液晶LED背光源原理

液晶LED背光源原理

发布时间:2009-12-29 10:47:54 来源：天极网

近年来,液晶电视显示技术飞速发展，而作为LCD显示的核心技术之一的背光源技术也得到了很大发展。自2004年第一台以LED为背光源(发光二极管Light Emitting Diode)电视诞生至今，LED电视已经实现了由实验室概念化产品向消费化商品的转变。09年对于LED背光源技术来说可所谓已经从前两年的趋势阶段迈向了近期的成熟阶段，众品牌的LED电视纷纷推向市场，逐渐代替了当前作为主流的LCD电视。

曾有人问过笔者，LED电视目前市场价格较普通LCD贵了不少，而且就肉眼来辨识画质方面差别也不是非常的明显，是否真的有必要从LCD时代步入LED时代。笔者认为目前的LED电视凭借超薄、环保节能、高清画质、色彩丰富、可靠性高等技术优势成为市场关注的焦点。但这仅仅只能说明液晶技术上的成熟，并不代表它在市场上的成熟。很多普通家庭现在的确会更加注重性价比，选择当前更实惠产品而放弃选择拥有最新技术的产品。但是，随着技术的成熟和市场推动，大多数的这类消费者会被时代所“和谐”，不得不接受LED时代。就拿活生生的例子来说吧，液晶电视已经代替原有的CRT，市场上现在很难买到老式的CRT电视了，这就是你不得不接受液晶电视的原因。话说回来，LED是有它的优势，只是由于价格方面原因，没在消费群体中立刻普及罢了。下面笔者决定向大家详细解释LED的原理及优势。

LED背光源技术细谈——LED原理

目前的液晶电视，从原理上看，液晶显示设备有些像是街头那些广告灯箱，背后的光源经过一定扩散，均匀地照射在绘有画面的透明胶片上，从而透射出亮丽的画面。液晶板就像是那层胶片，但是其中的画面是会变的。

传统的液晶显示设备都采用CCFLS(冷阴极荧光灯，cold cathode fluorescent lamps)作为光源，虽然名字很专业，但我们把它理解为家里用的日光灯，但是灯管非常细。很多物体在日光灯下的色彩都很怪异，因为它发出的光线不是真正意义上的日光。我们早已适应的日光光线由赤橙黄绿青蓝紫等各色光线按照一定比例组合而成。但日光灯的光线在某些色彩上过分强调，某些色彩则缺得厉害。

于是问题就产生了，背后灯箱的光源色彩就不够精确，透过液晶板后产生的图像自然也无法克服先天不足，导致色彩还原偏差。这也是液晶显示器在图像显示方面一直难以让专业用户真正满意的原因之一。LED是一种高级的液晶解决方案，用LED代替了传统的液晶背光模组。

真正的LED电视，应该是用LED直接成像的。彩色的LED显示屏用R/G/B三个LED管组成一个像素点，通过控制每一个像素点的亮于灭，来实现图像的显示。其成像的原理和同样是主动发光的等离子非常相似。

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LED背光源技术细谈——RGB LED与白光LED

目前，LED电视有两种分法，按技术分类可分为两大类：RGB-LED与白光LED。按入射位置划分可分为：直下式(将显示屏的整个背面换成LED)与侧入式(周边放上LED)两大类，大致又可分为直下式RGB-LED、直下式白光LED、侧光式白光LED、侧光式RGB-LED等。

RGB-LED在组成背光源的时候，并不是完全按照1:1:1的数量构成。目前最常见的方案就是由1个红色LED、1个蓝色LED和2个绿色LED。这组合方式是因为每种颜色的LED在发光效率上存在一定差异，必须要通过组合实现三种光源的匹配。RGB-LED电视的优点主要体现在色彩表现力和对比度两方面：由于采用了RGB三原色独立发光元件，因此RGB-LED电视的色域范围大都能达到NTSC 的120%以上，部分经过良好调教的机型甚至可以达到150%左右的色域范围，完全达到或者超越了等离子电视的水准。

RGB-LED电视也可以支持背光区域调整技术，亮度调节更是很容易实现，因此在对比度方面，往往能够达到千万:1级的动态对比度，这对于提升电视的图像质量有着非常关键的作用。

RGB-LED电视虽然性能很优秀，但是也并非十全十美：第一是成本方面没有很大优势。第二是

RGB-LED需要单独的调光电路和更好的散热结构，这也会在一定程度上导致电视结构复杂。另外，RGB 灯在控制上的问题仍有待加强，举例来说，如果其中一颗灯坏了，在整个屏幕上会相当明显，反之，白光LED灯则可以互相补足，因为是旁射关系，因此可以补足某颗坏掉的LED，并且均匀性的补足，让整体状况看起来不会太差。

白光LED相对于RGB-LED就要简单不少，它采用了只能发出白色光线的LED光源代替原来的CCFL 荧光管。白光LED由于不像RGB-LED那样需要涉及到背光源的调光，因此在电路结构方面的要求相对不高。但是白光LED的光谱特性和RGB-LED相比还是有所欠缺的，这也导致此种LED电视在色彩表现上并不如RGB-LED电视那么优秀。

不过白光LED电视的优点也是比较明显的，例如亮度动态调节、区域背光控制都可以实现，也能实现很好的对比度。在色域范围上也能较普通CCFL液晶电视有所提升。加上成本的优势，因此我们认为将成为未来普及型LED电视最优先采用的方案。

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LED背光源技术细谈——直下式与侧光式

直下式背光源工艺简单，不需要导光板，LED阵列置于灯箱底部，从LED发出的光经过底面和侧面反射，再通过表面的扩散板和光学模组均匀射出。直下式背光源的厚度由灯箱底部和散射板的距离决定，通常厚度越厚，背光源的光均匀性就越好。在背光源较薄的情况下，色彩和亮度均匀性就成了直下式背光源的技术关键。LED灯的光场分布类型对背光源的色彩和亮度均匀性起着重要作用，目前背光源所用L ED 灯通常有朗伯型和边发射型两种，由于边发射型LED 更有利于背光源的光均匀性，直下式背光源大都采用边发射型LED。但是大角度边发射LED由于其中间光强偏低，易造成暗斑，影响背光源的均匀性。

侧光式背光模块即将点状光源设置在经过特殊设计的导光板侧边作为背光源，使用LED颗数较少;而因光源置于导光板侧边，LED 受颗数及亮度限制，仍需将光均匀分散整个平面上时，会形成当面板面积越大，光源辉度运用越有限。因LED背光源放在产品的侧面，因此后面只需要添加导光板就可以液晶产品的外观厚度可以做到很薄，比如索尼的ZX1系列，它就是采用侧光式背光模块。