LED
LED（Light Emitting Diode），是發(fā)光二極管的意思。是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。雖然也可以做為顯示屏，但通常用于超大屏幕顯示，如大廈外面的大型廣告牌等。




LED發(fā)展歷史
50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識，第一個商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，即固體封裝，所以能起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。
最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用長壽命、低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計的燈中，Lumileds公司采用了18個紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。 汽車信號燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。
對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍(lán)光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值550nm。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到得白光?，F(xiàn)在，對于InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學(xué)組成和調(diào)節(jié)熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍(lán)光LED得到白光的方法，構(gòu)造簡單、成本低廉、技術(shù)成熟度高，因此運用最多。
上個世紀(jì)60年代，科技工作者利用半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光的原理，研制成了LED發(fā)光二極管。當(dāng)時研制的LED，所用的材料是GaASP，其發(fā)光顏色為紅色。經(jīng)過近30年的發(fā)展，現(xiàn)在大家十分熟悉的LED，已能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)等多種色光。然而照明需用的白色光LED僅在近年才發(fā)展起來。
到近幾年LED超大顯示屏出現(xiàn)在人們的生活中，如大廈外面的大型廣告牌，大型的戶外電視等，都是利用LED點陣的原理制造而成。

LCD
LCD （Liquid Crystal Display）的簡稱，中文稱為：液晶顯示器。LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉(zhuǎn)動方向，從而達(dá)到控制每個像素點偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的。現(xiàn)在LCD已經(jīng)替代CRT成為主流，價格也已經(jīng)下降了很多，并已充分的普及。LCD通過背光板照射才能顯示，目前市面上比較常見的TFT以及SLCD都屬于LCD的范疇。

LCD液晶顯示器原理
它利用了液晶的電光效應(yīng)，通過電路控制液晶單元的透射率及反射率，從而產(chǎn)生不同灰度層次及多達(dá)1670萬種色彩的靚麗圖像。LCD顯示器的主要成像器件是液晶板。LCD投影機(jī)的體積取決于液晶板的大小，液晶板越小，投影機(jī)的體積也就越小。
LCD液晶顯示器按內(nèi)部液晶板的片數(shù)可分為單片式和三片式兩種，現(xiàn)代液晶顯示屏大都采用3片式LCD板。三片式LCD顯示屏是用紅、綠、藍(lán)三塊液晶板分別作為紅、綠、藍(lán)三色光的控制層。光源發(fā)射出來的白色光經(jīng)過鏡頭組后會聚到分色鏡組，紅色光首先被分離出來，投射到紅色液晶板上，液晶板“記錄”下的以透明度表示的圖像信息被投射生成了圖像中的紅色光信息。綠色光被投射到綠色液晶板上，形成圖像中的綠色光信息，同樣藍(lán)色光經(jīng)藍(lán)色液晶板后生成圖像中的藍(lán)色光信息，三種顏色的光在棱鏡中會聚，由投影鏡頭投射到投影幕上形成一幅全彩色圖像。三片式LCD顯示屏比單片式LCD顯示屏具有更高的圖像質(zhì)量和更高的亮度。LCD顯示屏體積較小、重量較輕，制造工藝較簡單，亮度和對比度較高，分辨率適中，現(xiàn)在LCD顯示屏占有的市場份額約占總體市場份額的70%以上，是目前市場上占有率最高、應(yīng)用最廣泛的顯示屏。
LCD液晶顯示器主要技術(shù)參數(shù)
1 對比度
LCD液晶顯示器對比度很重要的參數(shù)，LCD制造時選用的控制IC、濾光片和定向膜等配件，與面板的對比度有關(guān)，對一般用戶而言，對比度能夠達(dá)到350：1就足夠了，但在專業(yè)領(lǐng)域這樣的對比度平還不能滿足用戶的需求。相對CRT顯示器輕易達(dá)到500：1甚至更高的對比度而言，只有高檔液晶顯示器才能達(dá)到這樣如此程度。市場上三星、華碩、LG等一線品牌如今的LCD顯示器均可以達(dá)到1000：1對比度這一級別。
2 亮度
LCD是借助額外的光源發(fā)光的，最早的液晶顯示器只有上下兩個燈管，發(fā)展到現(xiàn)在，普及型的最低也是四燈，高端的是六燈。四燈管設(shè)計分為三種擺放形式：一種是四個邊各有一個燈管，但缺點是中間會出現(xiàn)黑影，解決的方法就是由上到下四個燈管平排列的方式，最后一種是“U”型的擺放形式，其實是兩燈變相產(chǎn)生的兩根燈管。六燈管設(shè)計實際使用的是三根燈管，廠商將三根燈管都彎成“U”型，然后平行放置，以達(dá)到六根燈管的效果。
3 信號響應(yīng)時間
響應(yīng)時間指的是液晶顯示器對于輸入信號的反應(yīng)速度，也就是液晶由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的反應(yīng)時間。亮度從10%-->90% 或者90%-->10%的時間)，通常是以毫秒（ms）為單位。要說清這一點我們還要從人眼對動態(tài)圖像的感知談起。人眼存在“視覺殘留”的現(xiàn)象，高速運動的畫面在人腦中會形成短暫的印象。動畫片、電影等一直到現(xiàn)在最新的游戲正是應(yīng)用了視覺殘留的原理，讓一系列漸變的圖像在人眼前快速連續(xù)顯示，便形成動態(tài)的影像。人能夠接受的畫面顯示速度一般為每秒24張，這也是電影每秒24幀播放速度的由來，如果顯示速度低于這一標(biāo)準(zhǔn)，人就會明顯感到畫面的停頓和不適。按照這一指標(biāo)計算，每張畫面顯示的時間需要小于40ms。這樣，對于液晶顯示器來說，響應(yīng)時間40ms就成了一道坎，高于40ms的顯示器便會出現(xiàn)明顯的畫面閃爍現(xiàn)象，讓人感覺眼花。要是想讓圖像畫面達(dá)到不閃的程度，則就最好要達(dá)到每秒60幀的速度。
4 可視角度
LCD的可視角度是一個讓人頭疼的問題，當(dāng)背光源通過偏極片、液晶和取向?qū)又?，輸出的光線便具有了方向性。也就是說大多數(shù)光都是從屏幕中垂直射出來的，所以從某一個較大的角度觀看液晶顯示器時，便不能看到原本的顏色，甚至只能看到全白或全黑。為了解決這個問題，制造廠商們也著手開發(fā)廣角技術(shù)，到目前為止有三種比較流行的技術(shù)，分別是：TN+FILM、IPS(IN-PLANE -SWITCHING)和MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT)。

LCD與LED的區(qū)別
液晶不同于等離子的最大區(qū)別就是液晶必須依靠被動光源，而等離子電視屬于主動發(fā)光顯示設(shè)備。目前市場上主流的液晶背光技術(shù)包括LED(發(fā)光二極管)和CCFL(冷陰極熒光燈)兩類。LCD就是LCD.. LCD 液晶顯示器是 Liquid Crystal Display 的簡稱，LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。 液晶本身不發(fā)光的，只能產(chǎn)生顏色變化，需要背光源才能看到顯示的內(nèi)容。傳統(tǒng)的筆記本屏幕都使用了冷陰極熒光燈管（CCFL）作為背光，而LED背光熒屏采用的發(fā)光二極管，這是二者的區(qū)別。白光LED呈點光源，CCFL管為條狀光源。小的白光LED使用直流供電，多個使用時可以串串并并，但數(shù)瓦以上者，就要考慮合適的驅(qū)動電路以提高效率了。CCFL管則必需有“高壓板”配套使用。
只是LCD背光方式有幾種，其中包括LED（Light Emitting Diode）跟CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 或稱為CCFT(Cold Cathode Fluorescent Tube)。??????
CCFL(冷陰極熒光燈)背光源是目前液晶電視的最主要背光產(chǎn)品。它的工作原理是當(dāng)高電壓加在燈管兩端后，燈管內(nèi)少數(shù)電子高速撞擊電極后產(chǎn)生二次電子發(fā)射，開始放電，管內(nèi)的水銀或者惰性氣體受電子撞擊后，激發(fā)輻射出253.7nm的紫外光，產(chǎn)生的紫外光激發(fā)涂在管內(nèi)壁上的熒光粉而產(chǎn)生可見光。CCFL燈管壽命一般定義為：在25℃的環(huán)境溫度下，以額定的電流驅(qū)動燈管，亮度降低到初始亮度的50%的工作時間長度為燈管壽命。目前液晶電視背光的標(biāo)稱壽命可達(dá)到60000小時。CCFL(冷陰極熒光燈)背光源的特點是成本低廉，但是色彩表現(xiàn)不及LED背光。??
LED背光采用發(fā)光二極管作為背光光源，是未來最有希望替代傳統(tǒng)冷陰極熒光管的技術(shù)。發(fā)光二極管由數(shù)層很薄的攙雜半導(dǎo)體材料制成，一層帶有過量的電子，另一層則缺乏電子而形成帶正電的空穴，工作時電流通過，電子和空穴相互結(jié)合，多余的能量則以光輻射的形式被釋放出來。通過使用不同的半導(dǎo)體材料可以獲得不同發(fā)光特性的發(fā)光二極管。目前已經(jīng)投入商業(yè)應(yīng)用的發(fā)光二極管可以提供紅、綠、藍(lán)、青、橙、琥珀、白等顏色。手機(jī)上使用的主要是白色LED背光，而在液晶電視上使用的LED背光光源可以是白色，也可以是紅、綠、藍(lán)三基色，在高端產(chǎn)品中也可以應(yīng)用多色LED背光來進(jìn)一步提高色彩表現(xiàn)力，如六原色LED背光光源。采用LED背光的優(yōu)勢在于厚度更薄，大約為5厘米，色域也非常寬廣，能夠達(dá)到NTSC色域的105%，黑色的光通量更是可以降低到0.05流明，進(jìn)而使液晶電視對比度高達(dá)10000:1。同時，LED背光光源的另還具有10萬小時的壽命。 目前制約LED背光發(fā)展的問題主要是成本，由于價格比冷熒光燈管光源高出許多，LED背光光源只能在國外的高端液晶電視中出現(xiàn)。

LED背光光源的優(yōu)點???
1.屏幕可以做的更薄? 我們注意看一些液晶顯示器，可以看到排列著幾根絲狀的CCFL燈管，為了使屏幕均勻發(fā)光，還需要添加一些其他的器件，這樣就沒法做到很薄；而背光就不同，LED背光源本身就是平面發(fā)光材料，無需加其他的器件。
2.畫面效果更好? CCFL背光屏一般是中間亮度和四周不一樣，同時屏幕全黑的時候有些發(fā)白
3.不會發(fā)黃變暗?? CCFL熒光燈和日光燈一樣，時間長了會老化，所以傳統(tǒng)的筆記本屏幕兩三年后會發(fā)黃變暗，而LED背光屏的壽命就要長多了，至少是兩三倍。
4.更加省電? 大家都知道日光燈要很高的電壓轟擊汞蒸氣，所以CCFL屏的功耗要大，一般14寸的功耗在20瓦以上。LED是一種半導(dǎo)體，在低壓下工作，結(jié)構(gòu)簡單，功耗小，特別有利于筆記本的續(xù)航能力。
5.更加環(huán)保? CCFL燈光中的汞對環(huán)境有很大的污染，無害回收有很大的難處
CCFL冷陰極冷熒光燈管的工作原理?
CCFL冷陰極熒光燈管的物理構(gòu)成是在一玻璃管內(nèi)封入隋性氣體Ne+Ar混合氣體，其中含有微量水銀蒸氣(數(shù)mg)，并于玻璃內(nèi)壁涂布螢光體。CCFL冷陰極熒光燈管通過燈管兩端的電極，讓燈管內(nèi)的氣態(tài)汞激發(fā)的紫外線碰撞管壁上的熒光粉，從而發(fā)出光線。其波長由螢光體物質(zhì)特性決定。
CCFL冷陰極熒光燈管的缺陷
目前液晶電視普遍采用的CCFL光源，無論是從發(fā)光原理還是從物理結(jié)構(gòu)上看，都和我們?nèi)粘Ｊ褂玫娜展鉄艄芏挤浅＝咏?。這種光源具有結(jié)構(gòu)簡單、燈管表面溫升小、燈管表面亮度高、易加工成各種形狀的優(yōu)秀特性。但是使用壽命絞短，含汞，色域較窄，只能達(dá)到NTSC的70%～80%。對于大尺寸電視機(jī)屏，CCFL的電壓加高和加長管子的加工也有困難。??
其一，最讓人頭痛的問題是使用壽命較短。CCFL背光源使用壽命一般為15000小時～25000小時，LCD(尤其是筆記本電腦的液晶屏)使用時間愈長亮度下降愈明顯，在使用2～3年后，LCD屏幕就會發(fā)暗、變黃，這正是CCFL使用壽命期較短的缺陷所造成的。??
其二，限制了液晶顯示器色彩的發(fā)揮。液晶顯示器中每個像素都是由R、G、B三個長方形色塊組成，而液晶顯示器色彩表現(xiàn)完全取決于背光模塊和濾色膜的性能。濾色膜的三基色默認(rèn)CCFL發(fā)出的白光和日光一樣均勻(三基色所占的成分)，但是CCFL背光模塊實際上并不能達(dá)到設(shè)計的要求，僅能夠達(dá)到NTSC標(biāo)準(zhǔn)的70%左右。??
其三，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、亮度輸出均勻性差。由于冷陰極熒光燈不是平面光源，因此為了實現(xiàn)背光源均勻的亮度輸出，LCD的背光模組需要搭配擴(kuò)散片、導(dǎo)光板、反射板等眾多輔助器件，但是在顯示全白或全黑畫面時，屏幕邊緣和中心亮度的差異十分明顯。??
其四，體積較大，功耗不理想。由于CCFL背光源必須包含擴(kuò)散板、反射板等復(fù)雜的光學(xué)器件，因此LCD的體積無法再進(jìn)一步縮小。在功耗方面，采用CCFL作為背光源的LCD也無法令人滿意，14英寸LCD的CCFL背光源往往需要消耗20W甚至更多的電能。??
當(dāng)然，最近兩年國內(nèi)外廠商針對傳統(tǒng)CCFL的弊端作了些改良，似乎都達(dá)到了很高的水準(zhǔn)，廠家宣傳更是說的神乎其神，但是這些改進(jìn)都是有限的，并不能徹底消除CCFL背光源的先天技術(shù)缺陷

從目前背光還是以CCFL管為主的情況來看，造價可能略低，技術(shù)也比較成熟。LED做背光，還局限于手機(jī)，MP3，MP4等小屏產(chǎn)品中，對于大屏產(chǎn)品，還是一個努力方向，不過，比較省電，是它的優(yōu)點。