半月谈：LED背光设计知多少？
品慧电子讯LED由于其低功耗，节能环保，寿命长等特性广泛用于手机，电视，汽车等领域的背光源，随着大功率LED的出现以及便携电子产品小型化，LED背光技术运用范围也会越来越广。而关于LED背光的设计你又知道多少呢？我们一起来看看吧！
近年来，LED显示屏行业已经步入成熟期，随着经济的复苏，2013年LED产业将呈现增长趋势，对背光与照明的需求显著增加。相比CCFL，LED有具有寿命长，发光效率高，无干扰等特点。原来一直在使用CCFL(冷阴极荧光灯)背光源的笔记本和显示器产品中LED背光的使用量也在不断扩大。同时在CCFL一统天下的液晶电视领域，随着海信推出第一款LED背光电视，国内市场上LED背光电视产品也纷纷出现在市场中。
直下式与侧光式LED的背光源对比
在液晶电视领域，市场上主要销售的LED背光源技术主要有直下式白色LED光源和侧入式白色LED光源两种。直下式强调画质表现优异，侧入式则强调超薄节能领先，各有优缺点，以及成本差异，但在终端产品售价上则互有高低；研究机构LEDinside认为，由于超薄电视日益受到欢迎，侧光式LED TV的销量增长会较快，价格上较平易近人。而直下式LED TV则受到需要高端影音设备的消费者欢迎。
图：直下式与侧入式排列方式
直下式LED的背光源技术优缺点：
直下式LED背光源是把LED芯片均匀地配置在液晶面板的后方当作发光源，使背光可以均匀传达到整个屏幕，画面细节更细腻逼真。
直下式的优点是能够分别设置不同的背光源模块权责区域，理论上也可以做到每一颗LED独立发光控制亮度。
缺点是线路与设计成本不易，直下式LED背光的大尺寸液晶电视需要用到上千颗LED芯片，成本相对较高。尤其是早期LED TV刚推出时，使用RGB三色LED来提高演色性，让画面色彩能够更鲜艳，成本自然高居不下，但随着近年业界采用较便宜的白光LED来当背光源，目前已经可以调整到较佳的水平。除成本较高外，直下式LED TV画面变换过程中，画面上的亮区域要调整成暗区域时，邻近画面区域的灰阶层次会被影响而降低，产生了些微模糊(blooming)的现象。如果直下式LED背光模块配置在液晶屏幕后方的LED芯片密度越高，或者是分区调光的区域越多，产生模糊现象的机率会比较小。另外直下式LED TV较侧光式LED TV耗电，原因是采用较多的LED芯片数，但还是比CCFL背光液晶电视省电。
侧光式LED的背光源技术优缺点：
侧光式LED背光源，是把LED芯片配置在液晶屏幕的四周边缘，再搭配导光板，让LED背光模块发光时，把从屏幕边缘发射的光透过导光板输送到屏幕中央的区域去，这样整体就有足够的背光量，可让液晶屏幕显示画面。
侧光式LED背光源的优点有两个，其一是可使用较少颗的LED芯片，节省成本，其二就是能够打造比较轻薄的机身，让LED TV液晶面板的后方不需要配置LED模块，而是放置在侧边，可减少屏幕整体的厚度，打造出较直下式LED背光液晶电视更薄的机种来，成本上也比较便宜。
侧光式LED背光的缺点，就是画面均匀性不佳。尽管侧光式LED TV的厚度较薄，可是使用的LED芯片数量比较少，而且是透过导光板的方式把光送到画面，这会造成这种LED TV的四周边缘画面亮度，比屏幕中央要亮，屏幕的边缘区域会比画面中间的温度高。
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- 第一页：直下式与侧光式LED背光源优缺点对比
- 第二页：采用LED背光源面临的困难及应用设计范例
采用LED作为背光源所面临的困难
LED作为LCD背光源应用，已广泛用于手机、汽车、电视、电子手表、电子计算器和刷卡机上，随着便携电子产品日趋小型化，LED背光源更具优势，但对于LED背光的普及，仍存在以下几个困难：
困难一：LED过高的成本
不论是上网本还是笔记本计算机，其屏幕尺寸基本上都在15英寸以下，并且使用的都是成本相对较低的白光LED。由于它们所搭载的LED背光模块尺寸相对较小，成本和CCFL背光差距并不是太大。而液晶显示器的屏幕尺寸基本上都在22英寸以上，屏幕的实际面积要比笔记本计算机产品大上数倍甚至更多，因此即使是成本相对较低的背光LED模块，价格也要贵上很多。
由于三色LED背光模块在结构上比普通的白光LED更加复杂，因此它的成本要更加昂贵，相对于三色LED背光液晶显示器而言，使用普通白光LED液晶显示器的价格相对而言要便宜不少，但依然要比同类功效的CCFL液晶显示器价格贵数百元。而在目前经济环境不容乐观的情况下，消费者在选购产品时往往会更加注重价格，更加愿意购买价格更便宜的CCFL背光液晶显示器。
困难二：色彩控制不准确
很多人都有这样的误解：采用LED背光源的液晶显示器一定能够拥有更加丰富的色域，但事实并非如此。白光LED背光源与普通没有加入磷粉等物质的CCFL背光源相同，一般只能提供72%左右的NTSC色域。若使用三色LED背光源，液晶显示器的色域值就能够轻松达到 100%以上。但使用过消费级广色域的作图用户会发现一个问题，普通的广色域液晶显示器虽然能够提供更加丰富的色彩，但是受到显示器IC芯片的限制，大多广色域机型都存在一定的偏色现象，或色彩过于饱和，色彩还原并不是特别准确，这样对于一些色彩精度要求很高的制图或专业用户而言，这样的液晶显示器显然无法达到他们的要求。
而对于拥有更加广阔色域范围的三色LED背光而言，若想要将色彩控制得更准确，对液晶显示器控制IC的要求和能力更高。因此我们一般使用蜘蛛或Eyeone校色仪对消费级的三色LED背光液晶显示器以及液晶电视上进行测试时，会发现三角色域图中的红色或其它一种原色会发出过度溢出的现象。
困难三：上游厂商的设备更新及市场需求
上游的面板厂商以及背光模块生产厂商一直在生产CCFL背光模块，其生产设备都是为生产CCFL背光源而引进的，经过数年的生产和使用后，这些上游厂商已经逐渐盈利，并且在设备还未到达使用年限的时候，厂商也希望它们能够为自己创造出更多的利润。但不论是生产白光 LED背光源还是更高端的三色LED背光源，都需要使用和CCFL背光模块不同的生产设备，即若要立刻大规模制造LED背光模块，这些模块厂商必须更换全新的设备，并且现有的CCFL模块生产设备将会全部被“荒废”。这显然需要模块生产厂商花费巨大的成本，换成任何一个人当老板，没人会作出立刻全线换代的决定。
一些资金充裕、产能充足的模块工厂会在保持继续生产CCFL背光源的同时，也会逐渐引进新的LED背光生产设备，从而逐渐将传统的CCFL背光生产设备替换掉。但这需要长时间的过程才能实现，并非一日之功。并且消费者会认为，LED背光液晶并非一定要购买，普通的 CCFL液晶完全能够满足自己的需求，并且价格也更加便宜，这样用户也缺少一种购买LED背光的理由。
困难四：LED背光技术在大尺寸显示屏的应用
LED 背光系统则由于发光功率比较低，长期以来只能应用在小尺寸的LCD 当中。然而，由于LED 背光系统本身具有CCFL 无法比拟的优点，比如：色彩还原好、省电、寿命长；另外由于LED 背光不含汞蒸汽，对环境的污染也少，加上大功率LED 的出现，相信这个问题很快可以得到改善，LED背光技术也将运用到更多的地方。
LED背光技术应用及设计需求
目前LED背光技术已应用在手机，汽车，电视等领域，以下搜集了LED背光在汽车，电视及手机领域的设计方案相关文章，供大家参考。
LED背光在车载信息娱乐系统中的设计及应用
LED背光照明在汽车上已经得到了广泛的应用，尤其是在仪表板、导航仪等车载信息娱乐系统上。由于这些应用处于严酷的汽车电环境中，必须补偿范围很宽的环境照明条件变化，而且必须能放入非常受限的空间中，该如何优化这种设计呢？ 请参考：LED背光在车载信息娱乐系统中的设计及应用。
低功耗液晶电视LED背光源设计方案
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手机LED背光电源管理的设计需求
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