LCD与LED的区别

余文风

LCD与LED的区别

液晶不同于等离子的最大区别就是液晶必须依靠被动光源，而等离子电视属于主动发光显示设备。目前市场上主流的液晶背光技术包括LED(发光二极管)和CCFL(冷阴极荧光灯)两类。LCD就是LCD.. LCD 液晶显示器是 Liquid CrystalDisplay 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。

液晶本身不发光的，只能产生颜色变化，需要背光源才能看到显示的内容。传统的笔记本屏幕都使用了冷阴极荧光灯管（CCFL）作为背光，而LED背光荧屏采用的发光二极管，这是二者的区别。白光LED呈点光源，CCFL管为条状光源。小的白光LED使用直流供电，多个使用时可以串串并并，但数瓦以上者，就要考虑合适的驱动电路以提高效率了。CCFL管则必需有“高压板”配套使用。

只是LCD背光方式有几种，其中包括LED（Light Emitting Diode）跟CCFL(ColdCathode Fluorescent Lamp) 或称为CCFT(ColdCathode Fluorescent Tube)。   

  CCFL(冷阴极荧光灯)背光源是目前液晶电视的最主要背光产品。它的工作原理是当高电压加在灯管两端后，灯管内少数电子高速撞击电极后产生二次电子发射，开始放电，管内的水银或者惰性气体受电子撞击后，激发辐射出253.7nm的紫外光，产生的紫外光激发涂在管内壁上的荧光粉而产生可见光。CCFL灯管寿命一般定义为：在25℃的环境温度下，以额定的电流驱动灯管，亮度降低到初始亮度的50%的工作时间长度为灯管寿命。目前液晶电视背光的标称寿命可达到60000小时。CCFL(冷阴极荧光灯)背光源的特点是成本低廉，但是色彩表现不及LED背光。

  LED背光采用发光二极管作为背光光源，是未来最有希望替代传统冷阴极荧光管的技术。发光二极管由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带有过量的电子，另一层则缺乏电子而形成带正电的空穴，工作时电流通过，电子和空穴相互结合，多余的能量则以光辐射的形式被释放出来。通过使用不同的半导体材料可以获得不同发光特性的发光二极管。目前已经投入商业应用的发光二极管可以提供红、绿、蓝、青、橙、琥珀、白等颜色。手机上使用的主要是白色LED背光，而在液晶电视上使用的LED背光光源可以是白色，也可以是红、绿、蓝三基色，在高端产品中也可以应用多色LED背光来进一步提高色彩表现力，如六原色LED背光光源。采用LED背光的优势在于厚度更薄，大约为5厘米，色域也非常宽广，能够达到NTSC色域的105%，黑色的光通量更是可以降低到0.05流明，进而使液晶电视对比度高达10000:1。同时，LED背光光源的另还具有10万小时的寿命。 目前制约LED背光发展的问题主要是成本，由于价格比冷荧光灯管光源高出许多，LED背光光源只能在国外的高端液晶电视中出现。

LED背光光源的优点

1.屏幕可以做的更薄  我们注意看一些液晶显示器，可以看到排列着几根丝状的CCFL灯管，为了使屏幕均匀发光，还需要添加一些其他的器件，这样就没法做到很薄；而背光就不同，LED背光源本身就是平面发光材料，无需加其他的器件。

2.画面效果更好  CCFL背光屏一般是中间亮度和四周不一样，同时屏幕全黑的时候有些发白

3.不会发黄变暗   CCFL荧光灯和日光灯一样，时间长了会老化，所以传统的笔记本屏幕两三年后会发黄变暗，而LED背光屏的寿命就要长多了，至少是两三倍。

4.更加省电  大家都知道日光灯要很高的电压轰击汞蒸气，所以CCFL屏的功耗要大，一般14寸的功耗在20瓦以上。LED是一种半导体，在低压下工作，结构简单，功耗小，特别有利于笔记本的续航能力。

5.更加环保 CCFL灯光中的汞对环境有很大的污染，无害回收有很大的难处。

CCFL冷阴极荧光灯管的工作原理
　　CCFL冷阴极荧光灯管的物理构成是在一玻璃管内封入隋性气体Ne+Ar混合气体，其中含有微量水银蒸气(数mg)，并于玻璃内壁涂布萤光体。CCFL冷阴极荧光灯管通过灯管两端的电极，让灯管内的气态汞激发的紫外线碰撞管壁上的荧光粉，从而发出光线。其波长由萤光体物质特性决定。
CCFL冷阴极荧光灯管的缺陷
　　目前液晶电视普遍采用的CCFL光源，无论是从发光原理还是从物理结构上看，都和我们日常使用的日光灯管都非常接近。这种光源具有结构简单、灯管表面温升小、灯管表面亮度高、易加工成各种形状的优秀特性。但是使用寿命绞短，含汞，色域较窄，只能达到NTSC的70%～80%。对于大尺寸电视机屏，CCFL的电压加高和加长管子的加工也有困难。
　　其一，最让人头痛的问题是使用寿命较短。CCFL背光源使用寿命一般为15000小时～25000小时，LCD(尤其是笔记本电脑的液晶屏)使用时间愈长亮度下降愈明显，在使用2～3年后，LCD屏幕就会发暗、变黄，这正是CCFL使用寿命期较短的缺陷所造成的。
　　其二，限制了液晶显示器色彩的发挥。液晶显示器中每个像素都是由R、G、B三个长方形色块组成，而液晶显示器色彩表现完全取决于背光模块和滤色膜的性能。滤色膜的三基色默认CCFL发出的白光和日光一样均匀(三基色所占的成分)，但是CCFL背光模块实际上并不能达到设计的要求，仅能够达到NTSC标准的70%左右。
　　其三，结构复杂、亮度输出均匀性差。由于冷阴极荧光灯不是平面光源，因此为了实现背光源均匀的亮度输出，LCD的背光模组需要搭配扩散片、导光板、反射板等众多辅助器件，但是在显示全白或全黑画面时，屏幕边缘和中心亮度的差异十分明显。
　　其四，体积较大，功耗不理想。由于CCFL背光源必须包含扩散板、反射板等复杂的光学器件，因此LCD的体积无法再进一步缩小。在功耗方面，采用CCFL作为背光源的LCD也无法令人满意，14英寸LCD的CCFL背光源往往需要消耗20W甚至更多的电能。
　　当然，最近两年国内外厂商针对传统CCFL的弊端作了些改良，似乎都达到了很高的水准，厂家宣传更是说的神乎其神，但是这些改进都是有限的，并不能彻底消除CCFL背光源的先天技术缺陷。

从目前背光还是以CCFL管为主的情况来看，造价可能略低，技术也比较成熟。LED做背光，还局限于手机，MP3，MP4等小屏产品中，对于大屏产品，还是一个努力方向，不过，比较省电，是它的优点。