化合物半导体材料和工艺的发展，使半导体发光器件的发光波长从可见光向红外和紫外拓展，其发光效率也超过了传统的白炽灯和荧光灯，应用领域从信号指示、信息显示、景观照明、生物、医疗等特殊照明进入通用照明。发光二极管在小尺寸液晶显视技术中已具有不可替代的地位，如手机显示面板；在大尺寸方面，液晶电视已成为电视的发展主流，随着液晶显示面板尺寸的增加，以冷阴极管为代表的传统液晶显示背光源不能满足需求，发光二极管将取而代之成为大尺寸液晶面板的理想背光源，成为发光二极管的另一个重大应用领域。　　 发光二极管特点是色彩丰富、效率高、体积小、寿命长，是理想的彩色点光源，将LED点光源集成为色度均匀的面光源，在光度学和色度学方面存在很大挑战。本论文结合国家863半导体照明重大项目，重点研究了大尺寸液晶显示背光源用发光二极管的光度学、色度学的理论，提出了直下式三基色发光二极管的大尺寸液晶背光源的整体设计思想，与京东方科技集团中央研究院合作制作了基本原型，并基于这一设计思想研制了用于农业、生物等方面的发光二极管平面光源。主要的成果如下：　　 1)建立了红、绿、蓝发光二极管的相对光谱模型，通过这些模型分析了三基色发光二极管背光源的色域大小随三基色峰值波长的变化。通过数学模拟得到：当绿光峰值波长为521nm(对应的主波长约为528nm)时，三基色背光源的色域出现极大值；色域随红光波长变大而单调递增，随蓝光波长变大而单调递减。　　 2)通过对发光二极管背光源模拟计算，得到了实现120％NTSC色域的各种配色条件，绘制了相应的配色图。　　 3)根据背光源光场均匀分布要求，通过模拟设计出来一种新型的发光二极管光强分布理论模型，并分析了使用该种发光二极管模型的26寸直下式三基色发光二极管背光源的光均匀性对发光二极管光强分布的依赖关系。　　 4)背光源中的发光二极管用恒流方式驱动，用脉宽调制方式来调节光强，以维持发光二极管的一致性，提高背光源的光均匀性。　　 5)提出了利用LED背光源实现无虑色膜彩色液晶显示的一种新方案。