使用LED边缘光源技术优化背光系统

图2 使用透镜阵列的配置降低了LED的数量并同样能够达到发光的一致性

对于图3中的例子，所用的是两个侧面发光高亮度LED器件，并使用经过优化的边缘光源导光体进行光耦合。之后，为了确定系统中的自然光谱进行了基线光学建模。建模完成后，一个经过定制的光学透镜阵列被增加进来，以改善从LED器件发出的可以利用的光，并且将光的出射范围扩展到比LED器件制造商原始设计更广的地步。

图3 通过使用定制的光学透镜，原始设计中光的自然光谱（上）得到了增强，并可以提供更加广泛的光谱（下）

背光的应用
便携计算机广泛使用了边缘白色磷光LED器件发光的背光系统。对于这样的应用，一个蓝色LED装在黄色磷光体中就可以转换成可见的白色光。白色LED仍然比CCFL具有更宽的彩色光谱（大约75%，而CCFL大约为70%～80%），而且还具有很低的功率消耗。

通常情况下，这种背光光源的厚度有2～3mm，然而，利用LED器件和导光体技术的优点，薄至0.4～0.6mm的背光光源已经生产出来了，用于减少这些设备的总体重量和厚度。

新型更薄的基于LED的背光光源也在便携设备的键盘中得到应用，它可以带来更加优化的亮度和发光一致性，以及使用更少的LED器件。因此，降低了背光光源的成本和功率消耗。这种背光设计利用微透镜分光技术和光学工程来增加光通过键盘按键的效率，并通过增加多个发光性能相同的发光体来增加亮度。

显示领域之外的应用
边缘光源的优势是不会对背光LCD或者键盘产生任何限制的。与导光体对接在一起形成的边缘光源系统提供了极大的设计灵活性，可以用于各种发光技术和在通常发光应用中加工成各种各样的形状和尺寸，例如，通道出口指示牌、屋顶照明灯、橱柜内部照明、装饰灯、书桌台灯、电冰箱照明，以及橱柜照明（如药品柜）等。

图4中的边缘光源平板显示了一个发光薄板用间接光源产生的漫射光，具有厚度非常薄、发光效率又比较高的特点。这种类型的平板可以在各种应用中定制，如向下照明的荧光灯凹槽、橱柜内照明、办公桌照明和电冰箱内部照明等。发光平板可以通过平铺的方式扩大照明面积，或者直接加工成各种大尺寸的，以便使用一块导光单元就能照亮超过对角线60英寸的面积，而厚度却非常薄。

图4 发光薄板可以使用0.2英寸厚的边缘光源导光体

在发光效率方面的这些新优点和批量生产能力，以及透镜阵列和光学建模技术，正用于提高当今LED器件的发光效率，实现了从小型（对角线0.24英寸）到大型（对角线60英寸）显示设备的边缘光源导光单元。这些导光单元随着技术的发展不断降低厚度，而且需要更少的LED器件就能适合宽范围的应用，从显示器的背光到通用的照明设备。