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，代替了過去的CCFL背光，這是一種必然的趨勢，就像液晶代替CRT，IC代替真空管電子電路一樣，固體器件的時代已經(jīng)到來了，LED無疑也是固體器件，其本質(zhì)是半導體，利用分子激勵發(fā)光，是目前人類掌握的較為先進的發(fā)光方式。

說到發(fā)光的機理，其實除了分子激勵發(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，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發(fā)光。

從日常的經(jīng)驗我們就可以知道，除了激勵發(fā)光，其它幾種發(fā)光模式難以保持較長的時間，這是因為它們都在發(fā)光的過程中，總有一個消耗品，比如放電發(fā)光的燈絲或者氣體，在使用一段時間之后，燈絲會斷開，氣體也可能溢出，從而導致發(fā)光中斷，但是LED不會有這種擔憂，其結(jié)構(gòu)簡單，并且利用分子激勵發(fā)光，理論上其有50000小時的發(fā)光壽命，只要組成LED的半導體不損壞，其就可以一直工作下去。

壽命長和耐用是LED背光的優(yōu)勢，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)域的壽命沒有理論時間那么久，其大約應(yīng)有15000小時的使用壽命，即便這樣，其在使用時間方面，依舊具有優(yōu)勢。

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，除了這兩個特點，LED還有其他幾個值得關(guān)注的特點，這幾個特點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，如果你留意這種技術(shù)，就會發(fā)現(xiàn)諸如LED手電等設(shè)備，一個米粒大小的LED就可以發(fā)出很亮的光，因此這種優(yōu)勢用在液晶顯示器上，就非常的得心應(yīng)手，其不僅可以像過去CCFL放在液晶側(cè)面，利用導光板提供光源，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)光的另一個優(yōu)勢就是低壓發(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，這兩個優(yōu)勢使得LED背光足夠的節(jié)能，加上其沒有汞元素，對環(huán)境非常的友好。

響應(yīng)速度快

LED由于利用分子激勵發(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)出單一波長的光

之前說到發(fā)光機理的問題，由于LED是利用分子發(fā)光，所以其無法直接發(fā)出白光，而是只能通過使用原子能量不同的材料組成半導體，來發(fā)出特定的光。諸如紅光，綠光和藍光等單一波長的光線，但是液晶背光需要的是白色的光，接下來我們就談?wù)勥@個問題。

　　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，有很多朋友會產(chǎn)生疑問，WLED背光和LED背光是什么關(guān)系？其實WLED就是白光LED，這個W也就是White的意思，液晶顯示器使用的白光的實現(xiàn)和藍色LED的發(fā)展有密不可分的關(guān)系，接下來我們就來看看藍色LED的故事。

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

我們知道紅綠藍是三原色，有了這三種LED，就可以通過融合，最終使得LED可以發(fā)出白色的光線，由于可以發(fā)射藍色的材料非常難以尋找，知道上世紀80年代，這問題才被最終解決，所以如今出現(xiàn)了RGBLED背光的顯示器，但是這并不是主流，因為三色LED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)品才會應(yīng)用這種模式。

LED背光存在的問題

日常見到的顯示器，絕大多數(shù)都是應(yīng)用WLED背光，其是用藍色LED混合黃色熒光粉實現(xiàn)的白光效果，這種手段效果尚可，并且由于結(jié)構(gòu)簡單，成本也很低，所以被逐漸的推廣開來，從手機到PDA，再到小型游戲機，都是采用的這種背光方案，其具有LED很多的優(yōu)勢，諸如節(jié)能，體積小等，但是也有劣勢，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色LED混合黃色熒光粉實現(xiàn)的白色效果，所以藍光成分較多，而藍光在可見光譜中能量相對高，能夠穿透角膜、晶狀體，到達視網(wǎng)膜，視網(wǎng)膜一旦受損，將造成不可逆的傷害。所以自然界中對人眼損傷最大的就是中短波的、能量相對高的紫外線和藍紫光。這就是所謂的“藍光危害”。

目前LED背光液晶顯示器是否真的會傷害眼睛，并沒有權(quán)威的測試結(jié)果，只能說在理論上有這個可能，每臺顯示器的實際顯示效果也都并不相同，其實我們可以暫時從色溫去分辨一臺顯示器是否藍光成分過多，因為藍色成分多的話，畫面色溫明顯偏冷，對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，其是人類科技的新結(jié)晶，未來的市場前景還是非常好的，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，也存在一定的問題，諸如藍光危害讓不少人擔心，但這抹殺了不了LED的功勞，在選購LED背光液晶顯示器時，要注意色溫的問題，價格太過優(yōu)惠，畫面色溫控制不好的產(chǎn)品，就要堅決的抵制了。