液晶電視之自然光及LED背光技術(shù)介紹

關(guān)鍵詞： LED背光 , 液晶電視 , 自然光

液晶電視如何發(fā)出自然光

在07年九月，TCL推出了自然光液晶電視技術(shù)，與傳統(tǒng)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(zhì)的基礎(chǔ)上，可以讓液晶電視能耗降低超過50%。

據(jù)專家介紹，目前普通平板電視每小時(shí)的耗電量約為300瓦，假設(shè)每個(gè)家庭每天要看5小時(shí)的電視，電視機(jī)一天的耗電量就為1.500千瓦/時(shí)(1.5度電)。一臺(tái)電視機(jī)一年365天至少消耗547.5度電。而使用TCL自然光技術(shù)之后，如果按節(jié)約一半計(jì)算的話,一臺(tái)電視機(jī)一年365天就可以節(jié)約273.7度電。在此基礎(chǔ)上，如果再按照中國電子商會(huì)預(yù)測的2007年年底中國城市居民家庭平板電視保有量將達(dá)1500萬臺(tái)來計(jì)算，一年總的節(jié)電量將達(dá)41億度。

傳統(tǒng)液晶電視發(fā)出的光線為線偏振光，它與自然界中我們?nèi)庋劭吹降淖匀还獠顒e很大，人長時(shí)間觀看會(huì)引起不適；而圓偏振光的振動(dòng)方向在傳播面上則是旋轉(zhuǎn)的，它最接近于自然光。正因如此，TCL開發(fā)出圓偏振光液晶電視技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)明顯降低了人眼長時(shí)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(shù)研究中心與國內(nèi)某著名高校眼科中心的試驗(yàn)表明，長時(shí)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(shí)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(shù)讓液晶電視更長壽

隨著壽命和制作技術(shù)要求更加高的LED背光源逐漸引入電視領(lǐng)域，電視廠商們也開始對此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了大力研發(fā)。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(shù)之前，我們有必要先了解當(dāng)前的背光技術(shù)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(zhì)。液晶的奇妙之處是可以通過電流來改變其分子排列狀態(tài)，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(huì)發(fā)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(shí)現(xiàn)背光源均勻的亮度輸出，LCD的背光模組還要搭配擴(kuò)散片、導(dǎo)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(shí)，屏幕邊緣和中心亮度的差異十分明顯。

除了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、亮度輸出均勻性差之外，采用CCFL作為LCD背光源還有個(gè)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(shí)～25000小時(shí))，許多LCD(尤其是筆記本電腦的液晶屏)在使用幾年后會(huì)出現(xiàn)屏幕變黃、發(fā)暗的現(xiàn)象，這正是CCFL使用衰減期較短的缺陷造成的。

事實(shí)上，LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)并非尖端科技產(chǎn)品，它在我們?nèi)粘Ｉ钪须S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(jī)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(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的芯片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的交界面就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)具有特殊導(dǎo)電性能的薄層，也就是常說的PN結(jié)(PN Junction Transistors)。PN結(jié)可以對P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻力，當(dāng)對PN結(jié)施加正向電壓時(shí)，電流從LED的陽極流向陰極，而在PN結(jié)中少數(shù)載流子與多數(shù)載流子進(jìn)行復(fù)合，多余的能量就會(huì)轉(zhuǎn)變成光而釋放出來。LED正是根據(jù)這樣的原理實(shí)現(xiàn)電光的轉(zhuǎn)換。根據(jù)半導(dǎo)體材料物理性能的不同，LED可發(fā)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(gòu)造示意圖

LED作為LCD背光會(huì)帶來哪些好處呢?首先，采用LED背光的LCD的體積將進(jìn)一步縮小。LED背光源是由眾多柵格狀的半導(dǎo)體組成，每個(gè)“格子”中都擁有一個(gè)LED半導(dǎo)體，這樣LED背光就成功實(shí)現(xiàn)了光源的平面化。平面化的光源不僅有優(yōu)異的亮度均勻性，還不需要復(fù)雜的光路設(shè)計(jì)，這樣一來LCD的厚度就能做得更薄，同時(shí)還擁有更高的可靠性和穩(wěn)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(dòng)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(fā)光壽命方面，LED背光技術(shù)也將CCFL遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在后面。普通的CCFL背光源一般的使用壽命在3萬小時(shí)左右，一些頂級(jí)的CCFL背光的發(fā)光壽命也不過在6萬小時(shí)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(huì)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(xiàn)階段白色LED背光的壽命已經(jīng)高達(dá)10萬小時(shí)，而且還有再次提升的潛力。即使24小時(shí)不間斷使用，這樣的壽命也足夠使用5年!

在色彩表現(xiàn)力方面，LED背光也遠(yuǎn)勝于CCFL。原有的CCFL背光由于色純度等問題，在色階方面表現(xiàn)不佳。這就導(dǎo)致了LCD在灰度和色彩過渡方面不如CRT。據(jù)測試，采用CCFL背光只能實(shí)現(xiàn)NTSC色彩區(qū)域的78%，而LED背光卻能輕松地獲得超過100%的NTSC色彩區(qū)域。在色彩表現(xiàn)力和色階過渡方面，LED背光也有顯著的優(yōu)勢。