バックライト

数年間（2010年頃まで）、モニターやテレビなどのマトリクスアドレス方式の大型液晶パネルのバックライトとして好まれていたのは、冷陰極蛍光灯（CCFL）を用いたもので、液晶パネルの両端に2つのCCFLを配置するか、液晶パネルの背面にCCFLアレイを配置する方法が用いられていました（40インチ液晶テレビ用の18個のCCFLアレイの写真を参照）。しかし、LED照明と比較すると、高電圧・高電力が必要、パネルが厚くなる、高速スイッチングができない、劣化が早いといった欠点があるため、LEDバックライトが普及しつつあります。

安価なTNディスプレイから、色校正用のS-IPSやS-PVAパネルまで、多くのLCDモデルには、 NTSC色域の95%以上をカバーする広色域CCFLが搭載されている。

カラー画面のLEDバックライトには、白色LEDバックライトとRGB LEDバックライトの2種類があります。 ^{[ 10 ]}白色LEDは、ノートパソコンやデスクトップ画面で最もよく使用され、事実上すべてのモバイルLCD画面を構成しています。白色LEDは通常、青色LEDと広帯域の黄色蛍光体で構成され、白色光を発します。しかし、スペクトル曲線が黄色でピークを迎えるため、LCDの赤色および緑色カラーフィルターの透過ピークとは一致しません。これにより、赤色と緑色の原色が黄色にシフトし、ディスプレイの色域が狭くなります。^{[ 11 ]} RGB LEDは、赤、青、緑のLEDで構成され、白色のさまざまな色温度を生成するように制御できます。バックライト用のRGB LEDは、HP DreamColor LP2480zxモニターや一部のHP EliteBookノートブックなどのハイエンドカラープルーフディスプレイ、およびオプションでRGB LEDディスプレイを備えたDellのStudioシリーズノートパソコンなどの最近のコンシューマーグレードディスプレイに見られます。

RGB LEDは、画面に非常に広い色域を提供できます。^{[ 12 ]} 3つの独立したLED（加法混色）を使用すると、バックライトはLCDピクセル自体のカラーフィルターとほぼ一致する色スペクトルを生成できます。このようにして、フィルターの通過帯域を狭めることができ、各色成分は非常に狭いスペクトル帯域のみをLCDに通過させます。これにより、白色を表示したときに遮断される光が少なくなるため、ディスプレイの効率が向上します。実際の赤、緑、青のポイントをさらに外側に移動できるため、ディスプレイはより鮮やかな色を再現できます。

LEDバックライトLCDパネルの色域をさらに改善する方法は、量子ドット（QD）と呼ばれるナノ結晶蛍光体の層を照らす青色LED（窒化ガリウム（GaN）LEDなど）に基づいています。 ^{[ 13 ]}量子ドットは、青色の波長を、LCDを背面から最適に照らすための狭帯域の緑色と赤色の望ましい長波長に変換します。製造元のNanosysは、ナノ結晶のサイズを制御することでドットの色出力を精密に調整できると主張しています。この方法を追求している他の企業には、Nanoco Group PLC（英国）、QD Vision、Nanosysのライセンシーである3M 、スイスのAvantamaなどがあります。^{[ 14 ] [ 15 ]}ソニーは、米国の QD Vision ^{[ 16 ]}の量子ドット技術を採用し、2013 年にTriluminosという名称で販売される改良型エッジライトLED バックライトを搭載した LCD テレビを発表しました。青色 LED と、その前面に配置された緑色と赤色用に最適化されたナノ結晶により、結果として得られる合成白色光は、より高価な 3 つの RGB LED セットから発せられる色域と同等かそれ以上の色域を実現します。2015年のコンシューマー エレクトロニクス ショーでは、サムスン電子、LG 電子、中国のTCL Corporationなど、多くの企業が QD 強化型 LED バックライト搭載の LCD テレビを展示しました。^{[ 17 ] [ 18 ]}

LEDバックライトにはいくつかの課題があります。均一性を実現するのは難しく、特にLEDが経年劣化すると、各LEDの劣化速度が異なるため、さらに難しくなります。赤、緑、青にそれぞれ別の光源を使用しているため、LEDの劣化速度が異なると、ディスプレイのホワイトポイントが移動する可能性があります。白色LEDはこの現象の影響を受け、数百ケルビンの色温度 の変化が記録されています。白色LEDは、10 ℃から80  ℃までの温度でそれぞれ3141Kから3222Kまで変化する高温で青みがかった色に変化します。 ^{[ 19 ]}電力効率も課題となる可能性があります。第一世代の実装では、CCFLの同等品よりも多くの電力を消費する可能性がありますが、LEDディスプレイの方が電力効率が高い場合もあります。2010年現在、現行世代のLEDディスプレイは、電力消費において大きな利点があります。例えば、24インチのBenq G2420HDBコンシューマーディスプレイの非LEDバージョンの消費電力は49Wであるのに対し、同じディスプレイのLEDバージョン（G2420HDBL）の消費電力は24Wである。

RGBおよび白色LEDバックライトの前述の課題を克服するために、NDF Special Light Products社は、コックピットディスプレイ^{[ 21 ]} 、航空管制ディスプレイ、医療用ディスプレイなどのハイエンドで長寿命のLCDアプリケーション向けに、「高度なリモート蛍光体」 ^{[ 20 ]} LED技術を開発しました。この技術は、青色ポンプLEDと、色変換のために蛍光体発光材料が印刷されたシートを組み合わせて使用​​します。原理は量子ドットに似ていますが、使用される蛍光体は、より厳しい動作条件下で長寿命が求められるアプリケーション向けに、量子ドットナノ粒子よりもはるかに堅牢です。蛍光体シートはLEDから離れた場所（リモート）に配置されるため、白色LEDの蛍光体よりも温度ストレスがはるかに少なくなります。その結果、白色点は個々のLEDに依存しにくくなり、寿命中の個々のLEDの劣化も少なくなり、色の一貫性が向上し、ルーメンの減衰が低減された、より均質なバックライトが得られます。

ノートパソコンにおけるLEDバックライトの使用は増加傾向にある。ソニーは2005年から一部のハイエンド薄型VAIOノートパソコンにLEDバックライトを採用しており、富士通は2006年にLEDバックライト搭載ノートパソコンを発売した。2007年には、ASUS、Dell、Appleが一部のノートパソコンモデルにLEDバックライトを導入した。2008年現在2008 年 10 月、Apple は、すべてのノートブックと新しい 24 インチApple Cinema Display にLED バックライトを使用すると発表し、1 年後には新しい LED iMacを発表しました。つまり、Appleの新しいコンピュータ画面はすべて LED バックライト ディスプレイになりました。2009年 9 月以降に発売された16:9 ディスプレイ搭載のノートパソコンはほぼすべて、LED バックライト パネルを使用しています。これは、一部の国ではLED TVという紛らわしい名前で販売されているものの、画像は依然として LCD パネルによって生成されるほとんどの LCD テレビにも当てはまります。

LCD用LEDバックライトのほとんどはエッジライト方式で、複数のLEDがライトガイド（ライトガイドプレート、LGP）の端に配置され、LCパネルの背面に光を照射します。この方式の利点は、非常に薄いフラットパネル構造と低コストです。より高価な方式はフルアレイ方式または直接LED方式と呼ばれ、LCパネルの背面に多数のLED（ LEDアレイ）を配置することで、大型パネルを均一に照らすことができます。フルアレイローカルディミングは「FALD」と略されることが多く、この方式では、表示される画像に応じてローカルディミングによってより暗い黒ピクセルを実現できます。