2024年3月21日发(作者：联想y460升级cpu)

LED电视原理

LED背光技术给电视带来什么变化

我们知道液晶面板是被动式显示器件，自己无法发光，只能通过光源的照射显示图像，

目前绝大多数液晶电视采用冷阴极荧光管（CCFL）作为背光光源。而LED背光技术就是采

用发光二极管作为背光光源，来代替传统冷阴极荧光管的技术。

LED背光技术原理图

为了描述方便，采用冷阴极荧光管作为背光光源的液晶电视以下简称LCD电视，采用

发光二极管作为背光光源的电视以下简称LED电视。在这里要说明一下，LED背光技术也

是液晶电视技术的一种，它的原理和LCD电视相同，只不过采用了新的背光光源，LED电

视仍然属于液晶电视。所以LED电视并不是一种全新类型的电视，而是一种拥有新技术的

液晶电视，使用了这种技术后将使液晶电视的性能得到很大的提升，下面将详细提到。

LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光

的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的

作用。而LED电视使用的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，从而形成光源。

冷阴极荧光管的技术缺陷

LCD电视发展的时间比较长，经过长期不断的改良，目前的冷阴极荧光管技术已经非

常成熟，其使用寿命在3万～5万小时，但是冷阴极荧光灯管有很多缺点：

首先是冷阴极荧光管能够达到的色域（即电视的色彩表现范围）较小，普通的冷阴极荧

光管一般只能够达到NTSC色域的72％。

其次，冷阴极荧光管属于管状光源，为了使屏幕不同区域的亮度均匀，只有增加LCD

电视冷阴极荧光管的数目，不仅需要大量附件，加大了设计难度，而且过多的灯管也增进了

功耗。

三是液晶面板是靠控制通过面板的光量来控制面板的亮度的，所以LCD电视在使用的

过程中，灯管是一直工作的，而冷阴极荧光管背光源的能量利用效率低下，在光能从背光到

屏幕的传输过程中，光能量损耗情况非常严重，最终大约有6％的光能可被真正利用，另一

方面为了实现更高的亮度和对比度，厂商必须提高光源的输出功率或增加灯管数目，而这样

带来的后果就是整机功耗增加。

四是冷阴极荧光管需要高压交流电驱动，对电源变压整流组的要求相对复杂，使用寿命

并不算长，许多LCD产品在使用几年后屏幕就会发黄、亮度明显变暗。

五是冷阴极荧光管中含有汞，不符合未来环保的要求。而且这些缺点是冷阴极荧光管本

身的性质的缺陷造成的，所以再怎么改进技术，这些问题也很难得到解决，所以人们就想发

展了新的背光技术——LED背光技术。

LED的技术优势

色域宽广：与普通的冷阴极荧光管一般只能够达到NTSC色域的72％相比，LED电视

一般都能够达到达到NTSC色域的105％。不同材料的LED会发出不同色彩的光线，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。而液晶电视上使用的LED背光光

源可以是白色，一般是红、绿、蓝三基色，如果采用更多色LED背光色彩表现力可以进一

步提高。

LED背光和CCFL背光色域比较图

色彩表现力强：上面讲到的是色域范围广，但这只是色彩表现力强的前提。由于由于

LED红绿蓝3色独立发光，可以很容易通过色彩管理精确控制目前的显示色彩特性。而且

LED背光可以灵活调整发光频率，而且频率大大高于冷阴极荧光管，因此能解决LCD电视

表现动态场景可能产生画面跳动，完美地呈现运动画面，降低动态场景的人工痕迹。

LED背光源单元

高亮、高对比度、低功耗：因为发光二极管的亮度和与通过的电流有关，所以LED背

光源可以将整个屏幕分成了若干区域，根据显示的影像信号，可单独控制每个区域的发光量，

所以影像的暗的部分能够做到更暗，亮的部分能够更亮，亮度和对比度都得到了提高，而且

亮度的范围也更广了，通过LED背光技术黑色的光通量能降低到0.05流明，对比度高达

10000:1，可以和等离子电视媲美。LED在单独控制每个区域的发光量的同时使用6～40V

的低压电源，供电模块的设计简单，这种采用LED背光源的液晶屏比通常用的液晶屏省电

48％。因为产生的光线没有先天不足，LED背光系统可以实现真实的图像还原，无论色彩

还是亮度都远远超过了以往的液晶电视。画面中细腻的肤色、润泽的绿叶和广袤的风光可以

产生身临其境的感觉。

机身轻薄：冷阴极荧光管需要高压交流电驱动，电源变压整流组复杂，冷阴极荧光管的

数目增加需要大量附件。而LED所需的辅助光学组件可以做得非常简单，无需很多空间，

机身可以做得非常轻薄，重量也减轻了许多。以SONY的TX系列的笔记本电脑为例，和

采用冷阴极荧光管LCD的VAIOT系列相比，厚度从9mm降到了4.5mm，重量上降低了26％。

三菱电机在SID2005上发布的六原色LED背光的液晶电视厚度只有5厘米！

使用寿命长：我们知道影响液晶电视寿命的主要是背光光源，现在的LED使用寿命已

经可以达到10万小时，如果即使按每天一早起来就开机，一天12小时计算，一台采用LED

背光光源的液晶电视也可以使用将近23年！

绿色环保、适应能力强：LED光源没有任何射线产生，不含汞等有毒物质，符合消费

者绿色环保的理念。此外LED电视采用了固态发光器件，LED背光源没有娇气的部件，对

环境的适应能力非常强，零下40℃的低温照常使用，使用温度范围广、低电压、耐冲击。

LED能否代替冷阴极荧光管成为液晶电视的主流？

虽然LED的性能出众，但是还是有不少的因素制约着LED背光技术的发展，在短时间

内还难以迅速普及。

首先是成本，LED背光面板的价格相当昂贵，同等尺寸的背光源，LED是冷阴极荧光

管价格的4～5倍，而且屏幕尺寸越大，采用LED背光技术的成本就越高，而很少又消费者

为了这些性能买单，所以就现在价格竞争激烈的市场而言，厂家心又余而力不足，也只能望

而却步了，目前LED背光光源只能在高端液晶电视中出现。

其次是技术不成熟，LED背光源的光效率还不够高，实际效率距离理论效率还有一段

距离，同等尺寸显示屏比冷阴极荧光管耗电量高。另外散热不好也是LED的一大缺点，虽

然这方面已经取得了长足的进展，但高功耗还是不符合目前环保的潮流。

可喜的是LED产业也存在类似微处理器产业中的“摩尔定律”———Haitz定律，主要是

指LED的价格每10年将为原来的1/10，性能则提高20倍。如果这个定律能够不断应验，

而随着产能的增加，LED背光源的成本将快速下滑，在一两年后，LED的成本将下降到冷

阴极荧光管电视成本的2倍。

在另一面，现在很多厂商都已经注意到了LED的巨大优势，何况在竞争中要想立于不

败之地，必须立足于新的技术，所以目前各大厂家都在这方面投入了巨大的人力物力，相信

不久以后，LED的缺点将一一被克服。随着工艺的成熟和生产规模的增加，LED背光的成

本会逐步下降，逐渐成为普通用户也可以消费的成熟技术。

还几年以前，平板电视还是只是富有人家的奢侈品，很少有人会想到平板电视的兴起如

此之快，在短短几年时间就迅速侵占了CRT电视的大半江山。如今LED电视又会将几年以

前的一幕再度上演，成为平板电视兴起的一个翻版，像当初LCD电视代替CRT电视一样，

LED必将代替冷阴极荧光管，成为液晶电视的主流。

SONY公司KDX-46Q005系列LED电视，也是世界上第一台LED电视

写在最后

虽然早在2004年以前日本就已经推出了LED背光的液晶电视，但是这次夏新电子推出

的国内首台LED背光液晶电视还是引起了国内业界不小的震动，因为虽然很多厂家都开始

全力研发LED背光电视，但全世界范围内能够研发制造LED背光灯液晶电视的品牌不过两

三个。夏新在国内率先开发LED作为液晶电视的背光，不仅代表夏新的液晶技术发展再次

走在众多国产厂商前面，说明技术开发和技术领先已经引起了中国的液晶电视生产厂商的足

够重视。相信随着LED技术的不断完善和成本的不断降低，将对未来中国乃至世界液晶电

视产业的技术发展和竞争格局产生深远影响，也许在不久的将来，拥有LED背光技术的液

晶彩电“大战”将在国内的各大商场上打响。

LED背光液晶电视背光原理分析

1、LED背光原理分析

2008年的液晶电视市场在高端产品上,大幅度提高画质的技术就要属LED背光的使用

了。近日，各大厂商相继发布了最新LED背光液晶电视的产品，下面我们就来了解一下LED

背光的发展。

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。

2、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，

色域也非常宽广，能够达到NTSC色域的105%，这为液晶电视的色彩提升提供了保障。

使用LED背光的首款液晶电视索尼Qualia 005

今年5月在波士顿举办的SID2005上，LG-Philips已经展示了使用10bit和12bit驱动IC，

分别能够显示10亿和680亿种色彩的42英寸LED背光照明液晶电视产品。索尼公司也看

好LED背光照明的前景，它的顶级产品Qualia 005液晶电视就采用了Lumileds公司的

Luxeon LED背光照明。

3、背光光源可以是白色

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，如三菱电机在SID2005上发布

了使用六原色LED背光光源的液晶显示器。采用LED背光的液晶电视厚度大约为5厘米，

比传统的液晶电视稍薄。

早期的LED背光光源亮度比冷荧光灯管稍差，能够达到的对比度也仅仅在普通水平。

不过在SID2005上LG-Philips展示了使用LED背光光源的超高对比度47英寸液晶电视，在

LED背光源上引入新技术，将整个屏幕的LED分成了若干区域，根据显示的影像信号，可

单独控制每个区域的发光量。

4、暗部能够更暗

所以影像的暗部能够更暗，亮部能够更亮，对比度由此得到了提高。LG-Philips展示的

这款样品将黑色的光通量降低到0.05流明，对比度高达10000:1，可以和最新的等离子电视

的对比度媲美。

LED背光光源的另外一个优点是寿命非常长，使用寿命可达10万小时，如果按每天开

机5小时计算，一台采用LED背光光源的液晶电视可以使用将近55年。此外，它还不含汞，

环保性能更好。 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背光光源只能在高端液晶电视中出现。

5、消除拖影

利用LED快速点灭的特性，消除拖影

先前解决液晶电视拖影问题的主流技术有两种：第一种是提高画画更新率，从去年到今

年，采用120Hz倍速显示显示机种的比例愈来愈高；另外一种则采用黑插入方式，在相邻

的两画面之间插入黑画面，把拖影打断。

黑插入虽然消除拖影的效果很好，可以让采用此技术的液晶电视获取良好的动态解析

度，但是当静态画面显示时，我们的肉眼很容易察觉画面有闪烁，书面也会因为插入黑画面

的缘故亮度降低不少，如今利用LED背光模组的特性，已有日系大厂开发出[部分背光ON

／OFF这项新技术。

使用LED背光图像

因为以往液晶电视采用CCFL背光的缘故，如果要作黑插入、让灯管作开关动作的话，

一秒钟点灯、熄灯各60次，只怕CCFL灯管很快就报销了!因此黑插入的动作是由液晶面板

负责。

没有使用LED背光图像

部分背光ON／OFFj则是让LED由上而下快速地先熄灭再亮点，就像是一条黑带由上

至下快速地扫过，每1／120秒黑带扫过画面一次。这让我联想到传统电视机映像管的动作，

当时电视机的显像就是采取扫描的方式，因为画面是[断续的]，所以几乎没人抱怨传统电视

的拖影。如今[部分背光ON/OFF]是让背光造成轻微的断续，达到打断拖影的目的，并且液

晶面板不做黑插入的开关动作，因此可以维持良好的画质(阶调特性)。写到这里，您别担心

在[部分背光ON／OFF]动作时，肉眼会看到闪烁吧?且让我来作个此较:

以往的黑插入是插入一整个黑画面，因此被一个黑画面遮没的时间长度是1/120秒。部

分背光ON／OFF：假设黑带的面积占全画面的六分之一，每画面的时间长度是1／120秒，

因此被[一条黑带扫过]遮没的时间仅仅只有1/720秒，换言之，闪烁只有前者的六分之一，

肉眼根本难以察觉。

分析LED电视的原理与特点 LED电视时代并没有到来

随着消费者对环保、超薄、高画质等要求不断提高，LED背光源液晶电视凭借其在节能、

环保和色彩表现等方面的绝对优势成为2009年平板发展的新趋势。

时下LED俨然成为了液晶电视市场的热门词汇，LED背光灯也因其自身广色域、高

对比度、超长寿命以及更为环保的诸多特性成为了下一代液晶电视的重要发展方向。然而到

底LED与液晶电视之间到底有怎样的联系呢？LED光源的电视到底是不是液晶电视？什么

才是真正的LED电视？

拒绝文字游戏 LED也属液晶电视

这就是一些品牌对它的全新液晶电视产品线所采取的战术，用LED点亮屏幕。在它

网站上的平面广告中，也将这一新产品系列简单地称为“LED电视”。但它们可不是真正的

LED电视。因为这种所谓的“LED电视”和真正严格意义上的LED直接成像电视还是有着很

大的不同。这里的“LED电视”本质上仍然是液晶电视，只是将液晶电视的背光源换成了光学

特性更好的LED光源。这样称呼它们的目的在于，将一种照明技术名称套用在当前已有的“冷

阴极荧光灯管”液晶电视产品线，让它显得似乎很不同。

无论是否有效，放弃“LCD”这一缩写的决策是明智的营销手段。总之，“LED”是个时髦

的缩写，是一个新兴且可能是革命性的照明光源技术，风靡一时。 就好像“高清电视HDTV”

和“数字”这类词汇一样，在它们时兴的时代让人心动。

但它同样迷惑消费者。业内人士透露，在最近一次逛电视零售店的时候，他听到不少

朋友询问他们看的是哪种电视。有人说他们看的不是液晶电视或等离子电视，而是LED电

视。 更准确地说，它只是一个以LED为背光源的更昂贵的液晶电视，并不是真正的LED

电视。况且，目前LED背光液晶电视的价格可以是标准液晶电视或等离子电视价格的两倍。

什么是LED电视？

真正的LED电视，应该是用LED直接成像的。彩色的LED显示屏用R/G/B三个LED

管组成一个像素点，通过控制每一个像素点的亮于灭，来实现图像的显示。其成像的原理和

同样是主动发光的等离子非常相似。而目前所谓的LED电视只是使用LED照亮屏幕的LCD

液晶电视。它可以有两个方式达到这一目的：将显示屏的整个背面换成LED（所谓“直下背

光”），或在周边放上LED（所谓“侧光”）。这两个技术的使用，使电视耗能低于等离子电

视和使用荧光管的液晶电视。

按照背光源入射位置划分：

LED背光模块依光源入射位置分为直下式与侧入式两大类，大致可分为直下式

RGB-LED、直下式白光LED、侧光式白光LED、侧光式RGB-LED等。

在较大尺寸下，侧光式背光源的发光均匀性和发光亮度都受到限制，导光板的重量和

成本也随尺寸的增大而有很大的增加。与之相比，直下式背光源工艺简单，不需要导光板，

其技术关键在于色彩和亮度均匀性，是目前大尺寸液晶电视背光源研究开发的主流。

·直下式LED

直下式背光源工艺简单，不需要导光板，LED阵列置于灯箱底部，从LED发出的光经

过底面和侧面反射，再通过表面的扩散板和光学模组均匀射出。直下式背光源的厚度由灯箱

底部和散射板的距离决定，通常厚度越厚，背光源的光均匀性就越好。在背光源较薄的情况

下，色彩和亮度均匀性就成了直下式背光源的技术关键。

LED灯的光场分布类型对背光源的色彩和亮度均匀性起着重要作用，目前背光源所用L

ED 灯通常有朗伯型和边发射型两种，由于边发射型L ED 更有利于背光源的光均匀性，直

下式背光源大都采用边发射型LED。但是大角度边发射LED由于其中间光强偏低，易造成

暗斑，影响背光源的均匀性。

·侧光式LED

侧光式背光模块即将点状光源设置在经过特殊设计的导光板侧边作为背光源，使用

LED颗数较少。而因光源置于导光板侧边，LED受颗数及亮度限制，仍需将光均匀分散整

个平面上时，会形成当面板面积越大，光源辉度运用越有限。

因LED背光源放在产品的侧面，因此后面只需要添加导光板就可以液晶产品的外观厚

度可以做到很薄，比如三星最新推出的6000/7000/8000系列LED就是采用侧光式背光模

块，使其厚度仅为2.99CM。侧光式白光LED背光液晶电视具轻薄、结构简单等优势边光

式背光一般可做的很薄，但光源的光利用率较小，且越薄利用率越小，最大约50% 。

侧光式LED产品因是由点光源组成线光源，而非由点光源分布至TV用LCD面板整个面积，

故无法作到区域控制功能，不能分区控制不仅是对动态对比值及动态影像画质提升没有帮

助，更为重要的产品无法实现产品的节能，即使实现的节能也是通过减少LED灯的数量或

采用低功耗LED灯来达到节能的目的。

与侧光源相比，LED背光源的优势在于能够动态控制背光灯，这样在表现某些黑暗场

景的图像时，只需要调整必要的背光灯区域(在画面上表现为黑色或较暗的部分)的局部灯

光，即能向您展现出明暗对比自然的高品质图像效果。另外，通过红、绿、蓝三色LED背

光灯扩大色域表现范围，同时将屏幕漏光控制在较低限度，提供丰富的黑色表现力，有效地

降低能耗。因此，技术上各有优势。通过不同的取舍，可以达到不同的产品诉求。

LED背光液晶电视的优势

优势一：色域广

CCFL (冷阴极灯管) 背光源是激发荧光粉发光的，其发光光谱中杂余成分较多，色纯

度低，导致其色域小，通常只有NTSC的70 %左右。而LED的发光光谱窄，色纯度好，

用三基色LED混光的背光源具有很大的色域和优秀的色彩还原性，通过选择合适三基色，

可以达到NTSC 的105 %以上，比传统CCFL背光源的色域扩展了大约50 %。

优势二：寿命更长

一般来说，LED背光源的使用寿命要比CCFL更长一些。不同CCFL的额定使用寿命(半

亮)在8，000～100，000小时之间，而LED背光源则可以达到CCFL的两倍左右。而且为

了增强性能而采用了改进设计的CCFL背光的使用寿命还会更低一些。此外，由于电路设

计方面的原因，采用LED背光源的LCD的体积还有望更加小巧，而且电路设计的成本也将

大大降低。

优势三：环保节能

在以CCLF冷阴极荧光灯作为背光源的LCD中，其所不能缺少的一个主要元素就是汞，

也就是大家所熟悉的水银，而这种元素无疑是对人体有害的。

虽然目前厂商方面已经尽力在降低荧光管中的汞含量，但是完全无汞的荧光管会带来一

些新的技术问题，暂时看到不到实现的前景。而反现LED背光源，其优势在于完全不含汞，

符合绿色环保的时尚。LED背光源非常节电。其功耗要比CCFL冷阴极背光灯更低一些。

LED内部驱动电压远低于CCFL，功耗和安全性均好于CCFL（CCFL交流电压要求相对较

高，启动时达到1，500～1，600 Vac，然后稳定至700或800Vac），而LED只需要在

12～24Vdc或更低电压下就能工作。

另外，虽然CCFL的发光效率并不比LED逊色，但是由于CCFL是散射光，在发光过

程中浪费了大量的光，这样一来，反而显得LED光的效率更高。而由于效率更高，可以减

少采用LED灯的数量，其设计可以更加合理，也减少了露光的麻烦。

优势四：超薄外观

液晶电视若要作到超薄，其中有2个主要决定因素，分别为背光模块与电源基板厚度，

然因背光模块整个面积与液晶面板相似，而电源基板仅占液晶电视部分面积，换句话说，液

晶电视最薄部分的厚度，与背光模块有很大的关系。

LED背光源中的侧光式LED应用在电视用LCD背光模块，其厚度皆较CCFL型直下式及

侧光式、及LED直下式还薄，以三星电子40英寸、厚度10mm TV用LCD面板而言，其

背光模块厚度仅约5mm。

以侧光式CCFL型背光模块而言，因CCFL灯管直径较LED封装后的厚度还高，故侧

光式LED背光的LCD面板厚度能作到比CCFL侧光型还薄。

LED液晶电视是否比等离子电视的图像效果好？

有意思的是，我从来没有听到过业内人士有这样的评价。他们最多指出，在深黑色和

色彩饱和度的表现方面，LED液晶电视的出现使等离子电视不再有优势。隐含的意思是，

比普通液晶电视优秀，但并未超过等离子电视。然而等离子电视在价格方面的优势相比LED

液晶电视明显。

如果想要一个LED的液晶电视，是否应该购买使用背光技术的电视？

事情并不是那么简单。 LED背光电视仅仅使用了大约1000根LED。而且，这些LED

需要以规模较大的群体为单位进行调节，因为逐一控制LED的成本十分昂贵。因此当您关

闭或调节一组LED时，您也可能将电视显示屏上周边应该发亮的场景也调黑了。如果您减

少调节量，那么相关的黑色区域将比图像上其他没有被亮色包围的黑色要浅。

理论上讲，您可以增加LED数量，因此每一条LED仅照亮液晶显示屏上200万像素

上的一个像素。如果这样，您可以扔掉液晶显示屏，因为您实际上已经创造了一个LED电

视----就好像时代广场上的巨型LED广告牌一样。

电视新时代来临，价格仍是拦路虎

如今的电视市场竞争日益激烈，液晶电视的市场竞争已经达到白热化的阶段，差异化

竞争成为企业全新的发展战略。LED电视由于自身功能的优势，将成为未来电视发展的新

方向，因此，无论是国内厂商还是合资品牌，无不大力发展LED产品。

在CES展上LED产品如此大规模的出现，已经很好的证明了企业的发展战略。据了

解，今年包括LG、东芝、日立、长虹等品牌都会陆续推出高端LED电视产品，LED技术

已成为屏幕全高清化、机身超薄化、倍速驱动技术之后，电视机产业的又一大发展趋势，相

信电视市场的LED时代即将来临。

不过，目前LED的生产较高，而且白光LED器件被几大厂商垄断，产量也无法上去，

因此价格偏高，购买时机并未成熟。相信等LED背光电视机大量普及的时候，价格会比现

在降低不少，到那时候再出手才是明智之举。

革液晶电视的命 LED电视技术全面揭秘

○ LED电视来势猛 引领09平板新潮流

平板电视技术进过07、08年的高速发展之后，09年将以什么样的姿态呈现在我们

面前呢？相信这也是很多一直关注平板电视动态的读者的疑问。而从今年中国外资、国产品

牌的新品发布动向来看，“LED背光”已经取代了1080P全高清和100Hz倍速驱动，成为当

前最有人气的一个话题。

LED技术其实早已应用在显示领域，但是在平板电视领域仍属起步阶段

所谓“LED电视”，这个词语的出现还要归功于三星公司的功劳。因为三星在4月

份推出了几款采用LED作为背光源的液晶电视新品，并且将它们命名为“LED电视”。这个

全新的词语不仅比较容易上口和记忆，同时也和现有的“LCD液晶电视”形成了很好的区

隔，让LED电视一诞生，就多了一份高端和神秘的色彩。

虽然很多消费者都知道LED电视和普通LCD液晶电视的最大区别就是背光源的不同，

但真要说道LED背光源是什么，有什么特点，往往并不能说出其中利害。因此面对即将到来

的LED电视普及大潮，我们的确有必要对LED发光技术进行一些了解，多做一些技术储备肯

定是没有坏处的。

○ 什么是LED

常见的各种单色LED灯泡

LED是英文light emitting diode的缩写，即：光线激发二极管，属于一种半导体

元器件。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和

n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载

流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光

能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制

作的二极管叫发光二极管，通称LED。

当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，

半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。打个比方，LED就

像一个汉堡，可以发光的材料是夹层中的“肉饼”，而上下的电极就是夹肉的面包。而通过

对其中发光材料的研究，人们逐渐开发出各种光色、光效率越来越高的LED元件，但是无论

怎么变化，LED总的发光原理和结构都没有发生太大的变化。

上面是LED的显示原理和结构原理。对于普通消费者而言，我们并没有必要对这些

知识有过多的深入了解。其实LED设备在我们的日常生活中已经得到了非常广泛的应用，例

如公交、地铁上的单色滚动显示屏、或者车站、足球场上的彩色大屏幕，都是利用LED发光

设备制造的。

革液晶电视的命 LED电视技术全面揭秘(2)

2009年05月07日08:29 pcpop

○ LED 光源的主要优势

作为一种出现时间并不长的发光技术，LED的优点还是很明显的，特别是在生产、

制造和易用性方面都要大大超越白炽灯、荧光灯等传统光源，因此自LED诞生以来，就在很

多领域得到了大规模应用。而相对于白炽灯、荧光灯等老一代发光设备，LED的优点主要体

现在以下几个方面：

LED无灯丝，结构简单可靠 发热量也不高

在结构上没有玻璃外壳，不需要想白炽灯或者荧光灯那样在灯管内抽真空或者冲入特

定气体，因此抗震、抗冲击性良好，给生产、运输、使用各个环节带来便利。

元件的体积可以做的非常小，更加便于各种设备的布置和设计。

的发出的光线能量集中度很高，集中在较小的波长窗口内，纯度高。

元件的寿命非常长，普遍在5万-10万小时之间，即使是频繁的开关，也不会影响到

使用寿命。

响应时间非常快，在微秒级别。

的发光指向性非常强，亮度衰减比传统光源低很多。

在生产过程中不要添加“汞”，非常环保。

使用低压直流电即可驱动，对使用环境要求较低。

LED发光设备的这些优点，不仅为其在日常照明领域的广泛应用奠定了坚实基础，

也为LED进入显示领域完全成为可能。

○ LED 在显示领域的应用

由于LED具备主动发光的特性，因此在显示领域，LED本身具备很大的应用空间。

目前市面上的LED显示设备除了文章开头提到的LED电视，最广泛的形式就是各种各样的

LED显示屏。

有众多单色LED构成的点阵式LED显示屏

无论是单色的显示屏，还是全彩色的LED显示屏,其本质结构上都非常相似。LED显

示设备是将每一个可以发出单色光的LED元件作为显示设备的像素点，通过控制每一个像素

点的亮于灭，来实现文字或者简单图像的显示。这种设备是所有LED显示设备中最易实现、

成本最低的产品，但是因为长寿命、高亮度，至今仍在很多场合得到使用。例如北京的大部

分公交车和地铁上，都有LED的提示器，可以滚动显示各种文字信息、站名、时间等等。而

彩色的LED显示屏则是将用R/G/B三个LED管组成一个像素点，成像的原理和同样是主动发

光的等离子非常相似。

全彩色LED屏，微结构和像素排列方式

因此，我们可以发现现在厂家们所谓的“LED电视”和真正严格意义上的LED直接

成像电视还是有着很大的不同的。LED电视本质上仍然是液晶电视，只是将液晶电视的背光

源换成了光学特性更好的LED光源。

革液晶电视的命 LED电视技术全面揭秘(3)

2009年05月07日08:29 pcpop

○ LED电视的发展历程

LED电视最早出现在2007年末，当时索尼和三星公司都推出了一款尺寸为70吋的

LED电视。索尼公司的型号是70X300A，属于当时最顶级的旗舰X300A系列。而三星的型号

LA70F91B,也是当时的期间系列成员之一。

07年末上市的索尼70X300A，采用第一代RGB-LED背光源

在2007年，这两款机型是当时国内市场上能够买到的唯一两款LED电视。由于索尼

和三星在液晶面板方面有着共同投资的SLCD公司的缘故，这两款电视都采用了类似的RGB

LED背光源，也就是常说的三色LED背光源。这两款机型推向市场后，曾引起了很大的轰动，

当然造成这种轰动的主要原因并不是因为性能有多棒，而是因为它们巨大的尺寸和非常昂贵

的售价。

海信的LED电视开创了国产平板LED的先河

在随后的2008年，平板电视市场上也终于出现了国产品牌的声音。国内家电巨头之

一的海信帅先推出了首台国产42吋LED电视，并且实现了LED电视模组的量产。但可能是

大部分厂商都忙于备战北京奥运会的关系，2008年大部分时间内整个业界并没有出现关于

LED的太多声音，这也一度让不少人对LED的热情受到了一定打击。

索尼目前的旗舰电视就采用了RGB-LED背光源，不过索尼方面并没有冠以LED电视的称号

在2008年末，三S品牌中的索尼帅先发力，在最新的产品线中，为旗舰机型配备了

采用第二代RGB-LED背光源的液晶电视。也就是现在的55X4500。随后夏普发布了同样采用

RGB-LED背光源的LED电视—XS1A系列。这两大领军品牌的行为不仅指明了后奥运时代平板

的技术发展方向，也再一次带动了LED话题的热议。

三星的LED电视年初批量上市，带动了LED概念的再次热度

随后就是2009年4月，三S品牌中的唯一一个韩企三星公司一口气发布了3个系列

9款LED电视，在产品线的广度和深度上，一举超越了索尼和夏普。但是三星的LED电视并

没有采用RGB-LED背光源，而是边缘发光LED背光源。这是三星LED电视和其他日系LED

电视的最大区别。除此之外，国产品牌中的海信也发布了最新的LED电视升级品，而海信采

用的是较为少见的后置式白光LED光源。

在LED电视的四大优势中，环保是所有LED电视都具备的特性。但是在性能、色彩

和纤薄化方面，LED电视按照具体的背光源种类，也有几种分支，下面我们就逐个看看。

革液晶电视的命 LED电视技术全面揭秘(4)

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○ 三种主流LED背光源类型

前文我们介绍了最近两年LED电视的产品发展路线。从中我们可以发现LED电视按

照背光源的种类，目前已经出现了三种技术分支，即：RGB-LED、白光LED和边缘发光LED 。

1、RGB-LED 三色LED背光源

RGB-LED背光源是诞生时间比较早的一种技术。RGB-LED通过红色、绿色、蓝色三原

色LED调制成白光，具有最好的光学特性。因此被注重画质的日系厂商广泛采用。

索尼的第一代RGB-LED微结构

RGB-LED在组成背光源的时候，并不是完全按照1:1:1的数量构成。目前最常见的

方案就是由1个红色LED、1个蓝色LED和2个绿色LED。这组合方式是因为每种颜色的LED

在发光效率上存在一定差异，必须要通过组合实现三种光源的匹配。

RGB-LED背光源的位置和以往的CCFL相比变化并不大，仍然在液晶面板层正后方。

因此从结构上看，采用这种技术的LED电视，在外观上和普通LCD液晶电视并不会有很明显

的差异。

索尼的第二代RGB-LED微结构

RGB-LED电视的优点主要体现在色彩表现力和对比度两方面：由于采用了RGB三原

色独立发光元件，因此RGB-LED电视的色域范围大都能达到NTSC 的120%以上，部分经过良

好调教的机型甚至可以达到150%左右的色域范围，完全达到或者超越了等离子电视的水准。

此外，RGB-LED电视也可以支持背光区域调整技术，亮度调节更是很容易实现，因

此在对比度方面，往往能够达到千万:1级的动态对比度，这对于提升电视的图像质量有着

非常关键的作用。

当然,RGB-LED电视虽然性能很优秀，但是也并非十全十美：第一是成本方面没有很

大优势。第二是RGB-LED需要单独的调光电路和更好的散热结构，这也会在一定程度上导致

电视结构复杂，难以做到轻薄化。

2、白光LED

白光LED相对于RGB-LED就要简单不少，它采用了只能发出白色光线的LED光源代

替原来的CCFL荧光管。

白光LED的区域控制很容易实现，因此白光LED电视的对比度指标往往也会很高

白光LED由于不像RGB-LED那样需要涉及到背光源的调光，因此在电路结构方面的

要求相对不高。但是白光LED的光谱特性和RGB-LED相比还是有所欠缺的，这也导致此种

LED电视在色彩表现上并不如RGB-LED电视那么优秀。

不过白光LED电视的优点也是比较明显的，例如亮度动态调节、区域背光控制都可

以实现，也能实现很好的对比度。在色域范围上也能较普通CCFL液晶电视有所提升。加上

成本的优势，因此我们认为将成为未来普及型LED电视最优先采用的方案。

3、边缘发光LED

边缘发光LED被业界称为第三代LED背光技术。它虽然采用了白光LED作为背光源，

但是通过结构和特殊材料的应用，在提高了色域和对比度指标的同时，也让机身厚度大幅度

下降。

某品牌边缘发光LED电视的解剖图，可以看出光线的方向和液晶面板水平

边缘发光LED是将LED光源放置在电视的边框位置，大都紧挨液晶面板排列一层，

因此非常节省空间。不过边缘发光LED发出的光线并不像前两种方案一样直接穿过液晶面

板，而是和液晶面板平行。光线必须通过特殊的导光板，改变传播方向后才会透过液晶面板

层。

索尼笔记本LED液晶屏的公开资料，LED电视的结构何其非常相似。不过由于电视

面板尺寸较大，为了实现均匀的亮度，其导光板的结构更加复杂

由于边缘LED的位置在液晶面板的侧面，因此它使用的导光板不仅具有改变光线传

播方向的功能，还要能够劲量均匀的将光线分散开，否则电视图像将出现严重的边缘亮、中

间暗的问题。

边缘发光LED示意图

由于边缘LED的位置不是在液晶面板的正后方，因此这种类型的LED电视还难以实

现背光源的区域调光。这也是边缘LED电视下一步需要解决的一个技术难题。

三星LED电视的厚度非常纤薄，就是因为采用了边缘发光LED

目前市面上能够看到的边缘LED电视只有三星的全系LED电视和索尼的超薄40ZX1

两种类型。这种类型的LED电视大都主打纤薄的外观，在性能上和上述两种LED电视相比目

前还存在少许欠缺。