LED工作原理

LED 工作原理

液晶是一种介乎于液体和晶体之间的物质，其显示的原理是通过给液晶施加不同的电压来改变其分子排列状态，从而控制光线的通过量，以便显示多种多样的图像。而液晶自身并不会发光，它只是控制光线的通过与否，因此所有的液晶面板都需要背光源来提供照明。

图1 液晶驱动原理

实际上，LED 也就是我们通常所说的发光二极管，通俗些讲，它就是在PN 结中注入载流子，少数载流子与多数载流子复合后，释放出能量，表现以光的形式，从而实现电致发光。它也并非什么新物件了，这些年已经被应用在户外广告、标牌、指示灯、汽车前大灯、电器按键背光源等多个方面。

发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N 型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N 结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P 区，在P 区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED 发光的原理。

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图4 LED背光光源的工作原理

更重要的是，LED可发出从紫外到红外不同波段、不同颜色的光线，早些时候，LED 还只能发出单波长光线，还不能像白炽灯那样工作，甚至只有蓝、红、绿等颜色。

如果只是这样的话，LED无法被做成白光源，也就没法被应用为液晶电视的背光源了。而这些年，众多液晶电视厂商也都在这方面动脑筋，着重开发白光LED背光源。在这一方面，日本企业一直都是先行者，它们在1996年就提出了些解决方案，以日亚化学为例，它们提出的方案就是在蓝色LED上涂抹黄色荧光粉实现白光输出。

LED背光的优势点：

首先，采用了LED 背光，液晶面板的体积将进一步缩小；其次，LED是由众多栅格状的LED 组成，每个“格子”中都拥有一个LED，这样LED 背光就能实现真正的光源平面化；我们知道，平面化光源不仅有优异的亮度均匀性，还不需要复杂的光路设计，应用了L ED的液晶电视就可以被做得更薄，还能实现真正的光源平面化另外，在发光寿命方面，LE D背光源技术更是可以超出传统的CCFL许多。咱们知道，普通的CCFL 背光源的使用寿命一般在3万小时左右，即便是顶级的CCFL背光源的寿命也不过6万小时。而LED 背光则完全没有这样的问题，现阶段白色LED 背光的寿命已经高达10万小时，很多专家还提出这一成绩甚至有进一步发展的空间，消费者即使是24小时不间断使用，LED液晶电视也

是可以应付的了。（由于LED首次应用在液晶电视上，因此该项指标目前的LED屏还只有25000小时左右）

在色彩表现方面，LED 背光也有明显的优势。我们知道，传统的CCFL 背光由于色纯度等问题，在色阶方面表现不佳。这就导致了液晶在灰度和色彩过渡方面不如CRT。据测试, 采用CCFL 背光只能实现NTSC 色彩区域的百分之六七十，而应用了LED背光之后，液晶面板却能轻松地实现100%的NTSC色域表现。像索尼“Bravia”系列LED 背光液晶电视就选用了能同LED 波长作最佳搭配的彩色滤光片，色域甚至可以达到126%。

另外，LED采用的是低压驱动，它使用的是5V～24V的低压电源，非常安全，驱动电路模块的设计也较为简单；其稳定性也更好，平面状结构让LED拥有稳固的内部结构，抗震性能很出色（以AUO M185XW01 V6为例）。

最后在绿色环保方面，LED也是更具优势的，它不采用对环境有害的金属汞，更加安全环保；再者，LED背光源非常省电，其功耗要比CCFL冷阴极背光灯更低一些，因为LE D内部驱动电压远低于CCFL，功耗和安全性均好于CCFL。（以22寸为例：LC-22KU46 44.6W;LC-22KN72 27.8W.）

可见，应用了LED背光源技术之后，液晶电视在色彩表现方面甚至可以同CRT相当。另外，LED还用于众多平面光源特性，可以实现CCFL望尘莫及的区域色彩和色度调节，从而可以实现更好的色彩还原，当然，在环保、节能等方面，LED背光同样是极具优势。