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(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。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(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)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(zhǎng)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(shí)，第一個(gè)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(xiě)，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(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹(shù)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(lái)各種光色的LED在交通信號(hào)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(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國(guó)本來(lái)是采用長(zhǎng)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(jì)的燈中，Lumileds公司采用了18個(gè)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(chē)信號(hào)燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。
對(duì)于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年白光的LED開(kāi)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(shù)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(duì)于InGaN/YAG白色LED，通過(guò)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(guò)藍(lán)光LED得到白光的方法，構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、技術(shù)成熟度高，因此運(yùn)用最多。
上個(gè)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(shí)研制的LED，所用的材料是GaASP，其發(fā)光顏色為紅色。經(jīng)過(guò)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(lái)。
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(hù)外電視等，都是利用LED點(diǎn)陣的原理制造而成。

LCD
LCD （Liquid Crystal Display）的簡(jiǎn)稱(chēng)，中文稱(chēng)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(guò)TFT上的信號(hào)與電壓改變來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的?，F(xiàn)在LCD已經(jīng)替代CRT成為主流，價(jià)格也已經(jīng)下降了很多，并已充分的普及。LCD通過(guò)背光板照射才能顯示，目前市面上比較常見(jiàn)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(guò)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(wàn)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(lái)的白色光經(jīng)過(guò)鏡頭組后會(huì)聚到分色鏡組，紅色光首先被分離出來(lái)，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(huì)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(jiǎn)單，亮度和對(duì)比度較高，分辨率適中，現(xiàn)在LCD顯示屏占有的市場(chǎng)份額約占總體市場(chǎng)份額的70%以上，是目前市場(chǎng)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(duì)比度
LCD液晶顯示器對(duì)比度很重要的參數(shù)，LCD制造時(shí)選用的控制IC、濾光片和定向膜等配件，與面板的對(duì)比度有關(guān)，對(duì)一般用戶(hù)而言，對(duì)比度能夠達(dá)到350：1就足夠了，但在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域這樣的對(duì)比度平還不能滿足用戶(hù)的需求。相對(duì)CRT顯示器輕易達(dá)到500：1甚至更高的對(duì)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(chǎng)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(duì)比度這一級(jí)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(gè)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(jì)分為三種擺放形式：一種是四個(gè)邊各有一個(gè)燈管，但缺點(diǎn)是中間會(huì)出現(xiàn)黑影，解決的方法就是由上到下四個(gè)燈管平排列的方式，最后一種是“U”型的擺放形式，其實(shí)是兩燈變相產(chǎn)生的兩根燈管。六燈管設(shè)計(jì)實(shí)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(hào)響應(yīng)時(shí)間
響應(yīng)時(shí)間指的是液晶顯示器對(duì)于輸入信號(hào)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(shí)間。亮度從10%-->90% 或者90%-->10%的時(shí)間)，通常是以毫秒（ms）為單位。要說(shuō)清這一點(diǎn)我們還要從人眼對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的感知談起。人眼存在“視覺(jué)殘留”的現(xiàn)象，高速運(yùn)動(dòng)的畫(huà)面在人腦中會(huì)形成短暫的印象。動(dòng)畫(huà)片、電影等一直到現(xiàn)在最新的游戲正是應(yīng)用了視覺(jué)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(dòng)態(tài)的影像。人能夠接受的畫(huà)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(lái)，如果顯示速度低于這一標(biāo)準(zhǔn)，人就會(huì)明顯感到畫(huà)面的停頓和不適。按照這一指標(biāo)計(jì)算，每張畫(huà)面顯示的時(shí)間需要小于40ms。這樣，對(duì)于液晶顯示器來(lái)說(shuō)，響應(yīng)時(shí)間40ms就成了一道坎，高于40ms的顯示器便會(huì)出現(xiàn)明顯的畫(huà)面閃爍現(xiàn)象，讓人感覺(jué)眼花。要是想讓圖像畫(huà)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(gè)讓人頭疼的問(wèn)題，當(dāng)背光源通過(guò)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(shuō)大多數(shù)光都是從屏幕中垂直射出來(lái)的，所以從某一個(gè)較大的角度觀看液晶顯示器時(shí)，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(gè)問(wèn)題，制造廠商們也著手開(kāi)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(dòng)光源，而等離子電視屬于主動(dòng)發(fā)光顯示設(shè)備。目前市場(chǎng)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(lèi)。LCD就是LCD.. LCD 液晶顯示器是 Liquid Crystal Display 的簡(jiǎn)稱(chēng)，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(guò)通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫(huà)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(diǎn)光源，CCFL管為條狀光源。小的白光LED使用直流供電，多個(gè)使用時(shí)可以串串并并，但數(shù)瓦以上者，就要考慮合適的驅(qū)動(dòng)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(chēng)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(kāi)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(jiàn)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(dòng)燈管，亮度降低到初始亮度的50%的工作時(shí)間長(zhǎng)度為燈管壽命。目前液晶電視背光的標(biāo)稱(chēng)壽命可達(dá)到60000小時(shí)。CCFL(冷陰極熒光燈)背光源的特點(diǎn)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(lái)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(guò)量的電子，另一層則缺乏電子而形成帶正電的空穴，工作時(shí)電流通過(guò)，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(lái)。通過(guò)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(lái)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(shì)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(duì)比度高達(dá)10000:1。同時(shí)，LED背光光源的另還具有10萬(wàn)小時(shí)的壽命。 目前制約LED背光發(fā)展的問(wèn)題主要是成本，由于價(jià)格比冷熒光燈管光源高出許多，LED背光光源只能在國(guó)外的高端液晶電視中出現(xiàn)。

LED背光光源的優(yōu)點(diǎn)???
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(méi)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(wú)需加其他的器件。
2.畫(huà)面效果更好? CCFL背光屏一般是中間亮度和四周不一樣，同時(shí)屏幕全黑的時(shí)候有些發(fā)白
3.不會(huì)發(fā)黃變暗?? CCFL熒光燈和日光燈一樣，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)老化，所以傳統(tǒng)的筆記本屏幕兩三年后會(huì)發(fā)黃變暗，而LED背光屏的壽命就要長(zhǎng)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(jiǎn)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(duì)環(huán)境有很大的污染，無(wú)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(guò)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(zhǎng)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(wú)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(jiǎn)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(duì)于大尺寸電視機(jī)屏，CCFL的電壓加高和加長(zhǎng)管子的加工也有困難。??
其一，最讓人頭痛的問(wèn)題是使用壽命較短。CCFL背光源使用壽命一般為15000小時(shí)～25000小時(shí)，LCD(尤其是筆記本電腦的液晶屏)使用時(shí)間愈長(zhǎng)亮度下降愈明顯，在使用2～3年后，LCD屏幕就會(huì)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(gè)像素都是由R、G、B三個(gè)長(zhǎng)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(shí)際上并不能達(dá)到設(shè)計(jì)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(shí)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(huà)面時(shí)，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(wú)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(wú)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(guó)內(nèi)外廠商針對(duì)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(shuō)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(lái)看，造價(jià)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(duì)于大屏產(chǎn)品，還是一個(gè)努力方向，不過(guò)，比較省電，是它的優(yōu)點(diǎn)。