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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。
LED光源的优点
红光LED白光LED统光源，因此自60年代诞生以来，得到了长足的发展和应用。
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：
1.LED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。
作为一种出现时间最晚的照明技术，LED的优点不仅体现在发光质量方面，在其生产、制造、易用性方面都要大大超越白炽灯、荧光灯等
2.LED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。
3.LED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。
4.LED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。
5.LED响应时间非常快，在微秒级别。
6.LED的发光指向性非常强，亮度衰减比传统光源低很多。
7.LED在生产过程中不要添加“汞”，非常环保。
8.LED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进入显示设备领域打造了一条充满希望的道路。
不过，LED并不是从一开始就拥有如此之多的优势，也是经过了一段较长时间的发展，下面我们就去看看LED从诞生到现在所经历过的发展变迁之路。
LED照明技术的发展历程
在LED刚刚出现的时候，其发光的颜色和效率都比较低。
当时主要使用的发光材料是“GaAsP”，驱动电流在20mA，只能发出红色的光，而且发光效率只有0.1流明/瓦，因此亮度仅仅能够满足一些仪表、电器上的指示之用，并没有得到广泛的使用和注意。
而在随后的几十年里，一些新的发光材料被逐步引入到LED当中，LED逐渐开始显露出强劲的发展后劲。
在70年代中期，通过引入元素In和N，使得LED可以发出波长为555纳米的绿光、波长为590纳米的黄光和波长为610纳米的橙光，同时发光效率也提高到了1流明/瓦。
到了80年代初，又出现了使用GaAlAs的LED光源，使得红色LED的光效达到10流明/瓦。
而进入90年代后，能发出红光、黄光的GaAlInP和发出绿光、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功，使LED的光效得到大幅度的提高。
在2000年，前者做成的LED在红、橙色光区域（波长615纳米左右）的光效达到100流明/瓦，而后者制成的LED在绿色区域（波长为530纳米）的光效也可以达到50流明/瓦。
不仅超过了传统的白炽灯，而且和发光效率较高的荧光灯已经非常接近。
而按照材料科学的发展速度，发光效率能达到200流明/瓦的LED也将在较快的时间内问世。
而在LED发光技术的发展史上，白光型LED的出现，则成为LED进入快速发展阶段的重要突破。
在上世纪末，受到荧光灯发光原理的启发，LED厂家通过在高亮度蓝光LED管芯上加一层荧光粉，用蓝光激发荧光粉发出白光的LED发光元件。
此外，通过采用不同的荧光粉，可发出色温为4500～10000K及色温为2850～3800K的多种白光LED，也让白光LED具备了成为新一代照明设备的能力。
目前，白光LED的发光效率大都已超过30流明/W，某些产品已超过50流明/W的水平，具备了正式大规模实用化的基础。
经过这么多年的发展，LED照明发光技术已经便成为一种相对成熟的事物，市面上不仅有能发出各种色彩的LED产品，也出现了大量可以用于直接照明的LED产品，此外，在显示领域，LED产品也经历了从单色到彩色，从低分辨的文字到高分辨率图像显示的进化过程，正在日益影响着我们的生活和工作。
白炽灯、荧光灯和LED灯光效率的发展趋势
由于LED在最初是被当作一种发光元件而生产的，因此，LED技术生来就和光明结下了不解之缘。
而目前存在的各种LED产品，也可以按照用途的不同，大致可以分为：
LED指示/照明设备和LED显示成像设备两大类。
LED照明设备
LED的最大价值还是体现在照明领域。
由于LED发光技术全面超越传统光源，因此许多人都看好未来LED在照明市场的机会，根据据CIR预测，全球LED市场将从2004年的32亿美元，增长至2008年的56亿美元，其中，高亮度LED市场产值将由16亿美元增至26.4亿美元，超高亮度LED市场则将从2006年起快速成长，并于2008年占到全球市场22%的份额。
而令LED拥有如此广阔之商业运营前景的最关键原因，则在于其高度节能的独特特性。
作为第三代半导体照明材料，LED的寿命是普通白炽灯的100倍，耗能却远比白炽灯小，更换成本也更低，并具备体积小、安全、无污染、免维护、响应速度快等附属优点。
由于体积小、配置灵活，理论上LED照明设备可以做成任意想要的形式。
因此可以预见，在未来照明市场上，LED光源将成为人们的新宠。
只要将包打开，内置的LED灯泡就会自动点亮，LED用途其实很广泛
LED成像设备
在90年代中期，伴随着高发光效率LED元器件的成熟，市场开始出现了一种新型的显示设备——大屏幕LED显示器，在各种公共场合，例如车站、证券交易大厅、我们都能看到这种LED显示设备。
最初的LED显示设备原理比较简单：
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。
除了比较初级的LED电子显示屏，还有一种比较常见的LED显示设备，那就是用于组建大尺寸显示的模块化彩色LED显示屏。
这种模块化的LED显示设备，主要是用来满足永久或者临时性的大面积显示的需要。
例如在一些演唱会、晚会、发布会的现场，为了更好的烘托的气氛，就需要一整块当作背景使用的显示设备，而在LED显示器出现以前，这几乎是一个不可能完成的任务。
而在户外显示方面，传统的霓虹灯虽然亮度较好，也可以做出非常漂亮的效果，但是充其量也只是灯具而不是显示设备，不能实现多样化并且灵活的显示功能，也受到了越来越多广告主的不满，因此模块化大屏幕LED显示屏的出现，正好满足了他们的需求。
正是基于这种需要，这种LED显示设备采用了模块化设计，一般一个矩形模块的大小在0.25平米-1平米之间，通过若干模块的排列组合，可以组建出各种尺寸的显示面积。
除了组装成面积不等的平面显示器，通过合理的设计，还可以利用LED屏搭建出立体的显示器，例如可以做成一个6面同时显示的立方体显示器，并且通过屏幕控制装置，实现6面独立显示或者整体显示的效果，使用起来非常灵活。
和基本的LED显示设备不同的是，模块化LED可以显示出完整的全彩色图像，在一定的观看距离上，观众可以得到接近传统显示器的图像效果，而这主要得益于它的像素结构。
从微观上看，模块化LED显示设备采用了和平板电视非常类似的像素结构，即每一个像素点都是由可以发出R/G/B单色光的LED元件组成，通过3种原色的排列组合，每个像素就可以发出各种色彩的光。
U2vertigo演唱会中使用到的LED显示屏，由于点距较大，所以图像较粗糙。
由于定位于大面积显示，所以模块化LED显示屏的每个像素之间的距离要比电视机、显示器等设备大很多。
因此在这类设备上，并不像一般显示设备那样用分辨率来表示清晰度，而是用每个像素点之间的点距来表示。
通常来说，用于室内的LED屏一般的点距在10毫米之内，8毫米属于中等偏上，而6毫米的则是效果最好的产品，不过相应的售价也比较高。
室外用LED屏的点距则要大不少，一般有10毫米、16毫米等规格，但是室外屏在防水防尘效果上要好于室内屏。
近几年，模块化LED显示屏在全球范围内都得到了非常广泛的应用，其超高的显示亮度、灵活的搭配方式得到了绝大多数人士的认可，已经成为户外显示设备的主力品种，并且在活动、演出、展览展示等行业得到了广泛的应用。
LED在照明领域面临的问题：
（1）首先是发光效率问题。
提高LED的发光效率最主要的方法是改进半导体发光材料与LED芯片的结构和制造工艺。
由于这部分工作需要强大的理论研究基础和先进的半导体工艺设备，因此要实现200流明/瓦的目标路途依然比较艰难。
（2）高功率问题。
作为照明，单个LED输出的光通量必须足够大，欲加大LED的光通量，首先必须注入足够的电功率。
但LED芯片的温升不能过高，否则各项性能特别是使用寿命会受到很大的影响。
显然，设计较大输入功率的LED器件和灯具，除需用面积较大的芯片外，还必须有良好的散热结构。
现在国外一些著名公司已设计研制了一些特殊的LED器件结构，并已获得了较好的效果。
（3）由于LED照明需由多个LED管组成，其参数离散性也是一个技术问题。
除了通过预选、分类，尽量保证一致性以外，还必须设计合理的灯具结构（包括LED的排列和位置布局）和研究合适的驱动电路，防止偶尔产生的能量集中而烧毁部分LED。
（4）此外，由于多个LED组成一只照明灯具时，免不了对LED进行并联、串联。
而在使用过程中只要有一个LED短路或开路，都将会导致整小片或整条LED熄灭，影响照明效果。
为此，必须研究简单而廉价的保护电路，使这种不良影响降至最低限度。
LED在显示技术领域面临的问题：
（1）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，这就注定LED在开始时并不适合作为LCD显示器的背光源。
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，开始达到实用化水平。
（2）LED背光源系统的成本要高于冷阴极荧光管。
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。
不过LED产业也存在类似微处理器产业中的“摩尔定律”——Haitz定律，以安捷伦（LED领域领导厂商）的前任技术科学家RolandHaitz命名。
其内容是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。
预计到未来一两年LED背光的售价可降到CCFT背光的2倍左右，距离大规模普及仅有一步之遥。
大尺寸电视要使用大量的LED元件，因此散热和价格都是比较棘手的问题
（3）RGB-LED背光源中，发出每种原色的LED元件由于采用了不同的发光材料，因此在长时间使用后，其性能的衰减将不一致，这也可能导致届时显示的效果出现比较大的偏差。
总结：
作为20世纪人类最重要的100项发明之一的LED技术，在经历了30多年的发展后，终于迎来了距离广泛应用不远的日子，相信通过本文的介绍，你也对LED将在哪几个方面对我们的生活产生影响有了一定了解。
无论LED技术走向何方，这一充满前途的技术必将给我们的生活带来巨大的改变。
LED技术在显示领域的应用
由于LED的优良发光特性，LED元件不仅可以做成直接显示的设备，近年来，LED也被逐渐引入到现有的平板显示技术中，特别是液晶显示技术，非常有可能下一个被LED所垄断的产业。
LED背光源的色彩饱和度较佳，响应时间极快，漏光效果较弱。
如果通过增加对比、进行区域控制等手段，性能要大大优于冷阴极荧光灯（CCFL）。
而且冷阴极荧光灯含有汞等有害物质，LED相较之下更具环保优势。
LED已经在很多移动设备所使用的小尺寸面板中普及。
而笔记本电脑和液晶电视等大尺寸面板用背光源将是LED产业下一个重量级应用。
目前LED技术在液晶领域的应用，主要是利用LED发光元件替代以前的CCFL荧光灯光源，作为液晶显示设备的背光源。
而如果要再次细分的话，又可以按照LED发出的光源色彩，分成白光LED背光源和RGB-LED背光源两种。
白光LED背光源技术
在上文中，我们曾经提到过LED在发展过程中的突破之一就是实现了可发出白色光的目标。
在液晶显示设备的成像原理中，背光源发出的白光，经过液态晶体层后，再通过R/G/B彩色滤光膜，变成独立的原色。
在这一过程中，决定最后液晶显示设备色彩的关键并不是液态晶体层，而是背光源的发光质量。
背光源的光谱中RGB每种原色光的纯度越高，在最后才能还原出越纯正的原色，只有还原出纯正的RGB三原色，才能调配出纯正而且真实的色彩效果。
传统的CCFL光源在发光质量上并不理想，因此还原不出非常纯正的色彩，用色域范围来衡量的话，一般就在NTSC等比的72%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，这就造成现实世界中鲜艳、真实的色彩无法在液晶电视上还原，从而影响了图像质量。
而通过采用高发光质量的白色LED背光源，液晶电视的色域范围可以轻松达到NTSC等比100%左右，对色彩效果提升作用明显。
采用白光LED的另一个好处是可以有效降低液晶面板的厚度，非常适合移动设备对轻薄的追求。
在介绍LED技术优点的时候，有一条就是LED的体积可以做的非常小。
在液晶显示设备中，LED背光灯板的形状与尺寸会按照液晶面板的形状及尺寸不同而不同。
LED背光灯板基本上是长方形或长条形的。
它有侧部发光及底部发光两种基本结构。
侧部发光的结构主要用于狭长条形的背光灯板（一般长度大于2倍的宽度）;
而底部发光结构主要用于长度与宽度相差不多的背光灯板。
发光二极管点亮时，光线射入透明有机玻璃，使整个发光面都可以看到亮光，这称为边光效应。
有机玻璃顶部做成微珠粒状，可使整个发光面的光线更均匀。
有机玻璃的顶部有一层乳白色透明塑料膜，可使发出的光更为柔和。
背光灯板两侧边用银色遮光胶带封住。
每个LED发光单元列有两个串联的二极管，若干列组成LED阵列（视背光灯板的长度而定）。
以笔记本产品为例，采用白光LED作为液晶显示屏的背光源后，LED背光源以多组排列于底部放置，来代替传统的CCFL细灯管，在SONYVAIOTX笔记本上，就使用了40个的LED发光元件。
用LED代替细灯管后，原导光板厚且成楔形的设计被取消，转而导光板可以用厚度均匀且可以把整体的厚度降底。
LED的另一优点——省电，也在应用时得到了青睐。
对于笔记本等移动型产品而言，使用LED可以提高整机的使用时间，从而提升了移动时的持久性。
不过对于电视机而言，现阶段使用LED背光并不能大幅度降低耗电量，主要是因为电视对亮度的要求较高，为了满足亮度的需求，就要提高LED元件的数量，从而导致整体功率没有出现明显降低。
不过，相信随着更高发光效率的LED元件的出现，液晶电视将使用数量较少的LED元件就能实现高亮度显示，届时耗电量将出现大幅的下降。
RGB-LED背光源技术
由于RGB三原色可以调配出自然界中任何一种色彩，因此除了白光LED，在液晶显示领域，还有一种采用可以发出R/G/B三种单色光的LED背光源技术。
RGB-LED背光源，就是通过可以发出高纯度红色、绿色、蓝色光的LED元件，实现传统CCFL光源不能达到的宽广色域范围。
目前主流的RGB-LED背光源已经可以达到105%的NTSC色域范围，而且只要采用性能更加强大的LED器件，目前已经可以实现120%以上的NTSC色域范围。
这点对于以还原图像为主的电视机而言，将是一个非常有效的提升画质的手段。
可以预见的是，RGB-LED将在未来几年内成为液晶电视的一个重要发展突破方向。
除了更加良好的色域表现力，采用RGB-LED光源还可以有效提升电视机的对比度，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变成可能，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将是以往采用CCFL光源的液晶电视所不能企及的。
目前在电视机领域，已经有多家厂商推出了采用RGB-LED背光源的商用化产品，例如索尼最新的70寸液晶电视70X300A，就采用了RGB-LED背光源。
利用LED可以快速关闭、分区域灵活控制、亮度可调的优点，不仅摆脱了传统液晶电视暗部画面层次表现不良的缺点，表现出来的优美色彩效果，已经和现有任一种液晶电视拉开了足够距离。
由于可以直接发出R/G/B三原色光，因此更有厂家计划取消液晶电视中占有较高成本的彩色滤膜，不过这项技术还没有进入真正的商用阶段，还需要市场和时间的考验。
总的说来，LED技术无论是应用于照明领域，还是显示辅助领域，或者直接用作显示设备使用，都能通过自身的优势获得各种传统设备不能比拟的性能。
然而，凡事存在好的一面，当然也会有不好的一面。
作为新一代的照明技术，LED并非十全十美，在上述的几个应用领域中，还存在着一定的问题。
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