LED是LightEmittingDiode(發(fā)光二極管)的縮寫，它是由數(shù)層很薄的攙雜半導(dǎo)體材料制成，一層帶有過(guò)量的電子，另一層則缺乏電子而形成帶正電的“空穴”，工作時(shí)電流通過(guò)，電子和空穴相互結(jié)合，多余的能量則以光輻射的形式被釋放出來(lái)。LED背光燈板的形狀與尺寸因LCD顯示板燈的形狀及尺寸不同而各異。LED背光燈板基本上是長(zhǎng)方形或長(zhǎng)條形的。它有側(cè)部發(fā)光及底部發(fā)光兩種基本結(jié)構(gòu)。側(cè)部發(fā)光的結(jié)構(gòu)主要用于狹長(zhǎng)條形的背光燈板(一般長(zhǎng)度大于2倍的寬度);而底部發(fā)光結(jié)構(gòu)主要用于長(zhǎng)度與寬度相差不多的背光燈板。發(fā)光二極管點(diǎn)亮?xí)r，光線射入透明有機(jī)玻璃，使整個(gè)發(fā)光面都可以看到亮光，這稱為邊光效應(yīng)。有機(jī)玻璃頂部做成微珠粒狀，可使整個(gè)發(fā)光面的光線更均勻。有機(jī)玻璃的頂部有一層乳白色透明塑料膜，可使發(fā)出的光更為柔和。背光燈板兩側(cè)邊用銀色遮光膠帶封住。每個(gè)LED發(fā)光單元列有兩個(gè)串聯(lián)的二極管，若干列組成LED陣列(視背光燈板的長(zhǎng)度而定)。

與現(xiàn)有的CCFL技術(shù)相比，發(fā)光二極管有大量的優(yōu)點(diǎn)。LED是一種平面的光源，最基本的LED發(fā)光單元是邊長(zhǎng)3～5毫米的正方形，極容易組合在一起成為既定面積的面光源，如果作為液晶屏幕的背光源，所需的輔助光學(xué)組件可以做得非常簡(jiǎn)單，屏幕亮度均勻性更為出色。而且LED背光有更好的色域，色彩表現(xiàn)力強(qiáng)于冷陰極熒光燈背光，可對(duì)顯示色彩數(shù)量不足的液晶技術(shù)起到很好的彌補(bǔ)作用。目前LED背光源的色域范圍甚至超過(guò)最高等級(jí)的AdobeRGB和NTSC色彩標(biāo)準(zhǔn)，可令LCD顯示器擁有極為出色的色彩表現(xiàn)(與NTSC規(guī)格相比，采用LED背光的LCD顯示器色域范圍可以達(dá)到它的105%，而CCFT背光的LCD顯示器色域最大只有NTSC的78%)。其次是LED使用的是6～24V的低壓電源，供電模塊的設(shè)計(jì)也頗為簡(jiǎn)單，這種采用LED背光源的液晶屏比通常用的CCFT(冷陰極熒光管)類液晶屏省電48%，同時(shí)不含對(duì)身體健康、環(huán)境有害的重金屬汞。

以東芝的LibrettoU100為例，它在7.2英寸液晶屏上，采用了32個(gè)LED的獨(dú)立控制機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)背照光系統(tǒng)，可以鮮明而清晰地顯示影像和文字，功耗僅有1.3W，而同等尺寸液晶屏需要的CCFT冷陰極熒光管功耗在2.5W以上。LED顯示器與LCD顯示器相比，更高的刷新頻率使得LED在視頻方面有更好的性能表現(xiàn)——LED顯示屏的單個(gè)元素反應(yīng)速度是LCD液晶屏的1000倍，在強(qiáng)光下也可以照看不誤，并且適應(yīng)零下40℃的低溫。除了功耗低、環(huán)保外，LED還有一大優(yōu)點(diǎn)，那就是使用壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，即便每天連續(xù)使用10個(gè)小時(shí)，也可以連續(xù)用上27年。

不過(guò)，LED也存在一些較嚴(yán)重的先天缺陷，其中最讓業(yè)界飽受困擾的應(yīng)該是LED的發(fā)光效率問(wèn)題。作為背光源的LED器件以白光類型居多，而白光LED器件在開(kāi)始時(shí)發(fā)光效率不高，致使屏幕亮度普遍偏低。比如在當(dāng)前的LED技術(shù)中，不論屏幕的制造商是誰(shuí)，LED組件的亮度都各不相同。目前CCFT冷陰極熒光燈的發(fā)光效率可達(dá)到50～100lm/W(流明/瓦)，而白光LED器件在剛起步時(shí)發(fā)光效率僅為20lm/W甚至更低，這一問(wèn)題導(dǎo)致了顏色偏移、不一致的色純度和質(zhì)量低劣的真“白色”，這就注定LED在開(kāi)始時(shí)并不適合作為L(zhǎng)CD顯示器的背光源。為了消除這一問(wèn)題，LED制造商們將芯片“分區(qū)”或分解成具有近似顏色和亮度的區(qū)塊。這種處理有一定的幫助，但仍有不足、亮度和顏色中仍然存在偏移。雖然后來(lái)廠商又研發(fā)了彩色校正電路，可以在一定程度糾正這一問(wèn)題，但均勻性問(wèn)題依然存在。幸運(yùn)的是，該領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)展非常迅速，白光LED的發(fā)光效率以每年提高60%的幅度提升，到目前為止，白光LED器件的發(fā)光效率突破50lm/W，開(kāi)始達(dá)到實(shí)用化水平。而業(yè)界希望在2007年之前，將白光LED的發(fā)光效率提高到75lm/W的高水平，而且最新的彩色校正系統(tǒng)也可以將顏色和亮度上的偏差控制在合理的范圍內(nèi)。其中最具代表性的彩色校正系統(tǒng)是Lighthouse公司的M4系統(tǒng)，它允許對(duì)每個(gè)屏板中的每個(gè)像素(亮度和顏色)單獨(dú)進(jìn)行控制，可以確保獲得純正的白色、達(dá)到較好的色平衡/色彩控制效果，各個(gè)像素之間顏色和亮度上的偏差被控制在不超過(guò)1%的范圍之內(nèi)。相比之下，絕大多數(shù)僅使用分級(jí)或分區(qū)塊LED的LED屏幕中，一般存在30%的偏差。

盡管LED優(yōu)點(diǎn)多多，但短時(shí)間內(nèi)還難以普及，比如LED背光源系統(tǒng)的成本要高于冷陰極熒光管。目前LED背光模組零組件的價(jià)格為CCFL的5倍左右，屏幕尺寸越大，采用LED背光技術(shù)的成本就越高。東芝U100之所以采用這種顯示技術(shù)，完全在于它只是東芝筆記本20周年紀(jì)念品才被應(yīng)用。值得欣慰的是，LED產(chǎn)業(yè)也存在類似微處理器產(chǎn)業(yè)中的“摩爾定律”——Haitz定律，以安捷倫(LED領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)廠商)的前任技術(shù)科學(xué)家RolandHaitz命名。其內(nèi)容是LED的價(jià)格每10年將為原來(lái)的1/10，性能則提高20倍。如果這個(gè)定律能夠不斷應(yīng)驗(yàn)，而隨著產(chǎn)能的增加，LED背光源的成本將快速下滑。預(yù)計(jì)到未來(lái)一兩年LED背光的售價(jià)可降到CCFL背光的2倍左右，距離大規(guī)模普及僅有一步之遙。

筆記本電腦借助LCD液晶顯示器來(lái)顯示色彩和圖形，其無(wú)論是采用超扭曲向列(STN)技術(shù)還是薄膜晶體管(TFT)技術(shù)，都需要采用白背光源來(lái)照明。白光光譜包含了所有色彩的顏色，而顯示器的濾色鏡會(huì)從白光光譜中挑選所需表現(xiàn)出的顏色，最終形成我們眼睛所看到的絢麗多彩和逼真畫面。從其原理我們可知道，液晶亮度、對(duì)比度等指標(biāo)很大程度上都取決于背光源的性能，而背光燈管因本身特性，壽命有限，屬于消耗品，這也直接決定著液晶顯示設(shè)備的使用壽命。無(wú)論是臺(tái)式LCD顯示器還是筆記本屏幕，幾乎所有的較大面積的LCD顯示器都使用CCFT(ColdCathodeFluorescentTube，冷陰極熒光燈)背光。

雖然從技術(shù)上來(lái)說(shuō)CCFL已經(jīng)相當(dāng)成熟，無(wú)論是性能還是穩(wěn)定性都久經(jīng)考驗(yàn)。不過(guò)，冷陰極熒光燈屬于管狀光源，要將所發(fā)出的光均勻散布到面板的每一個(gè)區(qū)域就需要相當(dāng)復(fù)雜的輔助組件，屏幕的厚度也難以控制。而且隨著面板的增大，必須使用多條光源，這就要求來(lái)自這些CCFL的光還必須匹配。更重要的是，冷陰極熒光燈色域較為狹窄，會(huì)嚴(yán)重影響在LCD顯示器上顯示的色譜，導(dǎo)致幾乎所有的LCD顯示器都無(wú)法達(dá)到平面印刷的AdobeRGB色域標(biāo)準(zhǔn)。CCFL背光使LCD顯示器最大只能再現(xiàn)不到80%的NTSC信號(hào)所能傳輸?shù)纳省Ｍ瑫r(shí)，CCFL背光源的能量利用效率低下。在光能從背光到屏幕的傳輸過(guò)程中，光能量損耗情況非常嚴(yán)重，最終大約有6%的光能可被真正利用。為了實(shí)現(xiàn)更高的亮度和對(duì)比度，廠商必須提高光源的輸出功率或增加燈管數(shù)目，而這樣帶來(lái)的后果就是整機(jī)功耗上揚(yáng)。這對(duì)于桌面型LCD顯示器或液晶電視不會(huì)有多大的影響，但對(duì)筆記本LCD屏幕影響很大。特別是這些CCFL需要高壓交流電驅(qū)動(dòng)，對(duì)電源變壓整流組的要求相對(duì)復(fù)雜。另外,冷陰極熒光燈的使用壽命并不算長(zhǎng)，許多LCD產(chǎn)品在使用幾年后屏幕就會(huì)發(fā)黃、亮度明顯變暗。

LCD是筆記本電腦中功耗最高的部件，為了盡可能提高電池續(xù)航能力，業(yè)界積極發(fā)展低功耗的LCD屏，而CCFL背光源顯然與之背道而馳。

如何降低筆記本電腦顯示屏幕的功耗、增強(qiáng)環(huán)保性呢?以索尼、東芝為代表的部分筆記本電腦廠商，很早就探索采用白色LED發(fā)光二極管，替代CCFT來(lái)作為筆記本顯示器的背光源，并已取得重大突破。今年年初，東芝公司宣布推出光通量達(dá)到業(yè)界最高水平的新一代白光LED——TL10W02-D，并在5月份為紀(jì)念筆記本電腦誕生20周年，推出了首款采用LED背光源技術(shù)、7.2英寸液晶屏的LibrettoU100，索尼也在新推出的TX系列筆記本中采用了LED背光源技術(shù)。