使用LED边缘光源技术优化背光系统

经过优化，有着优异发光效率的背光单元的系统设计使LED技术的优点发挥到了极致。这些优点的意义非常重大，使得LED正飞快地朝着更薄和更高效的方向发展。

这些优点使手持设备的体积更小和更薄，并具有更高效率的LCD、键盘和触摸屏，以及具有背光的超薄键盘的薄型便携和桌面计算机LCD。最新的设计可以通过更少的LED器件，提供几乎在任何颜色背景下的高亮度和发光的一致性。生产成本更低、更薄、更轻的背光单元包括小于0.6mm厚的背光组件，并使用薄至0.25mm的导光体已经成为事实，如图1所示。背光单元的厚度已经达到了场致发光背光的厚度，并具有当今先进LED所具有的优异发光特性和其他所有优点。

图1 背光单元已经达到了令人惊异的厚度，并具有发光一致性和高亮度的特点

LED已经远远超出了它最初应用的便携/手持领域，并成为各种消费类、工业、汽车和医疗显示设备等中等尺寸LCD（对角线3.57英寸）背光的标准，以及用在笔记本电脑、桌面显示器、平板电视等中大尺寸LCD中。现如今，这些设备的设计者和生产商对LED背光的进步起到了推动的作用，更宽的彩色光谱、更长的寿命、直流供电、不需要变极器、更低的功率消耗、更高的设计灵活性、很小的外围尺寸和更低的成本都是LED背光的优点。当然，LED的制造过程也不含有汞元素，并一直作为“绿色”环保的背光光源。

新型解决方案的应用领域已经超出了显示器背光的范围，例如，用于通道出口指示牌和各种信息提示牌的边缘光源导光单元，以及用于桌面台灯和荧光灯等向下照明的边缘光源。新的设计方法，如边缘光源和平板光源正使这种优势得到更大的发展。

边缘光源LED背光
边缘光源使用侧面点亮的高效率LED器件，这样的LED器件可以使光聚焦到高性能、非常薄的导光体上。有许多种利用发光技术的领域：印刷、蚀刻（使用化学、激光或其他手段）、V形开槽和显微镜透镜等，每个各领域都可以被提供针对特定应用的优化解决方案，如表1所示。

由于LED器件位于导光体的边缘，这种安装方式也带来了很多优点，包括更好的光学控制，特别是色彩和多个LED器件发光的一致性，以及在所有等级上发光参数更好的复现性，并降低了功率消耗，而且几乎是最薄的LED发光解决方案。

边缘光源背光允许多种颜色的光在导光体内混合。这不仅排除了LED之间的发光偏差（这种偏差在直接发光方式中是最常见的），而且使边缘光源导光体非常适合当今的多功能显示设备，允许设计者使用更少的LED器件和降低成本。

为了维持优化的效率，导光体的厚度应该和LED的光输出截面相匹配。当LED器件的发光截面很窄时，边缘发光导光体的厚度将不断降低。然而，以非常薄的厚度制造高效率的导光体需要制造和光学领域中的先进技术。

使用透镜阵列建模设计导光体
用于增强发光一致性的关键技术是透镜阵列，如图2所示。透镜阵列具有将光重新分布的特征，它们位于导光体的光输入边缘（LED器件的前面）。这些阵列增加了导光体内光线射出的角度，使用更少量的光源就能提供视觉外观的一致性，而且减少了当靠近LED器件观看时所产生的像素过大的现象。使用透镜阵列允许降低所用LED器件的数量，但同样能够达到发光均匀的背光。这就降低了成本、节省了空间体积、减少了器件数量和功率消耗。