關鍵詞： LED背光 , 液晶電視 , 自然光

液晶電視如何發出自然光

在07年九月，TCL推出了自然光液晶電視技術，與傳統液晶電視相比，從根本上解決了平板電視能耗偏高的問題，在大幅提升畫質的基礎上，可以讓液晶電視能耗降低超過50%。

據專家介紹，目前普通平板電視每小時的耗電量約為300瓦，假設每個家庭每天要看5小時的電視，電視機一天的耗電量就為1.500千瓦/時(1.5度電)。一臺電視機一年365天至少消耗547.5度電。而使用TCL自然光技術之后，如果按節約一半計算的話,一臺電視機一年365天就可以節約273.7度電。在此基礎上，如果再按照中國電子商會預測的2007年年底中國城市居民家庭平板電視保有量將達1500萬臺來計算，一年總的節電量將達41億度。

傳統液晶電視發出的光線為線偏振光，它與自然界中我們肉眼看到的自然光差別很大，人長時間觀看會引起不適；而圓偏振光的振動方向在傳播面上則是旋轉的，它最接近于自然光。正因如此，TCL開發出圓偏振光液晶電視技術，這項技術明顯降低了人眼長時間觀看液晶電視后的視覺疲勞，此前，TCL委托國家平板顯示工程技術研究中心與國內某著名高校眼科中心的試驗表明，長時間觀看普通液晶電視后的眨眼頻率明顯比觀看前高，而長時間觀看圓偏振光液晶電視前后的眨眼頻率則無明顯差異。由此證明了圓偏振光可起到降低視疲勞的顯著作用。

LED背光技術讓液晶電視更長壽

隨著壽命和制作技術要求更加高的LED背光源逐漸引入電視領域，電視廠商們也開始對此項技術進行了大力研發。對此，早在2006年許多廠商就開始對外展示了其研制的超大尺寸LED背光源液晶電視。2007年，三星、索尼、海信等彩電廠商開始逐步推出了超大尺寸的LED背光源液晶電視。

在深入了解LED背光技術之前，我們有必要先了解當前的背光技術存在什么問題。我們知道，液晶是一種介乎于液體和晶體之間的物質。液晶的奇妙之處是可以通過電流來改變其分子排列狀態，給液晶施加不同的電壓就能控制光線的通過量，從而顯示多種多樣的圖像。但液晶本身并不會發光，因此所有的LCD都需要背光照明。目前LCD的背光源幾乎都是CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamps，冷陰極熒光燈)。

由于冷陰極熒光燈不是平面光源，因此為了實現背光源均勻的亮度輸出，LCD的背光模組還要搭配擴散片、導光板、反射板等眾多輔助器件。即便如此，要獲得如CRT般均勻的亮度輸出依然非常困難。大部分LCD在顯示全白或全黑畫面時，屏幕邊緣和中心亮度的差異十分明顯。

除了結構復雜、亮度輸出均勻性差之外，采用CCFL作為LCD背光源還有個讓人頭痛的問題——使用壽命短。絕大部分CCFL背光源在使用2～3年之后亮度下降非常明顯(壽命在15000小時～25000小時)，許多LCD(尤其是筆記本電腦的液晶屏)在使用幾年后會出現屏幕變黃、發暗的現象，這正是CCFL使用衰減期較短的缺陷造成的。

事實上，LED(Light Emitting Diode，發光二極管)并非尖端科技產品，它在我們日常生活中隨處可見:路邊色彩斑斕的廣告牌、家用電器上顏色各異的指示燈、手機按鈕的背光照明、汽車的前大燈等等，都采用了LED作為光源。

LED的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的芯片，在P型半導體和N型半導體的交界面就會出現一個具有特殊導電性能的薄層，也就是常說的PN結(PN Junction Transistors)。PN結可以對P型半導體和N型半導體中多數載流子的擴散運動產生阻力，當對PN結施加正向電壓時，電流從LED的陽極流向陰極，而在PN結中少數載流子與多數載流子進行復合，多余的能量就會轉變成光而釋放出來。LED正是根據這樣的原理實現電光的轉換。根據半導體材料物理性能的不同，LED可發出從紫外到紅外不同波段、不同顏色的光線。

被廣泛用作指示燈的LED器件

1.5mm指示燈用LED橫截面示意圖

LED單元構造示意圖

LED作為LCD背光會帶來哪些好處呢?首先，采用LED背光的LCD的體積將進一步縮小。LED背光源是由眾多柵格狀的半導體組成，每個“格子”中都擁有一個LED半導體，這樣LED背光就成功實現了光源的平面化。平面化的光源不僅有優異的亮度均勻性，還不需要復雜的光路設計，這樣一來LCD的厚度就能做得更薄，同時還擁有更高的可靠性和穩定性。更薄的液晶顯示面板意味著筆記本電腦擁有更佳的移動性。例如，SONY近期推出的VAIO TX筆記本就采用了厚度僅有4.5mm的LED背光液晶顯示屏。

其次，在發光壽命方面，LED背光技術也將CCFL遠遠拋在后面。普通的CCFL背光源一般的使用壽命在3萬小時左右，一些頂級的CCFL背光的發光壽命也不過在6萬小時左右。這樣的壽命對于頻繁使用的用戶來說意味著使用2～3年后LCD的亮度就將會明顯下降，而不得不更換LCD的CCFL背光模組。而LED背光則完全沒有這樣的問題，現階段白色LED背光的壽命已經高達10萬小時，而且還有再次提升的潛力。即使24小時不間斷使用，這樣的壽命也足夠使用5年!

在色彩表現力方面，LED背光也遠勝于CCFL。原有的CCFL背光由于色純度等問題，在色階方面表現不佳。這就導致了LCD在灰度和色彩過渡方面不如CRT。據測試，采用CCFL背光只能實現NTSC色彩區域的78%，而LED背光卻能輕松地獲得超過100%的NTSC色彩區域。在色彩表現力和色階過渡方面，LED背光也有顯著的優勢。