LED背光的基本原理

液晶需要背光相信不少人都是知道，如今的主流背光是LED，代替了過(guò)去的CCFL背光，這是一種必然的趨勢(shì)，就像液晶代替CRT，IC代替真空管電子電路一樣，固體器件的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)了，LED無(wú)疑也是固體器件，其本質(zhì)是半導(dǎo)體，利用分子激勵(lì)發(fā)光，是目前人類掌握的較為先進(jìn)的發(fā)光方式。

說(shuō)到發(fā)光的機(jī)理，其實(shí)除了分子激勵(lì)發(fā)光以外，還具有加熱發(fā)光，放電發(fā)光，反應(yīng)熱發(fā)光和化學(xué)發(fā)光幾種類型，這些發(fā)光模式日常生活中也比較的常見(jiàn)，比如蠟燭燃燒屬于加熱發(fā)光，雷電屬于放電發(fā)光，炸藥屬于反應(yīng)熱發(fā)光，LED（即發(fā)光二極管）以及激光等等都屬于分子激勵(lì)發(fā)光。

從日常的經(jīng)驗(yàn)我們就可以知道，除了激勵(lì)發(fā)光，其它幾種發(fā)光模式難以保持較長(zhǎng)的時(shí)間，這是因?yàn)樗鼈兌荚诎l(fā)光的過(guò)程中，總有一個(gè)消耗品，比如放電發(fā)光的燈絲或者氣體，在使用一段時(shí)間之后，燈絲會(huì)斷開，氣體也可能溢出，從而導(dǎo)致發(fā)光中斷，但是LED不會(huì)有這種擔(dān)憂，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且利用分子激勵(lì)發(fā)光，理論上其有50000小時(shí)的發(fā)光壽命，只要組成LED的半導(dǎo)體不損壞，其就可以一直工作下去。

壽命長(zhǎng)和耐用是LED背光的優(yōu)勢(shì)，這也是其應(yīng)用在液晶顯示器背光領(lǐng)域的重要原因之一，不過(guò)由于特殊的應(yīng)用方式和環(huán)境，LED在背光領(lǐng)域的壽命沒(méi)有理論時(shí)間那么久，其大約應(yīng)有15000小時(shí)的使用壽命，即便這樣，其在使用時(shí)間方面，依舊具有優(yōu)勢(shì)。

LED背光的幾種特性

因此穩(wěn)定性和耐用性是LED的顯著特點(diǎn)，除了這兩個(gè)特點(diǎn)，LED還有其他幾個(gè)值得關(guān)注的特點(diǎn)，這幾個(gè)特點(diǎn)和其成為液晶主流背光有著很大的關(guān)系：

體積小

這是LED光源的一大優(yōu)勢(shì)，如果你留意這種技術(shù)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)諸如LED手電等設(shè)備，一個(gè)米粒大小的LED就可以發(fā)出很亮的光，因此這種優(yōu)勢(shì)用在液晶顯示器上，就非常的得心應(yīng)手，其不僅可以像過(guò)去CCFL放在液晶側(cè)面，利用導(dǎo)光板提供光源，還可以直接平鋪在液晶之下，也是經(jīng)常提到的直下式LED，這是其他光源都做不到的，液晶顯示器之所以如今越來(lái)越薄，就是LED背光的功勞。

低壓發(fā)光夠節(jié)能

LED發(fā)光的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是低壓發(fā)光，普通的LED諸如紅色LED指示燈，只需要1.5V左右的電壓就可以發(fā)光，這樣的電壓即使干電池都可以提供，其由于LED不是利用加熱發(fā)光，所以其可以將電能有效的轉(zhuǎn)化為光能，效率和熒光燈相當(dāng)，這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)使得LED背光足夠的節(jié)能，加上其沒(méi)有汞元素，對(duì)環(huán)境非常的友好。

響應(yīng)速度快

LED由于利用分子激勵(lì)發(fā)光，其電流的響應(yīng)速度非常好，可以在1/100000秒內(nèi)就發(fā)出光線，這種發(fā)光速度正是液晶顯示器需要的，尤其是利用直下式LED背光的產(chǎn)品，可以通過(guò)控制LED的開關(guān)，更好的控制畫面的顯示效果。

發(fā)出單一波長(zhǎng)的光

之前說(shuō)到發(fā)光機(jī)理的問(wèn)題，由于LED是利用分子發(fā)光，所以其無(wú)法直接發(fā)出白光，而是只能通過(guò)使用原子能量不同的材料組成半導(dǎo)體，來(lái)發(fā)出特定的光。諸如紅光，綠光和藍(lán)光等單一波長(zhǎng)的光線，但是液晶背光需要的是白色的光，接下來(lái)我們就談?wù)勥@個(gè)問(wèn)題。

　　LED背光的發(fā)展軌跡

如今主流的液晶顯示器，都是使用WLED背光，有很多朋友會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)，WLED背光和LED背光是什么關(guān)系？其實(shí)WLED就是白光LED，這個(gè)W也就是White的意思，液晶顯示器使用的白光的實(shí)現(xiàn)和藍(lán)色LED的發(fā)展有密不可分的關(guān)系，接下來(lái)我們就來(lái)看看藍(lán)色LED的故事。

在工程師的研究中，LED最早發(fā)出的是紅外線，這是不可見(jiàn)的光，隨后經(jīng)過(guò)努力，LED可以發(fā)出可視的紅光，這是一個(gè)里程碑，由此展開了對(duì)LED的廣泛研究，隨后出現(xiàn)了綠色以及黃色等LED，但是藍(lán)色LED卻遲遲研發(fā)不出來(lái)，嚴(yán)重的限制了LED的發(fā)展。

我們知道紅綠藍(lán)是三原色，有了這三種LED，就可以通過(guò)融合，最終使得LED可以發(fā)出白色的光線，由于可以發(fā)射藍(lán)色的材料非常難以尋找，知道上世紀(jì)80年代，這問(wèn)題才被最終解決，所以如今出現(xiàn)了RGBLED背光的顯示器，但是這并不是主流，因?yàn)槿獿ED的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電路也比較麻煩，所以很難大面積應(yīng)用在普通顯示器之上，只有高端產(chǎn)品才會(huì)應(yīng)用這種模式。

LED背光存在的問(wèn)題

日常見(jiàn)到的顯示器，絕大多數(shù)都是應(yīng)用WLED背光，其是用藍(lán)色LED混合黃色熒光粉實(shí)現(xiàn)的白光效果，這種手段效果尚可，并且由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本也很低，所以被逐漸的推廣開來(lái)，從手機(jī)到PDA，再到小型游戲機(jī)，都是采用的這種背光方案，其具有LED很多的優(yōu)勢(shì)，諸如節(jié)能，體積小等，但是也有劣勢(shì)，其色域效果并不好，尤其是紅色的表現(xiàn)較差。

由于液晶顯示器的背光是利用藍(lán)色LED混合黃色熒光粉實(shí)現(xiàn)的白色效果，所以藍(lán)光成分較多，而藍(lán)光在可見(jiàn)光譜中能量相對(duì)高，能夠穿透角膜、晶狀體，到達(dá)視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜一旦受損，將造成不可逆的傷害。所以自然界中對(duì)人眼損傷最大的就是中短波的、能量相對(duì)高的紫外線和藍(lán)紫光。這就是所謂的“藍(lán)光危害”。

目前LED背光液晶顯示器是否真的會(huì)傷害眼睛，并沒(méi)有權(quán)威的測(cè)試結(jié)果，只能說(shuō)在理論上有這個(gè)可能，每臺(tái)顯示器的實(shí)際顯示效果也都并不相同，其實(shí)我們可以暫時(shí)從色溫去分辨一臺(tái)顯示器是否藍(lán)光成分過(guò)多，因?yàn)樗{(lán)色成分多的話，畫面色溫明顯偏冷，對(duì)于畫面色溫偏冷的產(chǎn)品，就要格外注意了。

全文總結(jié)：

本文從基礎(chǔ)的原理分析LED背光的優(yōu)勢(shì)，其是人類科技的新結(jié)晶，未來(lái)的市場(chǎng)前景還是非常好的，在顯示器領(lǐng)域，LED背光也是如此，如今已經(jīng)基本完成了代替CCFL的工作，絕大一部分新品都是LED背光產(chǎn)品，其擁有節(jié)能、超薄等特點(diǎn)，也存在一定的問(wèn)題，諸如藍(lán)光危害讓不少人擔(dān)心，但這抹殺了不了LED的功勞，在選購(gòu)LED背光液晶顯示器時(shí)，要注意色溫的問(wèn)題，價(jià)格太過(guò)優(yōu)惠，畫面色溫控制不好的產(chǎn)品，就要堅(jiān)決的抵制了。