LED背光屏流行！笔记本屏幕迎来新纪元

LED背光屏的主要议题：
    * 目前主流笔记本屏幕上的一些问题
    * 低温多晶硅技术
    * OLED与white LED技术
    * 什么是LED背光技术，解决问题需要它
    * 采用LED背光的LCD厚度将进一步缩小
    * 更长的寿命，更低的耗电量，还更环保
    * LED背光屏的色彩表现力远胜于CCFL

目前主流笔记本屏幕上的一些问题

今天来说说关于笔记本电脑（以下简称笔记本）屏幕的事情。大家应该都了解，与台式LCD显示器相比，笔记本电脑的屏幕比较特殊，由于其不可升级性，决定了消费者选购时对屏幕的表现力期望较 高；而另一方面，由于笔记本整体的体积及功耗限制（部分BT级桌面替代型本本除外），并非所有的先进显示技术都能应用到笔记本电脑屏幕当中去。

目前大部分的主流笔记本都已经是宽屏了

从笔记本屏幕的类型来看，目前大部分的笔记本采用的是普通屏幕与镜面屏幕两种。普通屏幕采用防眩光技术，不过这种防眩光技术经常造成将液晶面板射出的光线 分散，造成了显示画面的不够锐利。而镜面屏幕采用的主要是防反射技术。防反射技术主要是将偏光膜的表面蒸镀上一层金属膜，利用光干涉原理来降低反射值，将 反射降至1%以下。由于没有使用防眩光技术，并且增加了降低反射的金属膜使得显示效果更加锐利，防反射技术还可以提高屏幕的可视角度。

另外，宽屏、高亮、大视角等等这些与台式LCD相类似的词同样适用于笔记本的屏幕，而当前市场上处于主流地位的笔记本虽然在这些应用方面都有提升，但还远 没有达到人们的要求，经常听到有人在说自己的屏幕漏光、可视角度太小等等话语。亮度、对比度、色彩、可视角度等问题在目前的主流笔记本屏幕上也没有一个比 较好的解决方法。虽然有很多诸如图层改进、灯管改进这样的技术出现，也有很多厂商推出自己笔记本专属的技术（例如东芝Clear Super View超显亮技术、华硕靓彩显示增强技术）等，但是受于目前笔记本屏幕的材质规格、制造工艺、处理方法、等本身问题上，这些技术也只是点到为止，提升效 果并不明显。

宽屏可以获得很好的视觉效果，但是耗电量却不容忽视

而且，就笔记本最为关注的移动性而言，LCD屏幕也的确是一个不小的负担。一方面，目前LCD屏幕的耗电量相对比较大，因此为了延长使用时间，很多用户在 使用电池续航时，都把笔记本屏幕的亮度调到很暗；另一方面，其体积也成为影响整个笔记本电脑便携性的一项因素。未来，笔记本屏幕要实现的目标无疑是更轻更 薄，同时更省电，而且还要显示效果更好，那么可以通过那些即将成熟的技术实现这一目标呢？

哪些将成熟技术可实现更好的应用效果

低温多晶硅技术

低温多晶硅技术是一种制造工艺，是多晶硅技术的一个分支。对LCD屏幕而言，采用多晶硅液晶材料具有更薄、更小、功耗更低等突出特点。与传统的高温多晶硅 相比，低温多晶硅虽然也需要激光照射工序，但它采用的是准分子激光作为热源，激光经过透射系统后，会产生能量均匀分布的激光束，并投射于非晶硅结构的玻璃 基板上。当非晶硅结构的玻璃基板吸收准分子激光的能量后，就会转变成为多晶硅结构。处理温度让普通玻璃基板也可以承受，这就大大降低了制造成本。

世界上第一台低温多晶硅TFT笔记本电脑，东芝Portege 3020

在参数上，低温多晶硅的水平和垂直可视角度达到了170度，显示亮度达到500尼特，对比度为500：1。部分东芝笔记本电脑已经开始应用这项 技术，华硕、明基、NEC以及SONY等品牌，也有部分产品应用了这项技术。除了制造成本降低外，采用低温多晶硅的LCD反应速度极快，体现在LCD屏幕 当中，便是响应时间可以做到更短。

此外，低温多晶硅制造的LCD面板，薄膜电路也能做得更小、更薄，电路本身的功耗也较低，很适合在笔记本上应用。更为重要的是，较小的薄膜电路 让多晶硅LCD拥有更高的开口率，在背光模块不变的情况下拥有更出色的亮度及色彩输出。换个角度考虑，采用多晶硅材料也可以在确保亮度不变的前提下，有效 降低背光源的功率，整机功耗也将因此大大降低。

OLED与white LED技术

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)并不是最新的产品，但将其应用到显示技术上的确称得上是一种创新。OLED被认为将成为未来便携设备显示屏的技术热点，目前市场上已经出现了极少数笔记本电脑应用了这种技术。

使用OLED技术的显示器可以做到体积非常小，甚至小到可以放在指甲上。OLED通过电流驱动有机薄膜发光，可为红、绿、蓝等单色，甚至可以达 到全彩的效果。它的优点在于制造成本低、可自发光、视角达165°以上、反应速度快、耗电量低等等，而这些都是LCD所不具备的。

OLED目前的应用还局限于小尺寸液晶屏。上图是第一款软式OLED屏幕

如果您看过笔记本电脑厂商的露天产品展示的话，那么一定会有印象：在强烈阳光的照射下，几乎所有笔记本电脑屏幕都会黯然失色，显示内容非常模 糊。采用OLED技术的屏幕则完全可以避免这种状况，OLED是通电后自发光，显示效果自然比液晶显示器更清晰、柔和，在日光照射下画面仍然清晰，因此很 适合笔记本电脑进行户外使用的情况。同样，由于视角很宽，因而也不会有LCD从侧面看就看不清楚的问题，LCD影像残留及画面跳动的情况也得到了有效避免。

省去了背光模组装置之后，OLED在功耗和外型厚重方面也有着极为出色的表现。要知道，在目前电池技术没有实现突飞猛进的情况之下，移动产品的 功耗控制至关重要。如果采用OLED显示屏，其超低的电力消耗可以让大多数笔记本续航时间延长为现有水平的一倍以上，具有相当大的诱惑力。

索尼VAIO TX使用了LED背光显示屏

目前，OLED的应用还局限于小尺寸液晶屏，但SONY已经实现了一定程度上的技术突破。以新款VAIO TX为例，11.1英寸的屏幕采用了white LED技术（LED背光显示），可以称得上OLED的改进型。

如今的技术进步，克服了white LED的发光效率要比荧光管低得多的缺陷，保证了现在使用的white LED有着极佳的发光效率，丝毫不逊于荧光管。由于white LED要比OLED荧光管小得多，因此厂商不必再为了容纳荧光管而保留常规的空间，于是一种更轻巧、也更纤薄的构型也就得以实现了，应用在VAIO TX上的white LED只有0.6毫米厚，相比之下，一根荧光管的厚度要达到2毫米。仅此一点，white LED就要比荧光管装置薄1毫米以上，同时很好地控制了功耗。

更薄的玻璃面也增强了液晶的强度，常见的一种误解认为，较薄的玻璃更容易打碎。但事实是，玻璃越薄，越具有延展性，意味着它具有更大的灵活扭曲性，因此，更薄的玻璃实际上具有更强的抗破碎性。

什么是LED背光技术，解决问题需要它

大家知道，笔记本由于特殊的结构，注定其屏幕不能很大，所以我们见到的笔记本大多是采用了TFT LCD材质。液晶面板本身只负责图象的生成，而亮度则是依靠背光灯管投射在液晶屏幕上。可以说LCD显示屏是笔记本最核心、成本最高，同时也是功耗最大的 部件之一。前边已经介绍过，虽然目前被广泛应用的TFT LCD屏技术已经相当成熟，但它存在一些先天不足，例如色域狭窄、能源利用率低、功耗较高及寿命短等。其实这些都与它采用CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamps，冷阴极荧光灯）背光技术有很大的关系。而为了解决这些问题，人们一直在寻找着其替代技术及产品，在这个过程中，LED背光技术便被纳入了我们 的视线。目前已经出现了多款采用这一技术的笔记本电脑产品。

点燃的冷阴极荧光灯管

与CCFL比较，LED背光灯可以更好的为笔记本提供稳定持续的工作，包括更小的灯管体积、更少的电力消耗、而且里面绝对不含有毒物质（比如水银），为了 达到和CCFL等亮的要求，一块12寸笔记本屏幕至少要分布45个LED灯管，即使这样其能耗也比CCFL低了不少。那么到底什么是LED背光技术呢？

LED发光二极管

LED背光技术应用到显示屏上，就是采用LED（Light Emitting Diode，发光二极管）为背光模组的液晶面板。 LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极， 另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这 边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空 穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

LED在本本上还是新兴技术，发光原理

所谓的LED（Light Emitting Diode）也就是我们常说的发光二极管，这种产品及其应用由来已久，例如路边的广告牌、家用电器上的各色指示灯、手电筒以及手机键盘上的背光照明等等都 采用了LED作为光源。LED在我们的现实生活中的应用可谓随处可见，不过就其在显示器产品上，特别是在笔记本电脑产品上的应用来说，则还应该算作是一种 新兴技术。

 LED构造图

LED的原理

从发光原理上来看，LED是由数层很薄的搀杂半导体的材料制成，一层带有过量的电子，另一层则缺乏电子而形成带正电的“空穴”，工作时电流通过，电子和空 穴相互结合，多余的能量则以光辐射的形式被释放出来，LED正是根据这样的原理实现电光的转换，又根据半导体材料物理性能的不同，LED可发出从紫外到红 外不同光谱下不同颜色的光线，特别是LED不能发出白光的技术问题解决之后，为LED在显示领域的应用奠定了根本性的基础。

LED优势多多，最三大优势保证优秀品质

作为LCD显示设备下一代背光源的LED具有亮度高、色域广、反应快、可独立开关并且不含有害物质汞等诸多优势。不过综合起来说，采用LED作为背光源的LCD液晶面板与使用CCFL（冷阴极荧光灯）为光源的LCD相比，最大的优势主要体现在以下三点：

一、采用LED背光的LCD厚度将进一步缩小

 
上图左侧表示的是SONY的VAIO TX系列屏幕厚度

LED背光源是由众多栅格状的半导体组成，每个“格子”中都拥有一个LED半导体，这样LED背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮 度均匀性，还不需要复杂的光路设计，这样一来LCD的厚度就能做得更薄，同时还拥有更高的可靠性和稳定性。更薄的液晶显示面板意味着笔记本电脑拥有更轻的 机身重量、更佳的移动性。例如，SONY推出的VAIO TX笔记本就采用了厚度仅有4.5mm的LED背光液晶显示屏。LED屏幕笔记本面板厚度约为普通CCFL屏幕笔厚度的1/2。

二、更长的寿命，更低的耗电量，还更环保

有数据表明，光是液晶屏就占据笔记本电脑整机能耗的30%左右，而采用了LED背照光系统后，可以大幅降低能耗。它比通常用的CCFL类液晶屏省电48%。而且LED没有采用对环境有害的元素汞，相当环保，而CCFL中是含汞的。LED是非常环保的。

东芝照明大功率白色LED模块，寿命可达4万小时

LED还有一大优点，那就是使用寿命长达10万小时，即使每天连续使用10个小时，也可以连续用上27年。以索尼推出的TX系列为例，和采用CCFT LCD的VAIO T系列相比，厚度从9mm降到了4.5mm，重量上降低了26%，延长了一个小时的电池续航时间，增加了一倍以上的屏幕抗压能力。由于传统LCD灯管需要 将供电电压增加到530V后，灯管才能正常工作，而采用LED技术的屏幕，只要40V的电压就能够正常工作，使电力得到更加高效的利用，达到9个小时的超 长电池续航时间。

三、LED背光屏的色彩表现力远胜于CCFL

更高的刷新频率使得LED在视频方面有更好的性能表现，LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下40度的低温。

RGB LED光源大幅提升色彩表现力

另一方面，原有的CCFL背光由于色纯度等问题，在色阶方面表现不佳。这就导致了LCD在灰度和色彩过渡方面不如CRT。据测试，采用CCFL背光只能实 现NTSC色彩区域的78%，而LED背光却能轻松地获得超过100%的NTSC色彩区域。在色彩表现力和色阶过渡方面，LED背光也有显著的优势。

LED的不足与总结，笔记本屏幕将更加完美

再好的产品也是存在缺点的，采用LED屏幕并不仅仅是造价高昂的问题，在显示效果方面也在目前的技术条件下还存在一些问题。最为主要的问题是屏幕的最大亮 度不高，可能会在光线微弱的环境下需要外界的光源辅助照明。当然LED也许会在07年获得更好的发展，一方面是产能在不断扩大，一方面也是各家厂商开始准 备在屏幕方面大展拳脚了。但是也许前边介绍过的OLED屏幕将成为我们更该关注的焦点，其相比LED屏幕它拥有更多的看点，但现在OLED应用在笔记本上 还有些为时过早。

另外，尽管LED背光技术优势颇多，但距离大规模普及还需要走过很长一段技术发展道路。除去LED制造成本过高，阻碍普及这一人为因素外。LED背光技术 还存在发光效率低下的问题，现阶段CCFL冷阴极荧光灯的发光效率可达50～100lm/W（流明/瓦），而白光LED器件在刚起步时发光效率仅为 20lm/W甚至更低。幸运的是，该领域的技术进展非常迅速，白光LED的发光效率正以每年60％的幅度提升，到目前为止，白光LED器件的发光效率突破 50lm/W，开始达到实用化水平。今年内，白光LED的发光效率有望提高到75lm/W的高水平，再加上最新的彩色校正系统也可以将颜色和亮度上的偏差 控制在合理的范围内。

从这一系列的技术和应用特质来看，LED背光技术产品的确有着取代传统LCD显示技术产品难以辩驳的优势和理由。相信随着各大厂商对LED背光技术研究热 情的持续高涨，LED的一些不足之处很快也将得到解决。届时，液晶面板会在LED背光技术的帮助下，达到更完美的表现。相信在未来两年内采用LED屏幕的 应用也将越来越普及，而单就笔记本电脑产品来说，广泛的应用已经不再是什么问题，让我们一起来期待LED技术革命的早日完成吧。