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LED（Light Emitting Diode，发光二极管），它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，其核心部分是由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PN结。发光二极管的伏安特性与普通二极管相似，只是死区电压比普通二极管要大，约2V。它除了具有普通二极管的单向导电性外，还具有发光能力。当给LED加上一定电压后，就会有电流流过管子，同时向外释放光子。根据半导体材料不同，发出不同颜色的光来。比如：磷化稼LED发出绿色、黄色光，砷化镓LED发出红色光等。一般情况下，LED的正向电流为10～20mA，当电流在3～10mA时，其亮度与电流基本成正比，但当电流超过25mA后，随电流的增加，亮度几乎不再加强。超过30mA后，就有可能把发光管烧坏。
LED背光源配备在液晶显示器上时，还可以分为多种类型。按LED背光源技术种类划分，目前可以分为RGB-LED和白光LED；按照背光源入射位置划分，分为直下式与侧入式两大类。
1. RGB-LED和白光LED背光源
（1）RGB-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。
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，如图1-33所示。
图1-33 RGB-LED的组合方式
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显示器，在外观上和普通液晶显示器并不会有很明显的差异。
RGB-LED液晶显示器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显示器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。
图1-34 白光LED的结构示意图
RGB-LED液晶显示器虽然性能很优秀，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RGBLED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显示器结构复杂，难以做到轻薄化。
（2）白光LED
白光LED是1998年研制成功的，具有低电压驱动、体积小、重量轻、长寿命、显色和调光性能好、耐震动、色温变化时不易产生视觉误差等优点，它的诞生是LED发光器件的一个重要突破。
如图1-34所示为白光LED的结构示意图。它是在蓝色GaN芯片的表面涂覆YAG荧光粉制成的，制作时先将LED芯片放置在导线结构中用金属线压焊连接，然后在芯片周围涂覆YAG荧光粉，最后用环氧树脂封接，树脂既有保护芯片的使用，又有集光镜的作用。
2.直下式 与 侧入式LED背光源
LED作为背光源时，其安装方法主要有直下式与侧入式两种，如图1-35所示为直下式LED背光源。图1-36所示为侧入式LED背光源。
图1-35 直下式LED背光源
图1-36 侧入式LED背光源
直下式LED背光源一般是在屏幕的背光源设定多个区域，让这些区域能够独立调整明暗度，因此，屏幕均匀性较好。侧入式LED背光源是把LED晶粒配置在液晶屏幕的四周边缘，再搭配导光板，让LED背光模块发光时，把从屏幕边缘发射的光透过导光板输送到屏幕中央的区域去，这样整体就有足够的背光量，可让液晶屏幕显示画面。
直下式LED液晶显示器的主要特点是背光均匀性较好，存在的问题是，直下式LED液晶显示器采用较多的LED晶粒数，因此，会比侧入式背光源耗电，另外，在画面变换过程中，当画面上的亮区域要调整成暗区域时，邻近画面区域的灰阶层次会被影响而降低，产生了些微模糊的现象。
侧入式LED背光源的好处有两个，其一是可使用较少颗的LED晶粒，节省成本；其二就是能够打造比较轻薄的机身，让LED液晶显示器后方不需要配置LED模块，而是放置在侧边，可减少屏幕整体的厚度，打造出较直下式LED背光液晶显示器更薄的机种来。缺点是LED液晶显示器的四周边缘画面亮度比屏幕中央要亮，屏幕的边缘区域会比画面中间的温度高。
当前，各国厂商的努力目标是设法改善直下式LED液晶显示器的模糊现象以及厚度与成本，这必须要靠LED晶粒配置数量最佳化、提高发光效率、降低LED价格来完成；侧入式LED液晶显示器方面则是要改善画面均匀性等缺点。
LED可以用直流驱动，也可以用交流驱动，一般多采用直流驱动。LED是半导体器件，其U-I曲线如图1-37所示。
图1-37 LED的U-I曲线
当施加正向电压时，PN结导通，器件发光。如果电压提高，电流会急剧上升，亮度也上升，直至烧毁。可见，LED是电流型器件，电流和亮度成正比，过压会导致器件烧毁。因此，白光LED的亮度可由管子的电流控制，最大亮度时一般约20mA。亮度与电流成正比。作为背光源使用时，一般需要多只LED，所以驱动方式有并联和串联两种。并联方式所用的电压较低，采用并联方式所需电压大致等同，但是由于LED产品的关系，每只LED的正向电压降都有差别，很难完全一致，因此亮度会有差别，所以不可能得到完全一致的亮度，除非采用单独调光方式来解决。而串联方式可以取得一致的电流，得到均匀的亮度，但是电压高。
白光LED驱动电路也比较简单，可以看作向白光LED供电的特殊电源，白光LED正向电压的典型值约为3.5V±l0%，因此，驱动器只需为器件提供正向偏置即可得到白色光，在实际电路中，白光LED的驱动器一般采用开关型DC-DC变换器（电容或电感式）。
使用白光LED作为液晶显示器的背光源也存在一些问题，主要有以下几点：一是要在液晶显示器上提供一致的照明，需要很多个LED以串联或并联方式连接起来，这会使背光源整体造价升高；二是这些白色LED易老化，老化时，它们将变黄并在一定程度上变暗；三是LED基本上属于电流驱动器件，如果这些LED不能良好地分享电流，可能会引起液晶显示器局部的光线不均衡，在这种情况下，可以对每个LED都加上均衡电阻，但这将降低整个系统的效率。