LCD电视LED背光全解析：直下式 vs 侧光式、全局调光 vs 局部调光与HDR体验
Abstract:
This article explores the various types of LED backlighting used in televisions and monitors. It categorizes backlight systems based on structural design—direct-lit and edge-lit—as well as by dimming technology—global dimming and local dimming. The discussion highlights how these different configurations influence image quality, particularly in terms of contrast and black level performance, and their significance in delivering a true HDR (High Dynamic Range) viewing experience.
两种 LED 背光方案可以这样分类：
| 方案类型 | 名称 | 背光控制方式 | 是否支持分区调光 | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| 不分区统一供电方案 | 全局背光（Global Dimming） 或 恒流串联背光 | 所有 LED 灯珠受同一电流控制 | ❌ 不支持 | 简单、成本低、亮度均匀，但不能调黑、对比度差 |
| 支持分区控制的方案 | 局部调光（Local Dimming） / 分区背光 | 每个区域独立控制亮度 | ✅ 支持 | 可控区域亮暗差异，实现 HDR 对比度 |
📌 一、全局背光（Global Dimming）
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所有背光 LED 都由一个驱动电流供电，亮度随整屏内容调整；
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常见于入门 LCD 屏、普通办公显示器；
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英文常用术语：
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Global Dimming
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Single Zone Backlight
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Edge-lit LED with constant current
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特点：
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架构简单，可靠性高；
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成本低，功耗较低；
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无法调节局部亮暗，对比度表现弱；
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黑色无法“黑下去”，HDR 效果很差甚至无；
📌 二、局部调光（Local Dimming）＝分区控光
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背光分为多个区域（zone），每区 LED 可单独调节亮度；
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常见于中高端电视、HDR 显示器；
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更进一步者，如 Mini LED，支持几百至上千个区域；
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英文术语：
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Local Dimming
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Full Array Local Dimming (FALD)（适用于直下式）
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Multi-zone LED Backlight
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Segmented Backlight Control
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特点：
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可提高动态对比度；
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能有效提升暗场表现和 HDR 效果；
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成本高、结构复杂；
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控制精度依赖 LED 区域数量；
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需要专门的 PWM 或电流调光电路支持；
📷 举个例子视觉上对比：
| 显示场景 | 全局背光（统一串联） | 分区调光（Local Dimming） |
|---|---|---|
| 显示一轮月亮在夜空中 | 整块屏幕亮，黑夜发灰 ❌ | 月亮区亮，黑夜区暗 ✅ |
| 播放 HDR 视频 | 整体变亮或变暗，不真实 ❌ | 明亮高光+真实暗部 ✅ |
✅ 总结对比表：
| 对比项 | 全局背光（Global Dimming） | 局部调光（Local Dimming） |
|---|---|---|
| 控光区域 | 1（统一控制） | 多个区域独立控制 |
| 是否支持 HDR 效果 | ❌ 基本不支持 | ✅ 支持真实 HDR |
| 黑位表现 | 灰黑 | 深黑 |
| 亮度控制精度 | 粗略 | 精细 |
| 成本 | 低 ✅ | 高 ❌ |
| 结构复杂度 | 简单 ✅ | 较复杂 ❌ |
| 常见产品 | 办公显示器、入门电视 | 高端电视、HDR监视器 |
🧱 一、背光结构区别
🔹 1. 侧光式 LED（Edge-lit LED）
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LED 灯珠安装在屏幕边缘（通常是左/右或上下）
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通过导光板把光线引导到整块屏幕后面
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常见于 超薄电视、轻薄显示器
📊 图示结构（简化）：
[LED 灯] ---> [导光板] ---> [液晶面板] （侧边） （平铺） （前面）
🔹 2. 直下式 LED（Direct-lit LED）
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LED 灯珠直接排在液晶面板背后，均匀分布或分区控制
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不依赖导光板，光线从后面垂直打到面板上
[LED 灯]（排在整个背面） ↓↓↓ [液晶面板]
📋 二、性能对比
| 对比维度 | 侧光式 LED | 直下式 LED |
|---|---|---|
| 📏 厚度 | 超薄 ✅ | 偏厚 ❌ |
| 💡 亮度均匀性 | 中等，一般靠导光板优化 | 较好 ✅（直接照射） |
| 🎯 局部调光（分区控光） | 限制较大，分区少 | 易实现 ✅（FALD） |
| 🖼️ 对比度表现 | 一般，难以实现深黑 | 好 ✅，特别是在高端机型 |
| 🌈 画面质量 | 中等偏上 | 更高（特别是HDR）✅ |
| ⚙️ 成本 | 便宜 ✅ | 成本略高 ❌（分区越多越贵） |
| 🔩 结构复杂度 | 简化、轻薄 ✅ | 多LED阵列，结构复杂 ❌ |
✅ 三、适用场景建议
| 应用场景 | 推荐方案 | 理由 |
|---|---|---|
| 超薄电视、轻便设备 | 侧光式 | 薄、轻、成本低 |
| 高画质电视、HDR显示器、图像处理 | 直下式 | 亮度均匀、可分区控光、对比强 |
| 办公或普通家庭用 | 侧光式足够 | 性价比好 |
| 中高端影视/游戏 | 直下式优先 | 提供更深黑色和局部亮点 |
📌 补充：FALD（Full Array Local Dimming）是什么？
FALD 是直下式的一种高端版本：
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“全阵列局部调光”，即：
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每一组LED背光可以单独控制亮度；
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可在画面暗处熄灭灯珠，亮处提高亮度；
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大大提升对比度和 HDR 效果；
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一般用于高端电视和专业显示器（如 Mini LED 屏幕）
🧠 总结一句话：
侧光式更薄、更便宜，适合一般显示需求；直下式更厚、更贵，但画质更好，适合高端或画
✅ 高档的 LED 背光系统，确实是可以 “按区域控制灯珠亮度” 的，这种技术就叫：
👉 局部调光（Local Dimming）
尤其在 直下式 LED 背光中最常见，细分为：
🧩 一、局部调光类型
1. 直下式局部调光（Direct-lit Local Dimming）
灯珠排布在整个屏幕后方
每一组灯珠（一个区域）可独立调节亮度
画面亮处就把该区域的灯亮起来，暗处就调低甚至关闭
👉 优点：
提升对比度（黑更黑、白更亮）
降低能耗
减少“漏光”感
2. FALD（全阵列局部调光，Full Array Local Dimming）
更高级的直下式调光形式
区域划分更细，控光更精准
有的高端机型能划分几十到几百个控光区
💡 举例：
入门级直下式电视可能只有 8~16 个控光区
高端 Mini LED 电视可以有几百甚至上千个区域
3. 侧光式局部调光（Edge-lit Local Dimming）
也有少数侧光式产品尝试用区域控光
但受限于光线导向方式，控光精度远不如直下式
🎨 举个例子来理解：
画面上显示一个白色的月亮在黑夜中：
背光方式 显示效果 全背光（无局部调光） 整个屏幕背光打开，黑夜部分也发亮，灰灰的 局部调光 只有月亮部分亮，其它区域背光关闭，黑夜更深邃，对比强烈 ✅
🧠 总结：
✅ 是的，高端直下式 LED 背光（特别是 FALD 或 Mini LED）能区域控制灯珠亮度，
✅ 这可以显著提升对比度、图像层次感和 HDR 效果，
❗️但成本也随控光区域数量增加而上升。质敏感场合。
真正能体现 HDR 效果的 LCD，必须配合“全阵列局部调光”（FALD 或 Mini LED）才能实现真正意义上的 HDR。
但我们也可以深入地解释一下为什么。
🔍 什么是 “真正支持 HDR”？
HDR（High Dynamic Range，高动态范围）的关键在于：
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更高亮度（例如峰值亮度 600 ~ 1000+ 尼特）
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更深的黑色（暗部细节不泛灰）
-
更强的对比度（明暗差拉得更大）
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更宽的色域（支持 Rec.709 / DCI-P3）
LCD 自身不发光，显示效果严重依赖背光系统。如果背光无法做到“该亮的亮、该暗的暗”，HDR 就只是个名义。
🧩 为什么需要全阵列局部调光（FALD）？
| 背光模式 | 能实现真实 HDR 吗？ | 原因 |
|---|---|---|
| ✅ 直下式 + FALD | ✅ 可以 | 控光精准，暗区可暗、亮区够亮 |
| ⚠️ 侧光式 / 无局部调光 | ❌ 不行 | 整块区域背光一起亮，黑位发灰 |
| ✅ Mini LED + 多区域调光 | ✅ ✅ 非常理想 | 精细控光、亮度高、对比强 |
| ❌ 传统 CCFL 背光 | ❌ 完全不支持 | 亮度低、对比差、无控光能力 |
📈 举个例子：HDR 月亮场景
画面为黑夜背景 + 一轮明亮的月亮：
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❌ 普通 LCD（无控光）：
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背光全开，月亮是亮的，黑夜背景也发亮成灰色
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✅ 有 FALD 的 LCD：
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月亮区域背光高亮，黑夜区域背光几乎关闭，黑得下沉，月亮更亮
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📋 真实 HDR 显示的技术要求（参考标准）
| 指标 | HDR10 最低要求 | 真 HDR 显示推荐 |
|---|---|---|
| 峰值亮度 | ≥ 600 nits | ≥ 1000 nits ✅ |
| 静态对比度 | ≥ 1000:1 | ≥ 5000:1 ✅ |
| 控光区域 | 任意（无强制） | ≥ 50 区 ✅，越多越好 |
| 色域 | Rec.709 | DCI-P3 ≥ 90% ✅ |
✅ 总结：
| 是否能显示 HDR 内容 | 是否能体现 HDR 效果 | 说明 |
|---|---|---|
| 支持 HDR10 信号 ✅ | ❌ 没有局部调光 | 只能“亮”，不能“黑” |
| 支持 FALD ✅ | ✅ 能体现真实 HDR | 明暗细节分明 |
| Mini LED 背光 ✅ | ✅✅ 极佳 HDR 效果 | 更接近 OLED |
🚩 最后一句话总结：
“HDR 支持”和“HDR 体验”是两回事。
只有带有 全阵列局部调光（FALD） 的 LCD，才能展现出真正的 HDR 视觉效果。