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型半導體組成的晶片，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。