD用LED背光源（以下簡稱為LED背光源）是一種新型的背光源技術(shù)，其種類很多，但是在LCD器件中尚未得到普遍應(yīng)用，因?yàn)檫�有技術(shù)問題或成本方面的問題有待于解決。對(duì)于一些較為實(shí)用的LED背光源，本文將在后面的段落中加以介紹。
靜態(tài)照明LCD背光源
提高光效，從而提高屏輸出光與光源輸出光的比例是改進(jìn)LCD背光源的一個(gè)重要途徑。靜態(tài)照明LCD背光源便是其中的一種，其主要原理是使LCD的每個(gè)亞象素只通過與其相應(yīng)的色元件進(jìn)行照明.從而省去了濾色器，提高了光效。
結(jié)構(gòu)
在具有靜態(tài)照明背光源的LCD中，像素層下面裝有一微透鏡陣列，并且使每一個(gè)像素下均對(duì)應(yīng)一個(gè)微透鏡。這里采用的背光源照明系統(tǒng)是三原色直視背光源，每種顏色的光源均在與之對(duì)應(yīng)的亞象素上成像，井經(jīng)由投影透鏡投射在顯示屏上。
為了在顯示屏上取得足夠的亮度，并且提高顯示的均勻度：在本LCD器件中采用了光折射元件與總內(nèi)部反射器（TIR）楔形光導(dǎo)板，光導(dǎo)板內(nèi)具有合適的折射層。
靜態(tài)照明背光源通常采用紅綠藍(lán)三根CCFL。**近研發(fā)的靜態(tài)背光照明LCD采用了LED作為其背光源。
靜態(tài)照明的LCD背光源特性
在具有靜態(tài)背光源LCD器件中，由TIR楔形光導(dǎo)管輸出的光分布角為70°～90°。使用這種背光源消除了因?yàn)V色層造成的光損失（省去了濾色層之故），而使器件的透射率達(dá)到了傳統(tǒng)LCD的三倍。同時(shí)，這種背光源又能使器件的結(jié)構(gòu)得到簡化，并且能夠降低功耗。
為了進(jìn)一步減少光源的光損失，改進(jìn)光的分布角度消除因使用汞產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，以LED取代CCFL作為器件的背光源成了靜態(tài)照明LCD背光源的發(fā)展趨勢。目前已在33cm對(duì)角線的XGA級(jí)分辨率的LCD器件中成功地采用了LED靜態(tài)照明背光源。因這種器件的功耗大大降低了，故非常適合作高亮度的應(yīng)用。
反饋型LED背光源
采用紅綠藍(lán)色光的LED作為LCD背光源可以獲得****的色質(zhì)，降低功耗，避免使用汞造成的環(huán)境污染，需要控制白光的色溫，以取得足夠長的壽命。
**近開發(fā)了一種以紅綠藍(lán)光LED為光源，采用了色傳感器與反饋控制器的反饋式LCD背光源。利用這種背光源，現(xiàn)已取得了<0.02的色穩(wěn)定性與持續(xù)的亮度穩(wěn)定性，并且還可以利用其任意控制器件的白色點(diǎn)與亮度。
結(jié)構(gòu)
反饋式LED背光源系統(tǒng)是由四個(gè)主要的功能模塊組成，它們是具有濾色層的傳感器，反饋控制器，脈寬調(diào)制（PWM）LED驅(qū)動(dòng)器以及紅綠藍(lán)lux-eonTM型LED光源陣列元件。
LED光源
此處的LED光源所使用的LED為luxeon式氮化銦鎵（InGaN）的藍(lán)光管與綠光管以及磷化鋁銦鎵的（AllnGaP）紅光管，它們都是大功率高效型的。圖5是這些LED背光源的發(fā)射光譜線性能，圖6是在其溫度為85℃時(shí)的典型壽命性能。這種背光源具有很低的動(dòng)態(tài)電阻，以PWM恒定電流驅(qū)動(dòng)，光源的光輸出正比于PWM的脈寬。這種光源具有色域?qū)�，色品度可調(diào)及環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
特性
采用反饋型LED背光源，可使LED器件在25℃～70℃的溫度范圍中，取得的色漂移，并可以得到可接受的色穩(wěn)定性：在處理光反饋信號(hào)時(shí)，不需要有大的預(yù)處理功率。此外，如前文所述，這樣做還有色域與環(huán)境保護(hù)的好處。
傳感器
這里使用的傳感器是由具有濾色層的三只裝在一個(gè)元件中的光電二極管及其具有互相阻抗放大的印刷電路板組成。傳感器的濾色層具有CIE193lXyzCMFs近似值。利用這種傳感器，可以獲取測量輻射功率的輸出電壓。在將所獲取的電壓饋送到控制器之前，該電壓會(huì)被系統(tǒng)平均化。
LuxeonTM型驅(qū)動(dòng)器
這種驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)能升降輸入電壓的開關(guān)電源。它是由一個(gè)開關(guān)式電壓——電流放大器以及必要的電路組成，能夠?qū)τ糜贚CD系統(tǒng)的600Hz高頻PWM進(jìn)行預(yù)處理。為了不引起過量的電磁干擾、功率損失與抬高成本，本驅(qū)動(dòng)器上無反饋回路。
反饋控制器
反饋控制器由三部分組成，即色控制器、占空因數(shù)控制器與光強(qiáng)度控制器。色控制器具有一靈敏集成陣列，用于補(bǔ)償來自傳感器的輸出誤差，從而保持了輸出色度的恒定。光強(qiáng)度控制器的核心為一敏感矩陣，該矩陣具有把傳感器輸出向LED電流占空因素轉(zhuǎn)換的功能，并使輸出亮度與溫度的關(guān)系以及色度在任何時(shí)候都保持不變，這可以從測量中得到。
新型光導(dǎo)板結(jié)合式LED背光源
如果在LCD背光源系統(tǒng)中采用高亮度紅綠藍(lán)光LED**需要有混色裝置，以在光源的光到達(dá)LCD板前進(jìn)行混色。在傳統(tǒng)的LCD背光源中，混色是以獨(dú)立于光軸抽取結(jié)構(gòu)（白色涂層或微透鏡）的光導(dǎo)極中進(jìn)行的。為了照亮整個(gè)顯示區(qū)，**得采用兩塊光導(dǎo)板，這會(huì)使背光源變得又重又厚，并且還會(huì)產(chǎn)生光導(dǎo)板的亮度與色度難以匹配等缺點(diǎn)。
為了克服上述缺點(diǎn)，荷蘭近來開發(fā)一種新的LED背光源，它將分離的混色光導(dǎo)板與傳統(tǒng)的光抽光導(dǎo)板結(jié)合在一起。
結(jié)合式LED背光源的結(jié)構(gòu)與工作原理
背光源是由LED光源①、****橢圓鏡面②、混色光導(dǎo)板③、****橢圓鏡面④、反射膜⑤、主光導(dǎo)板⑥、校準(zhǔn)與偏振控制膜⑦、框架⑧與散熱片⑨組成。
工作時(shí)，由LED光源①發(fā)出的光經(jīng)****橢圓②作90°的反射，耦合人混色光導(dǎo)板③，光經(jīng)混色光導(dǎo)板混合成相應(yīng)的白光后，再被耦合入****橢圓④作90°反射，進(jìn)入主光導(dǎo)極⑥。主光導(dǎo)板具有屏象素圖案，該圖案是為LED光源的光分布而作了優(yōu)化的。來自****橢圓鏡面的光經(jīng)主光導(dǎo)板射向LCD板。
為了進(jìn)一步改進(jìn)色均勻度，在主光導(dǎo)板的光進(jìn)入一邊還配備了一條微棱鏡，它的作用是增加光的角分布，從而改進(jìn)光色的混合。
在橢圓鏡面上制以高反射率的鋁膜，并采用了高反射率的線條，以提高反射率。橢圓鏡面使LED所發(fā)光的光學(xué)軸作了相對(duì)于光導(dǎo)平面90°的旋轉(zhuǎn)，因而使本背光源的結(jié)構(gòu)變得更加緊湊。
性能與優(yōu)點(diǎn)
本文中的光導(dǎo)板結(jié)合式LED背光源對(duì)角線為38cm，具有34只luxeomTM型LED，管子的節(jié)距為9mm，驅(qū)動(dòng)功率為45W。利用這種LED背光源，已取得了4300cd/m2的峰值亮度。
新型光導(dǎo)板結(jié)合LED背光源有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
●重量輕，厚度薄，堅(jiān)固耐用；
●與現(xiàn)存的背光源技術(shù)與制造機(jī)制兼容；
●可以與各種光導(dǎo)板，甚至包括具有預(yù)制象素圖案的平面屏以及具有微往面透鏡結(jié)構(gòu)的楔形光導(dǎo)板結(jié)合；
●適用屏的尺寸范圍較大（25.4cm-5lcm），而LED的節(jié)距與光導(dǎo)板的長度卻可以保持不變；
●其每個(gè)LED的輸出光通可以穩(wěn)定地增加，從而可以在不增加LED數(shù)量與減少LED節(jié)距的情況下達(dá)到給定的亮度；
●可以通過加長光導(dǎo)板長度，較容易地改進(jìn)混色性能。
關(guān)鍵詞：LED背光源,液晶拼接屏； 標(biāo)簽：LED背光源