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当前位置：&>>&&>>&&>>&直下式高亮度LED背光源的实现方案
　　直下式结构的LED具有更高的色彩还原、省电、寿命长、抗震动性，在低温环境中工作不受影响。由于LED具有这些优势，越来越多的厂商已着手研制大尺寸的直下式LED背。但由于直下式厚度相对侧入式较厚，因此在中小型LCD液晶显示系统中侧入式所占市场比重大于直下式结构。
　　近年来，三星在韩国推出了一款52英寸全高清LED液晶电视“PAVV-LED52”。此次发布的52英寸全高清LED背光液晶电视，采用了只降低黑暗图像部分的背光亮度、由三星自主研发的“变色龙LED背光（ChameleonLEDBacklight）”技术。动态对比度达到50万：1,耗电量最多可降低50%。而且，通过高速影像模式，能够实现图像抖动及残像少、色彩鲜明的影像画质。由此看来，LED性能完全超越CCFL背光源已经成为可能。
　　1& LED背光源的设计方法
　　1.1 系统概述
　　以对角线长度为15英寸，即长、宽、高分别为89.44mm、67.08mm、5mm的为例，设计要求的亮度通过液晶显示屏后要达到1,200cd/m2,亮度均匀性达到85%以上，功率小于50W;工作温度为-40°C~60°C,亮度可调，且调节范围宽调节精度高。
　　在满足以上要求的同时，为了使背能够更好地工作，系统设计应包括过压保护、高温保护等功能模块。下面以上述要求为目标，给出我们的LED背光设计方案以及根据最后的性能测试结果对用大功率白光LED实现高亮度背光设计中将会遇到的问题进行阐述分析，并提出解决的办法。
　　1.2 直下式LED背光源结构
　　LED背光源的工艺过程是将LED点光源转化为发光均匀的面光源。根据光源分布位置的不同，分为侧光式和直下式两种。为了实现高亮度均匀性的背光模组的设计，首先要选定构成背光模组的系统结构形式。本文采用直下式结构。
　　侧光式LED背光源应用在大中尺寸的LCD上时，导光板重量和成本会随着尺寸增加而增加，并且发光均匀性和发光亮度不理想，而直下式LED背光源表现则比较好。直下式背光源工艺相对简单，不需要导光板，是将光源（LED晶片阵列）及PCB置于背光源底部，光线从LED射出后，经过散射膜散射，得到均匀性较好的散射光，再通过两片棱镜膜（分别为水平方向和垂直方向BEF1和BEF2）将散射光集中在垂直于膜的方向以一定的发射角度出射。为了更好地利用光能，提高整体效率，我们在底板LED灯表面加了一层，实验证明，反射膜的存在使得亮度、效率提高了近20%。同时在底部光源上涂布一层含有散射剂的导光胶，导光胶厚度视腔体高度和导光胶特性而定，主要起两点作用：①提高亮度均匀性；②保护LED晶片，提高可靠性。
　　背光源的厚度由反射膜与散射板之间的腔体高度决定。理论上在符合安装要求及发光亮度的前提下，腔体高度越大，光线从散射板射出的均匀性越好。直下式LED背光源的结构见图1。直下式背光源技术关键是控制亮度均匀性，提高发光效率。散射膜与LED光源之间须预留一定的空间，提高亮度均匀性，故直下式背光源的厚度相对较厚。因光源数量多，发光亮度和功耗均大于侧光式背光源。LED管芯工作状态下释放出的热能集中在腔体内，在大面积、高亮度的LED背光产品设计时，应考虑模块散热装置。
图1 光学系统结构控制示意图
　　我们采用Lumileds生产的白光LED,典型电流为700mA,额定功率为3W,发光强度为80lm,发散角度为120°并对其光电特性进行了均匀性筛选，选用其中匹配性较好的LED作为系统光源。
　　大功率LED在典型电流工作时会发出大量的热能，容易产生高温，对液晶显示器产生影响，为此，我们将其降额使用，增加灯的数量，减小工作电流，这样一来，缓解了高温问题，而多数的灯也可以在均匀性上达到更好的效果。
　　综合以上因素，我们在有效区域内排布了64颗灯，每8颗灯串联在一起作为一组，64颗灯共分为了8组，然后并联在一起。追踪大约条光线，分析结果显示导光板上表面共射出52流明的总光通量，且照度分布均匀性大于80%,基本满足背光系统要求。如下图所示：下面是利用LightTools光学模拟软件的背光模拟（图2）及背光板亮度分布（图3）：
图2 背光模拟图
图3 背光亮度分布图
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晶科电子：专注高亮度LED背光源 构建国际化的供应链
来源：高工LED综合报道 &&&发布时间： &&&&
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摘要：过去的一年，超高清、大尺寸、智能化、曲面等元素成为电视机行业的热点，各种新技术也是层出不穷，而全球各大电视机厂商无一例外都推出具有以上元素的产品以快速抢占市场。
关键词：&&&&&
【高工LED综合报道】
过去的一年，超高清、大尺寸、智能化、曲面等元素成为电视机行业的热点，各种新技术也是层出不穷，而全球各大电视机厂商无一例外都推出具有以上元素的产品以快速抢占市场。作为LED产业链中上游的核心芯片和光源产品制造商，晶科电子(广州)有限公司也利用最新LED芯片与封装技术推出了大功率的高亮度LED背光源，可提供超过95%的高色域体验，几乎接近于量子点技术，且具有非常高的稳定性。近日，在2015中国电子信息博览会期间，本刊记者采访了晶科电子(广州)有限公司(以下简称：晶科电子)总裁肖国伟博士，请他详细介绍晶科电子最新高亮度的LED背光源技术以及相关解决方案。
　　晶科电子总裁肖国伟博士在演讲
　　专注LED倒装技术&& 提供高亮度LED背光源
　　前些年，LED背光器件一直被三星、首尔半导体、亿光等韩日、台湾厂家所垄断。随着国内封装厂家技术的不断提高，越来越多的企业参与其中并开始抢夺市场份额。晶科电子2006年8月在广州南沙成立。2014年晶科电子增资至7000万美元，拥有35000平方米生产厂房与研发基地，总投资规模达15亿人民币，目标是在广州建设完成年产值20~25亿大功率LED外延、芯片及模组制造、LED光组件产品生产线，形成规模化的LED中上游产业链。目前，晶科电子主营高亮度LED背光产品，产品已经成功进入TCL、创维、海信、长虹等主流电视机厂家的供应链。
　　肖国伟博士介绍，作为液晶电视的部件供应商晶科电子主要提供大功率的高亮度的LED背光源。LCD电视之所以能达到超高色域主要在于电视机背光技术的创新和性能的提升。针对显示类的背光产品，晶科电子利用最新LED封装技术和LED荧光粉提供高亮度LED背光源，并通过适当的液晶配比能够达到95%以上的高色域，而传统的液晶电视色域仅为70% -75%。
　　谈及量子点技术，肖国伟博士介绍，尽管量子点技术可以让液晶电视色域达到110%，但是由于量子点本身材料上的先天不足，使其对高温和湿热有比较大的衰减性。目前，晶科电子正集中开发通过把量子点材料直接封装在LED的背光源上，来对量子点进行保护，这不仅可以进一步降低成本，而且可使电视机的厚度可以得到一定的下降。
　　随着超高色域、4K以上的超高分辨率、曲面以及量子点等大尺寸液晶电视的出现，晶科电子开始关注4K以上的高分辨率的LED背光源技术与产品研发。肖国伟博士介绍，晶科电子主要通过最新R粉封装与COB封装技术来提升LED背光源的高色域表现。
　　针对背光器件对产品高可靠性、高稳定性的要求，晶科电子封装器件以倒装无金线技术为依托，着力开发了高稳定性的LED背光产品，其拥有高亮度、高光效、低热阻、超薄封装、小尺寸和颜色一致性好等特点。目前，该公司已经推出了高可靠性的侧发光背光封装器件，直下式背光器件，逐步赢得市场认可。肖国伟博士表示，&由于LED倒装背光源具有大功率和封装的优势，越来越多用在电视机背光源上。&
　　&虽然LED器件和封装在整个电视机成本所占的比重非常低，但是有一颗灯死掉，整个电视报废。从材料本身特性来讲，2W以上是一定存在产品质量风险的。晶科电子最近在开发一些诸如SMC的新型材料，可以承受更高的温度。相对于消费者对电视机性能的高要求，我认为LED背光源的质量要远远比LED整个背光系统成本下降更重要。未来，晶科电子将致力于提供高色域、高亮度、高可靠性的LED背光源产品。&他表示。
　　对于LED背光源未来发展，肖国伟博士认为LED芯片结构的改变和量子点技术的引入，将为电视机背光源提供更好的选择。而LED背光源在高亮度、高色域上的表现，将是未来1-2年内发展的趋势和方向。
　　双色闪光灯解决方案&& 真实还原拍摄色差
　　除了对高亮度LED背光源技术开发外，晶科电子还针对移动终端设备市场的快速增长，开发了大功率高亮度的双色闪光灯。晶科电子双色方案即真色彩闪光灯解决方案，其可让暖色调搭配冷色调，真实还原拍摄的色差，提高白平衡效果。
　　闪光灯作为摄像头一个很重要的部件，起到最重要的作用在于还原拍照色彩。随着手机象素的不断攀升，用户对于闪光灯也有了新的要求。肖国伟博士介绍，该产品运用了晶科电子具有行业领先水平的LED倒装技术，主要集中在1.5W-3W之间，适用于1200像素以上的智能手机配置，其也是国内首款双色闪光灯产品。晶科电子全新EFG型号，能满足1600万像素拍照要求，1m中心照度达180lx。
　　为满足真色彩拍照需求，晶科电子用LED闪光灯补充暖色调来进行色彩还原。&目前使用的暖色调闪光灯欠缺红色，而晶科电子用一个暖色调的闪光灯来补充红色调方面的色彩，可以让RGB三种颜色的还原能力都可以达到满意的需求。全光谱的LED普通市面上的显示技术的CRI是70，而晶科电子全光谱的LED方案可以超过90%。&肖国伟博士介绍，&晶科电子全光谱LED，可以使全波段色差还原，提升照片色彩鲜艳度。&
　　肖国伟博士表示，目前仅有苹果智能手机使用双色闪光灯。他还介绍，&大功率瓦数最大的一个问题就是光学的一致性，而双色闪光灯对封装和材料提出了更高的要求。晶科电子这款产品的样品已经提供给我们的客户。&
　　股权投资、战略联盟&& 构建国际化产业链
　　目前LED两个最大应用主要是在显示背光和照明这两大领域。而晶科电子均有涉足这两个领域。随着LED 技术的不断发展，CSP封装和和倒装技术已能很好的相结合，其可以免除传统封装需要在支架上固晶焊线，使产品的尺寸基本上接近于LED芯片的尺寸，同时提供更好的散热性能。目前，晶科电子已可以完成这类LED背光源产品的封装，并与电视机厂共同应用到电视机背光上。
　　&这类背光产品的使用可以使直下式背光的厚度接近于侧入式背光的厚度，其成本也得到了进一步的下降，同时直下式背光的瓦数也可以从2W提升到3W，这使得电视机背光技术更上一个新台阶。&肖国伟博士表示，&特别是针对大尺寸、高清晰度的液晶显示器，这个技术可以满足4K甚至8K的液晶面板的背光需求。因此，在白光芯片这一领域，晶科电子是率先推出这类解决方案的企业，其主要技术细节还是基于倒装LED 芯片和封装技术，传统的LED封装企业很难完成。&
　　对于&无封装&、&无电源&LED技术方案，肖国伟博士表示，严格来讲，&无封装&并不是 无封装，其仅仅是把传统的LED芯片和封装工艺相结合，在芯片环节就完成了一部分芯片封装的工序，或者说是把芯片和封装工艺结合在一起，压缩了整个工艺环节和步骤。当然这需要更高的工艺和设备。准确来讲，所谓的无封装技术即芯片级的封装技术。同时，目前LED产业的发展方向是降低成本和提高光效。从目前来看，由于整个照明领域LED器件和封装成本急剧下降，使得电源控制驱动以及散热成本相对的比例上升。行业提出的所谓无电源化，还是基于传统标准LED器件，其可以提供一个高压的LED，使得LED电源驱动电路更加简单化。&无电源&LED技术方案为下游终端厂商提供了便利条件，主要应用于中低端照明。
　　另外，对LED标准光组件(台湾称作LED 光引擎)，他介绍，晶科电子和许多国际大厂都推出一系列的LED光引擎或者标准光组件的方案，但是整个行业还存在一定的问题，主要还是因为目前LED还没有形成统一的照明行业标准。尽管如此，他仍然认为LED标准光组件是未来可能的发展方向。
　　一直以来，晶科电子通过持续的研发和创新获得一个技术领先和创新性的地位。据介绍，晶科电子获得或申请的专利已经超过100项，这包括欧美地区的相关的专利，主要为倒装及大功率LED芯片技术和芯片级光源技术专利。与此同时，晶科电子也和战略合作伙伴构建一些相互合作的专利联盟，来应对国际化的竞争。另外，晶科电子每年都在做大量的投入，并通过股权投资和战略联盟，构建了一个国际化的供应链，来保障下游客户的服务品质，提升下游产品的竞争力。目前，晶科电子主要通过与台湾企业以及欧美企业联合起来完善供应链体系，为TCL、创维、长虹等电视机厂商和包括照明领域像飞利浦照明等国际性大厂提供一个有竞争力的上游供应链服务。
　　对于企业未来发展，肖国伟博士表示，晶科电子将立足中国大陆，进一步开拓海外市场，为LED背光与LED照明的海外客户提供更好LED应用解决方案。同时，晶科电子将和下游客户通力合作，加大LED智能化应用器件和平台的研发。(本文系晶科电子投稿)
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实现高亮度和对比度 - LED背光技术的十大优势分析
来源：中国设计师网
作者：秩名日 10:55
[导读] LED背光技术优势之五：实现高亮度 LED背光源的亮度调整范围大，可以灵活调整发光频率，频率大大高于CCFL背光源，因此能够完美的呈现运动画面。而传统
　　LED背光技术优势之五：实现高亮度
　　LED背光源的亮度调整范围大，可以灵活调整发光频率，频率大大高于CCFL背光源，因此能够完美的呈现运动画面。而传统CCFL背光源灯管的闪烁发光频率较低，表现动态场景时，可能产生跳的画面。
　　液晶显示器作为一种被动性显示器件，自身并不会发光，它依靠背光源将光线穿过显示面板展现图形图像。因此，背光源的技术直接影响到液晶电视的画质。传统的液晶显示器通常采用冷阴极荧光灯（coldcathodefluorescentlamps，CCFL）作为光源，而正是CCFL造成了液晶显示器颜色不够丰富，色彩还原度差。
　　LED背光技术优势之六：可调节白平衡
　　LED背光源可以调整背光白平衡，同时保证整体对比度。当用户的视频源在计算机和DVD机间切换时，可以轻松在9600K和6500K间调整白平衡，而且不会牺牲亮度和对比度。
　　一种基于RGB三色LED背光灯的白平衡调整方法，包括显示器独立运行时，将背光灯调整到新的亮度级别时，读取背光灯板上温度传感器的值，若当前颜色传感器的实际值比标准值大，将这种灯的电流占空比减少一点。反之，则将这种灯的电流占空比增加一点。为了获取驱动电流占空比和颜色传感器的标准值，使用了粒子群算法。其优点在于自动进行宽温度下的白平衡调整，提高了响应速度，减轻人的劳动强度，提高了效率。
　　LED背光技术优势之七：超高对比度
　　LED背光源相对传统CCFL荧光灯背光源能进一步提升发光均匀度，凭借LED支持多点控制，LED背光源的显示器的对比度能大幅提升到100万：1的高度。
　　简单来说，对比度与全开/全关对比度相同，同样是测试显示器接收全白信号时所显示的亮度与全黑信号显示器的亮度的比值。与全开/全关对比度不同的是，显示器会通过调节背光灯管亮度，从而使接收全白信号时所显示的亮度更高，接收全黑信号显示器的亮度更低，进而到一个更大的数值。
　　随着液晶显示器市场的拉动，LED背光源产业呈现出一派繁荣景象。在显示技术水平上不断进步，巨大的LED市场注定将其发展成为一个庞大的产业。
　　经过多年的发展，LED显示屏行业中逐渐迈向成熟，在应用领域上也不断的拓宽。从近年统计数据来看，在国内LED行业年产值上亿企业已经超过了140个，充分证明了LED显示屏所占市场的浪潮乘势冲高。从市场角度看，LED背光技术的确有其优势的所在。
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