LCD 本身不发光。它依靠背光照亮液晶面板并使显示的图像可见。背光设计影响的不仅仅是亮度：它还影响光均匀性、模块厚度、功耗、发热和机械集成。
大多数 LED 背光 LCD 模块采用两种常见配置：直下式和侧光式 LED 背光。适当的选择取决于显示器尺寸、目标亮度、可用安装空间、光学要求和成本限制。
单色图形 LCD 和彩色 TFT LCD 也可能需要不同的背光配置，因为它们的光学结构和照明要求不同。了解这些因素有助于工程师选择满足整个显示系统需求的背光源，而不是仅仅关注亮度。
LCD 背光可以根据 LED 的放置方式及其光线的分布方式进行分类。
直下式 LED 背光 将 LED 放置在显示区域后面。光线通过光学元件射向 LCD，该光学元件旨在将照明分布到整个面板上。
侧光式 LED 背光 将 LED 沿导光板 (LGP) 的一个或多个边缘定位。光线穿过该板并通过精心设计的光学结构重新导向 LCD。
两种配置均可用于不同的显示应用。两者都不是普遍更好：直下式设计可能为特定照明和封装要求提供优势，而侧光式设计通常在需要薄型模块时有用。
单色和彩色 LCD 之间的区别与此分类不同。单色显示器可以使用不同的背光布置，彩色 TFT LCD 也可以使用直下式或侧光式设计，具体取决于产品要求。
直下式背光将 LED 放置在 LCD 面板后面，而不是沿着导光板的边缘。根据设计，LED 安装在 PCB 上，并与扩散器和反射器等光学元件结合，将光线分布在整个显示区域。
LED 与显示器之间的距离、LED 布局和光学材料都会影响亮度均匀性。如果这些因素没有得到适当的平衡，显示屏可能会出现亮点或照明不均匀。
直下式设计允许根据显示器几何形状和所需的光输出定制 LED 排列。当设计需要特定的亮度分布或可用模块空间可容纳面板后面的 LED 时，它们会非常有用。
该配置还允许根据所需的亮度和均匀度调整 LED 的数量和位置。
LCD 后面所需的空间会增加整个模块的深度，特别是当需要足够的混合距离来实现均匀照明时。更多 LED 还会增加功耗和发热，具体取决于其驱动电流和效率。
这些是设计考虑因素，而不是固定的缺点。精心优化的直下式模块可能紧凑且高效，但结果取决于显示器尺寸、光学设计、热管理和目标性能。
侧光式背光源将 LED 放置在导光板的一侧或多侧。 LED 不是直接照射 LCD，而是将光投射到面板的边缘。
图案化的提取结构将光重新导向显示表面。反射器和漫射器有助于管理光损失并分布照明，而当应用需要更大的轴上亮度时，可以添加其他光学薄膜。
提取图案的设计必须能够补偿光穿过导光板时光强度的变化。如果没有适当的优化，整个显示器的亮度可能会有所不同，或者向远边缘变得明显变弱。
侧光式设计通常适用于薄型显示模块，因为 LED 位于边缘而不是分布在整个显示区域的后面。
当机械设计需要狭窄的轮廓或背光需要与特定框架或安装结构集成时，它们也很有吸引力。
随着 LED 光源与光导不同部分之间距离的增加，均匀性变得越来越重要。板材、提取图案、LED 放置、反射器和光学薄膜必须协同工作才能达到预期结果。
边缘的可用空间也限制了 LED 和相关组件的排列方式。对于更大的显示器或苛刻的亮度要求，设计可能需要更多的 LED、不同的光学结构或其他背光配置。
侧光式并不自动意味着更低的功耗。实际功率取决于光学效率、LED 性能、所需亮度和完整的背光设计。
单色和彩色 LCD 之间的区别很重要，因为它们的光学结构和预期用途不同。
字符显示器、简单图标显示器和单色图形LCD可以使用相对简单的背光结构。根据显示技术和应用，背光可以使用选定的 LED 颜色或白色 LED。
对于一些单色显示器，黄绿色照明提供了视觉对比度、光输出和成本的有用组合。然而，这并不是一个普遍的要求。首选颜色取决于 LCD 模式、偏光器、显示器外观、环境照明和应用。
设计应基于所需的观看条件和视觉性能，而不仅仅是 LED 颜色。
彩色 TFT LCD 使用滤色片来产生红色、绿色和蓝色子像素。这些滤光片吸收部分穿过面板的光，因此背光必须提供足够的照明来实现所需的图像亮度和色彩性能。
背光源可以包括光导或混合结构、反射器、漫射器和亮度增强膜。确切的组合取决于光学设计以及亮度、均匀性、视角、厚度和功耗之间的平衡。
更高的目标亮度对于在明亮环境中使用的显示器非常重要，但简单地增加 LED 输出并不总是最有效的方法。减少光学损失和控制表面反射也可以提高成品显示器的可见度。
光学薄膜用于控制光线如何穿过背光并到达液晶面板。它们的目的不仅仅是让显示屏更亮；它们还有助于平衡均匀性、观看特性和光学效率。
反射器： 将原本远离显示器的光线重新引导至有用的光路。
漫射器： 散射光线以减少可见变化并提高照明的均匀性。
增亮膜 (BEF)： 利用微结构光学特征将光线重新引导至首选观看方向，从而可能增加轴上亮度。
一些背光设计使用两个不同方向的增亮膜。这可以进一步将光集中到观察方向，尽管效果取决于所使用的薄膜和光学堆叠。
每增加一层薄膜都会带来成本、厚度和潜在的光学损失。因此，薄膜的选择应考虑显示器的视角和亮度要求，而不仅仅是特定测量条件下可实现的最大亮度。
最合适的背光取决于显示器的安装和使用方式。在选择结构之前应定义几个参数。
显示屏尺寸会影响 LED 放置、光分布以及光学组件的可用空间。如果模块有严格的厚度限制，则侧光式配置可能值得评估。如果设计需要特定的照明模式或可以容纳额外的深度，直下式照明也可能是合适的。
该决定应基于完整的机械外壳，而不是仅基于背光。
定义 LCD 输出的目标亮度，以及整个活动区域可接受的均匀度。
所需的亮度取决于环境照明、观看距离、显示对比度、表面反射和光学结构。室外应用可能需要更高的亮度和反射控制，而室内设备可能优先考虑更低的功耗或更长的使用寿命。
LED 驱动电流、LED 效率、光学损耗和所需的亮度都会影响功耗。电能也会变成热量，从而影响 LED 性能和附近显示组件的温度。
对于在密闭外壳或升高的环境温度下运行的设备，应与亮度目标一起评估热条件。
光学薄膜可以增加轴上亮度，但将光集中到观察者可能会影响离轴性能。对于从不同操作员位置观看的设备，在选择胶片叠堆之前应考虑所需的视角。
盖板玻璃、表面处理和 光学粘合 也会影响最终的显示器外观，应作为完整光学系统的一部分进行评估。
背光源的成本不仅仅取决于 LED 的数量。光导制造、光学薄膜、PCB 设计、机械部件、装配和热要求都会有所贡献。
如果初始成本最低的选项无法满足亮度、均匀性或环境要求，则它可能不是最佳选择。相反，在没有明确性能需求的情况下添加光学组件可能会不必要地增加成本和复杂性。
对于 定制显示器，背光应围绕整个模块的要求进行设计。
实际的起点是定义显示器尺寸、目标亮度、活动区域、可用厚度、视角、功率预算、工作温度和环境照明条件。
下一步是评估光学结构和 LED 排列。直下式和侧光式设计应与实际机械和性能限制进行比较，而不是根据厚度或效率的一般假设进行选择。
LCD 面板、背光源、驱动器电子设备、玻璃盖板和任何触摸组件也需要适合目标系统。例如， 高亮度要求 可能会影响功率和热设计，而厚盖玻璃或附加光学层可能会影响成品显示器的性能。
由于这些原因，背光源的选择最好被视为显示模块工程的一部分，而不是作为一个孤立的组件选择。
直下式和侧光式 LED 背光提供了不同的方式来照亮 LCD 面板。直下式设计将 LED 放置在显示屏后面，而侧光式设计则引导来自沿导光板侧面放置的 LED 发出的光。
正确的选择取决于所需的亮度、均匀性、厚度、视角、功耗、热条件和成本。单色和彩色 LCD 可能具有不同的光学要求，但是这两种类型都不限于单一背光结构。
成功的设计可以平衡背光与 LCD 面板、光学薄膜、机械外壳和预期操作环境。尽早定义这些要求有助于工程师选择一种配置，该配置能够提供必要的显示性能，而不会增加不必要的复杂性。
技术要求很少仅限于 LCD 本身。定制显示器可能需要特定的亮度、界面、触摸、盖玻璃、光学粘合、FPC、工作温度和机械集成。
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