目前，一个新颖的LED光源——丽讯直照式(Luxeon Direct)，正在不断整合成一个高效率的直照式背光源(direct backligh)。这个概念包含了Lumileds所公布的一款最新LED。这种直照式背光源将侧面发射LED和设在LCD后面的高反射腔结合在一起。在这个方法之前，由于高彩色和亮度均匀性方面的要求，在直照式背光源设计中很难使用大功率的红光、绿光和蓝光(RGB)LED。本文介绍了一种方法，该背光源不用导光板，而用一排LED，这些LED放置在直接位于LCD面板后面的一个空腔内，在保持一个好的光学效率的同时，控制亮度和颜色的均匀性。

1．设计

针对16：9屏幕宽高比的22"LED-TV，直照式LED背光源已经有了长足发展。其中，背光源的尺寸为503×282mm，厚为50mm。它由一个金属(铝)盒子组成，这个金属盒子含有两直排位于金属基印制板(MCPCB)上的48个LED。漫反射膜用于腔的内表面，只允许LED的发光部分凸现腔内。将LED没有发光的表面移至漫反射膜的后面，通过降低光的再吸收来使效率最大化。

LED阵列的正上方是一个柔光镜。该光学元件的目的是阻止沿轴向的光直接传到屏幕上。在大多数情况下，这将产生颜色均匀性问题。在腔前面的放置一块柔光镜对设计很有帮助，设计师可以反复使用某些光，并移动到与颜色有依存关系的任何角度，以增加颜色的混合效果。

再把增亮膜(brightness enhancement filim)和液晶显示器放在前面，就完成该光学系统的配置。

(1)侧面发光LED

侧面发光LED的例子如图3所示。只所以采用透镜式设计，是为了将大部分光发射到侧面，只有一小部分沿着光轴。基于AIInGaP(红色和琥珀色)和InGaN(绿色和蓝色)的装置在发射模式上有一些不同，但是它们的最大强度都有大约80°，0°是光轴。对红光、绿光和蓝光LED来说，在与光轴成45°之区域的累积光通量不到10%。每个LED有大约1W的功率。

2．LED直照式背光源的优势

选用间接照明方法在浅反射腔里获得好的颜色混合，使用LUXEON大功率侧面发光器就能达到这一要求。在与光轴正交的±20°之内侧面发光器大约发出它光的80%。当有效的填满背光孔时，光轴周围360°的散射使平均自由路径最优化。

由于离散的有色LED有9mm的间距，在紧靠阵列的地方除了正上方外的所有方向，都能获得好的颜色混合。在正上方，LED发出的光是靠近屏幕区域相对准分布光的15%。为了减小LED正上方任何颜色影响，柔光器被用于改变光的方向让其返回LED和朗伯(Lambertian)反射腔。这就改变了来自发光器的轴线上的光，让光返回反射腔，在反射腔里增长了平均自由路径，能够发生额外的混合。

柔光镜的非常小，宽度只有约6mm，以防止LED屏幕上任何阴影的影响，这种阴影可能影响背光板的亮度轮廓。在亮度轮廓的处理中，柔光器是个关键的元件，能够影响侧面发光器大约6-40%的发光。这就允许把发光器阵列设置在普通、简单的反射腔里，只需要调节柔光器就可以实现各种需要的亮度轮廓。如果在一个50mm深的腔里用一个6mm的柔光器改变光的方向，那么大约50%的LED发光将直接投射在22"腔的侧壁上。LED顶端到LCD背面之间的距离大约是40mm。在腔和LCD之间放置一块2mm厚的散光片，如果反射率为30-40%，就可能获得最好的结果。一般需要这种级别的反射，以达到颜色和亮度的高度均匀。

增亮膜(BEF)可以放在散光片和LCD之间，以增加屏幕的亮度。

3． 结论

结果表明：将红光、绿光和蓝光LUXEON大功率侧面发光器集成为一个直照式背光源的设计，在颜色和亮度上都能提供完美的性能，已经达到大约70%的光学效率。目前，大多数努力都集中于更高的光学效率(更低的功率)和更薄的直照式背光源的设计。在不久的将来，采用本直照式背光源设计的LUXEON设备将会拥有更优异的前屏性能，比CCFL背光源的功率还低。

LCD-TV市场有望快速增长，对这个市场来说，深信本文中介绍的直照式背光源解决方案有吸引人的特点。LEXEON直照式背光源有如下优点：长寿命(顾客希望LCD-TV维持像CRT那样长的时间)，宽色彩饱和度(NTSC覆盖范围)，非常高的效率和亮度。此外，它不像CCFL那样含水银。

进一步信息,请访问http://www.breault.com/resources/kbasePDF/wp_sid_009_high_brightness.pdf。