背光模块是液晶器电视必不可少的部件。众所周知，液晶是一种介乎于液体和晶体之间的物质。液晶的奇妙之处是可以通过电流来改变其分子排列状态，给液晶施加不同的电压就能控制光线的通过量，从而显示多种多样的图像。但液晶本身并不会发光，因此所有的lcd都需要背光照明。背光灯管坏了，不换新的，就意味着整机报废。
ccfl 冷阴极荧光灯
lcd自身不发光不发光的特性，决定了lcd背光源应用的重要性。从诞生到现在，lcd背光源用的几乎都是冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamps)。这种光源寿命较短，在使用2年后，屏幕会逐渐发暗变黄，生产质量差的ccfl背光往往使用不到3年就报废。
多年以来，国内外显示器生产厂商为了提升液晶电视的使用性能，无不致力探询和研发新的背光源。目前业界比较看好led背光技术，并纷纷推出了led背光电脑显示器，led背光笔记本，led背光液晶电视。那么，led背光的兴起是否意味着ccfl的淘汰呢?
本文试从技术与市场需求两个方面进行解析，来回答大家最关心的问题。
技术解析：led技术性能大优于ccfl
lcd背光模块包括光源(ccfl或led)、导光板、反射板、扩散板、棱镜、框架等。背光模块导光板常用聚甲基丙烯甲酯制作，作用是将点(线)光源转换为面光源，并使光能导出，它对于光强均匀分配起着十分重要的作用。扩散板由加入有机或者无机颗粒的塑料材质(pet或者pvc)构成，它的作用是将光束引向垂直于lcd面板的方向，并把光能均匀化。棱镜片(膜)，能缩小立体角，从而提高亮度，并可以进一步将光束纠正到垂直方向。
ccfl背光源技术，存在突出的弊端
ccfl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荧光灯管的工作原理
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。
ccfl与led的色域范围
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。
值得注意的是，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，例如夏普的四波长背光源系统，通过对ccfl灯管中荧光粉性能的改进，使光源光谱成分中的红色表现增强，从而在一定程度上改善色彩还原效果；sony、三星和tcl的部分产品也搭载了wcg-ccfl-广色域型ccfl光源，使色域范围达到ntsc标准的85%左右；toshiba的智能背光调节技术就是改变了ccfl常亮的缺点，能根据画面智能调节背光源亮度，从而提高了显示对比度。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。
led背光源技术，有突出的性能优势
led(light emitting diode)即发光二极管，它诞生于在20世纪60年代。这种能直接将电能转化为光能的发光器件，具备低功耗、高亮度、长寿命的突出特点，在诞生之初就被认定为荧光灯管、灯泡等照明设备的终结者，有人甚至认为它将会开创一个新的照明时代。
白色发光二极管
发光二极管的结构
led的工作原理和我们常见的白炽灯、荧光灯完全不同。从本质上来说，led是一种半导体器件。led的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的芯片，p型半导体是一种在硅或锗等半导体材料中加入微量的硼、铟、镓或铝等三价元素的芯片，n型半导体是一种在在硅或锗等半导体材料中加入微量的磷、锑、砷等五价元素的芯片。
在p型半导体中，空穴(带正电)叫多数载流子，电子(带负电)叫少数载流子。在n型半导体中，电子(带负电)叫多数载流子，空穴(带正电)叫少数载流子。加电后，在p型半导体和n型半导体的交界面就会出现一个具有特殊导电性能的薄层，也就是常说的pn结(pn junction transistors)。pn结可以对p型半导体和n型半导体中多数载流子的扩散运动产生阻力，当对pn结施加正向电压时，电流从led的阳极流向阴极，而在pn结中少数载流子与多数载流子进行复合，多余的能量就会转变成光而释放出来。
当led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。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组件。
根据发光颜色的不同，led可以分为白光led背光源和rgb-led背光源。
白光led技术的优势主要体现在耗电量方面，较广泛地应用于对功耗要求要高的移动设备。rgb-led背光源色域宽广，主要应用于高端液晶显示器和液晶电视。
rgb-led背光源，可大幅度提高液晶显示的色彩表现。它通过可以发出高纯度红色、绿色、蓝色光的led器件，能够实现ccfl光源不能达到的宽广色域范围。目前主流的rgb-led背光源可以达到105%的ntsc色域范围，如果采用性能更加强大的led器件，则可以实现120%以上的ntsc色域范围。除了良好的色域表现力，采用rgb-led光源还可以有效提升液晶电视和高端显示器的对比度，实现更加精确的色阶和层次感更强的画面。
综合来说，液晶显示器led背光具备三大技术优势。
其一，光源平面化。led背光源是由众多栅格状的半导体组成，每个“格子”中都拥有一个led半导体，这样led背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮度均匀性，还不需要复杂的光路设计，这样一来lcd的厚度就能做得更薄，同时还拥有更高的可靠性和稳定性。更薄的液晶显示面板意味着笔记本电脑拥有更佳的移动性。例如，sony采用led背光的笔记本，液晶显示屏厚度仅有4.5mm。
led超广色域
其二，在色彩表现力方面，远胜于ccfl。原有的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lcd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70%左右，即使是通过采用改进型的ccfl光源，也只能达到ntsc等比90%左右的色域范围，从而影响了图像质量。而led背光却能轻松地获得超过100%的ntsc色彩区域，让液晶显示器真实地还原现五彩缤纷的大自然中的鲜艳色彩。另外，rgb-led背光还可以有效提升液晶显示器的对比度，实现更加精确的色阶和层次感更强的画面。由于整个背光源由众多微小的led发光单元组成，所以可以对其中每一个发光器件实现精确的亮度控制，根据原始画面特点进行小区域内的发光亮度修正，例如在一幅明暗对比强烈的画面中，暗部区域的led背光可以完全关闭，而明亮区域的led背光实现高亮度输出，由此带来的对比度提升效果是ccfl光源的液晶电视所不能企及的。
led发出的光纯度非常高
其三，发光寿命远远超过ccfl。普通的ccfl背光源一般的使用寿命在2.5万小时左右，最新的顶级ccfl背光的发光寿命也不过6万小时，在使用寿命末期，lcd的亮度就会明显下降，不得不更换lcd的ccfl背光模组。而led背光则完全没有这样的问题，现阶段白色led背光的实际使用寿命为5万至10万小时，与lcd显示屏的使用寿命基本一致，而且还有再次提升的潜力。即使24小时不间断使用，也足够使用5年。
市场解析：短期内led背光还难替代ccfl
lcd液晶显示技术产生发展至今已经十几年，面板技术应用已经没有障碍，但遗憾的是一直没能完美地解决背光源问题。就目前来看，led是ccfl潜在的竞争对手，此外还有oled以及碳纳米管等技术。目前厂家看好的led，在短期内也不可能取代ccfl。
索尼wcg ccfl技术
厂家不情愿放弃ccfl。led作为新一代背光源的优势是明显的，从各大厂家争相研发该技术就能看出这一点，不过还存在着led与lcd究竟谁是主推的疑问，现在真正着力于推广此类产品的厂家很少，所以他们更愿意将该技术用于高端机型上，甚至作为概念产品。这主要是由于各厂家在传统ccfl液晶模组上投入的成本太大，在没有收回成本之前放弃将是一笔很大的损失。目前国内除了海信的一条led生产线以外，所有的液晶模组都是基于ccfl背光液晶电视，夏普的十代线，也是以传统液晶为主要产品的生产线。
液晶电视成像原理
技术还不成熟。led背光是一项新兴的技术，和在照明领域遇到的主要问题一样，led在作为新型背光源的同时，也面临着发光效率的问题。目前传统ccfl冷阴极荧光灯虽然耗电量大、发光质量一般，但是其发光效率可达到50～100流明/瓦，而白光led器件在刚起步时发光效率仅为20lm/w甚至更低。不过，白光led的发光效率以每年提高60%的幅度提升，到目前为止，白光led器件的发光效率突破50lm/w，达到实用化水平。但是这种背光模块只是将ccfl灯管换成了白色led发光二极管，虽然能够有效延长lcd的使用寿命，但在色彩上对显示效果基本没有提升作用，所以意义不很大。而rgb-led技术，虽然有着众多的优点，却仍然存在着一些不可避免的局限性。譬如因使用了大量独立的led器件，点阵排列相当密集，不仅较难保证每一个器件发光的一致性，而且散热也非常不理想，达不到超长的寿命。其二，rgb-led背光源的发光效率还稍弱一些，目前普遍在到50流明/w左右，最高的也只有70流明/w，要实现和ccfl100流明/w同等级的发光亮度，必然导致功耗的增加和发热量的提升。其次，虽然rgb-led的色彩纯度较高，但是长期使用后每种led色彩衰减的幅度并不一致，这也将对画面质量产生较大的影响。
价格阻碍了普及。从理论上，led发光单元价格并不高，其背光模块成本上要低于ccfl，但是为什么目前上市led产品价格却高的惊人呢?其关键问题就在于led背光还不够成熟，虽然led厂家已经做了很大努力，但比之ccfl，led背光模块仍存在极大价差。目前led背光模组零组件的价格为ccfl背光源的5倍左右，屏幕尺寸越大，采用led背光技术的成本就越高。业界认为，led背光的真正普及，可能要等到另一个技术发展成熟，即不用彩膜(color filterless)，利用场序(field sequential color)技术实现彩色化。该技术不需要使用彩色滤光片所用的光刻胶来滤光，出光量大，同时所需要的led个数也少，可有效减少了耗电、降低成本。但这一技术则要求液晶响应速度足够快——只有达到1ms时，才能在r、g、b三色转换下达到3ms的视觉残留，有效消除lcd动画残影。
客观的评价目前的led液晶显示器市场，无疑是雷声大雨点小，尤其是rgb-led技术产品。不过，led技术市场潜在着无限商机，在不断的技术创新中，led背光将会很快改善散热与发光效率等问题。而成本过高的问题，也将通过大规模的商业化生产，降低到普通用户能接受的水平。据观察，led产业也存在类似微处理器产业中的“摩尔定律”——每10年，led的价格为原来的1/10，性能则提高20倍。由此可以预见，随着产能的增加，led背光源的成本将快速下滑。在将来的几年中，市场上将会大量涌现采用rgb-led背光源的广色域型液晶显示器，并将成为液晶产品技术再次高速发展的重要契机。
以上是网络信息转载，信息真实性自行斟酌。
