背光技术支持LCD升级，三大门派大比武

    CCFL光源存在的先天缺陷导致了人们寻找其替代者的努力。其中LED被认为是最可能的方向。被称为无机发光二极管的LED技术是基于固态半导体的发光器件，具有更好的光学性能和发光效率。在未来极可能成为人类应用最广范的光源产品：从电灯到液晶电视，您将在每一个地方看到LED的身影。

    LED(Light Emitting Diode)即发光二极管，它诞生于在20世纪60年代。这种能直接将电能转化为光能的发光器件，具备低功耗、高亮度、长寿命的突出特点。在本质上，LED是一种半导体部件，它的出现彻底改变了人类光源必须依赖于气体或者真空从在的现状。

    LED的工作原理和我们常见的白炽灯、荧光灯完全不同。LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，P型半导体是一种在硅或锗等半导体材料中加入微量的硼、铟、镓或铝等三价元素的晶片，N型半导体是一种在在硅或锗等半导体材料中加入微量的磷、锑、砷等五价元素的晶片。在P型半导体中，空穴(带正电)叫多数载流子，电子(带负电)叫少数载流子。在N型半导体中，电子(带负电)叫多数载流子，空穴(带正电)叫少数载流子。加电后，在P型半导体和N型半导体的交界面就会出现一个具有特殊导电性能的薄层，也就是常说的PN结(PN Junction Transistors)。PN结可以对P型半导体和N型半导体中多数载流子的扩散运动产生阻力，当对PN结施加正向电压时，电流从LED的阳极流向阴极，而在PN结中少数载流子与多数载流子进行复合，多余的能量就会转变成光而释放出来。当LED处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。通过对其中发光材料的研究，人们逐渐开发出各种光色、光效率越来越高的LED元件。

    在液晶显示器件的实际应用中，通常拥有两种LED背光源的使用情况。其一是白色LED光源，其二是以红绿蓝三元色的灯光（RGB-LED）组成阵列构成“白色光源”。前者主要应用在小尺寸产品中，例如手机、笔记本电脑显示器等，后者是液晶电视常见的LED背光源组成方式。无论那种都具有较传统CCFL光源更好的色彩性能、亮度性能和产品的安全性。

    RGB-LED背光源，可大幅度提高液晶显示的色彩表现。它通过可以发出高纯度红色、绿色、蓝色光的LED器件，能够实现CCFL光源不能达到的宽广色域范围。目前主流的RGB-LED背光源可以达到105%的NTSC色域范围，如果采用性能更加强大的LED器件，则可以实现120%以上的NTSC色域范围。

    LED光源还是平面化的光源产品。LED背光源是由众多的LED灯泡（白色的或者三原色的）排列组成，，这样LED背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮度均匀性，还不需要复杂的光路设计，有利于液晶电视厚度做得更薄。

    另外， LED背光还可以有效提升液晶显示器的对比度，实现更加精确的色阶和层次感更强的画面。由于整个背光源由众多微小的LED发光单元组成，所以可以对其中每一个发光器件实现精确的亮度控制，根据原始画面特点进行小区域内的发光亮度修正，例如在一幅明暗对比强烈的画面中，暗部区域的LED背光可以完全关闭，而明亮区域的LED背光实现高亮度输出，由此带来的对比度提升效果是CCFL光源的液晶电视所不能企及的。

    优秀的控制能力，也使得在扫除残影（GhostShadow；或称鬼影）以及插黑技术的应用上，LED比其它技术的光源具备更多的应用优势。液晶电视的残影问题一直是液晶厂家致力于改变的最大难题，尤其在高速动画（快速改变影像）时拖尾、残影会特别明显。目前厂商主要采用插帧的技术（120hz技术）扫除拖尾的影响。这种插帧技术不仅需要液晶驱动来控制，如果和背光源一起来协调搭配效果则更好。CCFL的原理类似日光灯管，因此在点亮或熄灭时都需要较长的时间（可能是数毫秒），在明灭动作时间无法更快的前提下，CCFL难以兼顾在画面更替过程中所需的插帧技术的需要。相较之下，LED能轻松容易地执行插帧技术，LED仅需数微秒即可点亮或关闭，并且能够支持更快速细腻的调控，达到电视机更好的运动画面显示效果。

    在发光寿命上LED光源也远远超过CCFL。普通的CCFL背光源一般的使用寿命在不过6万小时，在使用寿命末期，LCD的亮度就会明显下降。而LED背光实际使用寿命为10万小时，其光学性能衰减也叫为缓慢，能够满足长寿命高性能的应用需要。

    其次，LED以固态形式发光，不像CCFL以气体方式发光，所以有较佳的抗震耐摔性，并且没有使用汞或其它对环境有害物质的风险，合乎环保的需求。LED在制造封装的过程中，就已经完成对于光源的反射设计，例如装设反射杯等，光源就已集中在一面显示。相对地CCFL的光管型光源，在设计背光模块时，仍需要加装一片反射板，这样才能把光管另一面的光源反射运用。整个背光设计更简单，同时光利用效率也更高。同时，LED采用直流低电压工作，与采用高压交流电的CCFL先比也具有一定的优势。

    不过，LED光源技术现一阶段还称不上完美。包括成本、光效率、亮度均匀性控制等难题尚需技术层面的改进。

    LED为点光源性质，不同于线光源的CCFL。应用于背光的LED，需要在光均性的处理上特别讲究。为讲求光均性，每颗LED的发光亮度特性，在挑选上也要求一致性。此外，若有某颗LED的寿命先行告终，就会影响光均性，所以必须确保所有的LED都具备长寿功能。如此严格的挑选，便使得LED背光的成本攀升。

    再者，LED的发光效率并不如CCFL，同样的用电功耗，CCFL拥有较高的亮度与较少的废热，但是LED则需要更高的用电才能达到相同亮度，且产生的废热多于CCFL。这也使得LED背光模块的相关设计，经常要考虑到散热问题，除了要用上散热片外，甚至会还要加装热导管或电动风扇等。这些散热设计都会增加背光模组的厚度与重量，使得大尺寸相关产品不适合搭配衍生壁挂功能。

    但是，LED技术良好的发展潜力使得业界不遗余力的设法克服上述问题。随着LED光源技术的不断提升，已经拥有越来越多的液晶显示产品采用该项技术。例如各大品牌的顶级产品，纷纷把LED技术看成是提升电视机性能表现的利器。