因其具有高亮度、長(zhǎng)壽命、色彩均勻和節(jié)約空間等優(yōu)點(diǎn)，led在越來(lái)越多的應(yīng)用中逐步取代了傳統(tǒng)的冷陰極熒光燈（ccfl）。從小型的手機(jī)液晶顯示器（lcd）到大型的70寸液晶電視面板，led正迅速發(fā)展成為背光的首選技術(shù)。
在歷史上，lcd背光已使用了不同的光源，包括白熾燈、熒光燈和led。oem用來(lái)決定最適合自己應(yīng)用的背光技術(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn)包括成本、亮度、均勻度、效能、燈的使用壽命、堅(jiān)固性、尺寸、集成度和近來(lái)越來(lái)越為人們所關(guān)注的環(huán)境因素。
led多年來(lái)一直是小型lcd背光技術(shù)的首選，尤其是用于手機(jī)、掌上電腦、mp3播放器等對(duì)角線小于5英寸以下的手持設(shè)備。對(duì)于更大的屏幕尺寸，傳統(tǒng)上,ccfl更加節(jié)約成本，并且一直為大多數(shù)大中型工業(yè)顯示器提供背光�？墒�，由于日益提高的性能和現(xiàn)在高亮度led（hbled）的成本穩(wěn)步下降等因素，它的亮度已經(jīng)可以與用于大型顯示器背光的ccfl媲美，因而向led的轉(zhuǎn)型正在進(jìn)行中。
hbled的優(yōu)勢(shì)
hbled在背光應(yīng)用中有眾多超越ccfl的重要優(yōu)勢(shì)。hbled能夠提供比ccfl更高的亮度，并且，在正確地集成入系統(tǒng)時(shí)，led背光的使用壽命更長(zhǎng)。此外，hbled可在更廣的溫度范圍內(nèi)高效工作，尤其是在低溫下。在那些很難提供ccfl所需高壓的應(yīng)用中，led則擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兛梢栽诘椭绷麟妷合抡９ぷ�。hbled的其他優(yōu)點(diǎn)包括單位電能輸入下光輸出越來(lái)越高，以及優(yōu)化色域的能力。最后，led寬廣的調(diào)光能力也是某些應(yīng)用中的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。
隨著高亮度hbled的價(jià)格因用量增加而持續(xù)下降，許多專家預(yù)測(cè)，hbled將最終達(dá)到ccfl的同等價(jià)格。這種成本均衡已促使oem廠商選擇hbled來(lái)用于較大型的顯示器，如gps系統(tǒng)、便攜式dvd播放器、筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)顯示器以及在工業(yè)中使用的6.5-20.1英寸的lcd。led也正在用于尺寸從32英寸一直到70英寸的大型平板lcd電視中。表1顯示了led同其他常用光源的對(duì)比。
掌控均勻度
當(dāng)將多個(gè)led用于為較大的lcd提供背光時(shí)，led光源的發(fā)光必須分散在更大的范圍，重要的是確保每種顏色的亮度和波長(zhǎng)保持均勻以避免出現(xiàn)亮點(diǎn)和暗塊。這點(diǎn)對(duì)于直接投影的led背光單元（blu）尤其關(guān)鍵，哪怕是很小的顏色差異都會(huì)降低顯示屏的均勻度。為了更好地掌控均勻度，每個(gè)背光的各種顏色波長(zhǎng)都必須嚴(yán)格匹配，綠色和藍(lán)色為5nm，因?yàn)樗鼈兪莾煞N最重要的顏色。
led制造過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)性能與技術(shù)數(shù)據(jù)表所給出的平均值略有出入的情況�；谶@個(gè)原因，led制造商根據(jù)光通量、顏色和正向電壓（v1）來(lái)分裝元件。亮度和顏色的精細(xì)分裝可以用來(lái)獲得較好的一致性。對(duì)于亮度來(lái)說(shuō)，1/4分裝以及每個(gè)燈管擴(kuò)譜15%是亮度的標(biāo)準(zhǔn)。
優(yōu)化led的使用壽命
led blu的正確散熱管理非常重要，因?yàn)殡S著驅(qū)動(dòng)電流和結(jié)溫的升高，led的效率會(huì)迅速下降，從而降低亮度，縮短led的壽命。更高的電流將引起結(jié)溫升高，如果不能限制電流，結(jié)點(diǎn)將最終因高溫而發(fā)生故障，這種現(xiàn)象有時(shí)被稱為熱逸散。因此，通常的做法是將led安裝在金屬芯pcb上以將led的熱量快速傳導(dǎo)出去。根據(jù)不同的整體設(shè)計(jì)，可能需要對(duì)led的背板實(shí)施直接冷卻（如使用冷卻風(fēng)扇）。
在led的使用過(guò)程中保持亮度和色彩的一致性也很重要。led的三種主要顏色（紅、綠和藍(lán)）有不同的亮度衰減率。采用閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)保持三種顏色的個(gè)體亮度，是在長(zhǎng)時(shí)間和寬工作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳亮度和正確色彩平衡的最佳解決方案。一些商用三色光學(xué)傳感器加上適當(dāng)?shù)目刂齐娐肪涂蓪?shí)現(xiàn)這一功能。
led制造技術(shù)的進(jìn)步
用于制造hbled的半導(dǎo)體技術(shù)是決定最終產(chǎn)品整體性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。常規(guī)的hbled通常是用碳化硅、藍(lán)寶石或其他材料的襯底制成。這些襯底吸收了led產(chǎn)生的一些光子，會(huì)降低效率。
迄今為止，hbled通常采用兩種主要技術(shù)制成：ingan和allngap（也稱為ingaaip）。通過(guò)這兩種主要技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同的顏色。施加1.8v-2.3v左右的正向電壓，alingap可發(fā)出從綠色（570nm）到血紅色（632nm）的光線。ingan用來(lái)發(fā)出從藍(lán)色（460nm）到寶石綠色（528nm）的光線和基于熒光體的顏色，如白光（通常3250k或通常5600k）。ingan具有較高的正向電壓，大約在3.2v到3.8v，這主要取決于顏色。
最近，歐司朗光電半導(dǎo)體開發(fā)出一種制造led的新方法，一種稱為“薄膜”的工藝。在“薄膜”工藝中，led晶圓采用與傳統(tǒng)alingap和ingan晶圓同樣的工藝制造，一個(gè)不同點(diǎn)就是在外延層下增加了犧牲層（圖1）。晶圓被翻轉(zhuǎn)并貼在一個(gè)支撐板上，它含有幾個(gè)能夠提供高反射鏡面的元件。然后，通過(guò)剝離將最初的襯底去掉。不同剝離技術(shù)的運(yùn)用，要視襯底為alingap還是ingan材料而定�；衔锞A采用傳統(tǒng)的金屬化工藝進(jìn)行表面處理，然后被切成單個(gè)led晶片并進(jìn)行封裝。由此產(chǎn)生的晶粒有一個(gè)發(fā)光層，不會(huì)出現(xiàn)側(cè)面發(fā)光，將效率提升到新的水平。
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