LED背光液晶电视区域调光技术简介
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浅谈液晶电视的LED背光技术摘要本文对LED的结构、优点进行了简单说明,阐述了LED背光的分类,对LED背光技术的优势进行分析。
关键词液晶电视;LED;背光众所周知,液晶电视的显示屏是被动型显示器件,它本身并不发光,需要使用背光源,采用透射的方式来提高背景亮度,改善显示效果。
液晶电视的背光源种类很多,例如CCFL、CCFL的改进技术WCG-CCFL、LED等,采用冷阴极射线管(CCFL)做背光源,最大的缺点是使用寿命短,同时,CCFL是运用水银气体放电来产生照明,含有水银,不利于环保,因此,LED代替CCFL做背光源是液晶电视发展的必然趋势。
1LED及LED背光1)LED简介。
LED即发光二极管,英文全称为Light-Emitting-Diode。
它的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。
LED的心脏是一个半导体的晶片,它由两部分组成,一部分是P型半导体,空穴占主导地位;另一部分是N型半导体,主要是电子,整个晶片被环氧树脂封装起来。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量。
而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。
因为不同材料的LED会发出不同色彩的光线,并且在各种色彩上都包含足够的能量,所以组合不同的LED可以形成独特的光源,可以用做照明、广告灯饰、大幅面显示屏,同时也是液晶电视的理想背光源。
2)LED的优点。
这一全固体冷光源有三大显著优点:一是工作电压低,耗电量少。
一般来说,LED的工作电压是2~3.6V,工作电流是0.02~0.03A,电能消耗不超过0.1W;二是高亮度、低热量、性能稳定,寿命长(一般为10万到1000万小时);三是重量轻,体积小、抗冲击、耐振动性强、成本低。
3)RGB-LED和白光LED。
目前LED背光可分为两大类:RGB-LED与白光LED。
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。
LED灯具主要调光技术及未来发展一、LED 灯具主要调光技术第一种调光方式为通过调节LED 驱动电流来实现LED 灯的调光,因为LED 芯片的亮度与LED 驱动电流成定比例关系。
第二种调光方式通常被称为模拟调光方式或线性调光方式。
该种调光方式的优点是:当驱动电流线性增加或减少时,相对减少了驱动电流过冲中对LED 芯片的影响,控制电路抗干扰性较强。
其缺点是驱动电流的大小变化,将对LED 芯片的色温有一定影响。
第三种调光方式是脉亮调制(PWM)方式。
该种方式是通过一定的控制使驱动电流呈方波状,其脉冲宽度可变,通过脉冲宽度的调节改变LED 灯持续点亮的时间,也同时改变了输出功率,从而达到节能的目的。
频率一般控制在200Hz~10KHz,由于人的眼睛视觉的滞留性,不会感觉到光源在调光过程中发生的闪烁。
此种调光方式的优点是能改善LED 的散热,缺点是驱动电流的过冲对LED 芯片的寿命有一定的影响。
以上三种调光方式都是根据LED 驱动电流输出端的控制来分类的。
控制电路也可以分为模拟控制和PWM 控制,控制电路通常是通过微控制器来实现的。
二、调光系统的组成与未来发展完善的智能控制应该具有手动控制、智能控制、光控、时控及故障报警控制功能。
当太阳下山天色渐暗后能自动点亮,午夜12 点后灯的照度能自动减半;天亮后,灯能自动熄灭;特殊情况下,人能够手工控制;而在灯具发生故障时,控制系统能自动报警。
智能调光系统主要由服务器、中央控制器、单片控制器及信号检测电路四大部分组成。
服务器:由上位机和上位机软件组成,主要实现监控操作和报警功能。
服务器位于路灯管理等控制中心,其与中央控制器之间的联系可采用电力载波、网络或无线方式。
中央控制器:负责接受服务器发来的信号,并解码后发送至单元控制器,实现控制,同时将信号检测的结果传送至服务器。
信号检测电路:检测环境亮度、驱动电源电压、电流。
并将检测所得的信号发送至单元控制器或者中央控制器。
液晶换代之战LED背光激战传统显示器液晶是一种介乎于液体和晶体之间的物质。
液晶的奇妙之处是可以通过电流来改变其分子排列状态,给液晶施加不同的电压就能控制光线的通过量,从而显示多种多样的图像。
但液晶本身并不会发光,因此所有的LCD都需要背光照明,所以LCD背光源应用是至关重要的。
一直以来,CCFL(冷阴极荧光灯)扮演着重要的角色,现在市场主流的产品大部分采用了CCFL背光设计。
直到2009年,LED背光显示器正式面世,这开拓了液晶背光源的新领域,同时展开了液晶的换代之战。
那到底白色LED背光设计到底有什么优势?CCFL发展到现在还存在什么弊端?白色LED 背光是否能真正满足消费者需求而取代CCFL背光?下面笔者将从两者背光原理以及实际效果对比来说明这一切。
参与测试的显示器官方参数解读:在产品参数方面我们看到两者最大的不同就是背光设计和价格不同,究竟两者整体性能表现有什么差别,我们将为大家揭晓。
在对比测试开始之前,笔者先简单介绍一下CCFL背光以及白色LED背光的工作原理。
CCFL(冷阴极灯管)背光上图所示,冷阴极灯管在一玻璃管内封入隋性气体Ne+Ar混合气体,其中含有微量水银蒸气(数mg),并于玻璃内壁涂布萤光体,于二电极间加上一高压高频电场,则水银蒸气在此电场内被激发即产生释能发光效应,放出波长253.7nm的紫外线光,而内壁的萤光体原子则因紫外线激发而提升其能阶,当原子反回原低能阶时放射出可见光(此可见光波长由萤光体物质特性决定)。
而CCFL对交流电压要求相对较高,启动时达到1500~1600 Vac(交流电压),然后稳定至700或800Vac。
LED(发光二极管)背光LED(Light Emitting Diode)也就是我们常说的发光二极管,这种产品及其应用由来已久,例如路边的广告牌、家用电器上的各色指示灯。
LED背光技术应用到显示屏上,就是采用LED(Light Emitting Diode,发光二极管)为背光模组的液晶面板。
LED背光源在面板电视中的应用随着科技的发展和人们对高清晰度的追求,高质量的面板电视已经成为了现代家庭娱乐的重要组成部分。
而LED(发光二极管)背光源作为一种新型的照明技术,已经被广泛应用于面板电视中,不仅给用户带来更好的视觉体验,还具有节能环保的优势。
首先,LED背光源在面板电视中提供了更好的画质表现。
相比传统的CCFL(冷阴极荧光灯)背光源,LED背光源的色彩鲜艳、亮度更高,能够呈现更加真实、细腻的图像。
采用LED背光源的面板电视可以实现更高的对比度和更广的色域范围,使影像更饱满、更逼真,让用户享受到更好的观赏体验。
其次,LED背光源还可以实现局部调光功能,提高面板电视的动态对比度。
传统的CCFL背光源是整体照亮屏幕,而LED背光源可以单独控制某些区域的亮度,让暗部显示更黑暗、亮部更明亮,从而提升图像的层次感和细节表现能力。
这种局部调光技术被称为“全阵列背光调控”(FALD),它能够减少光晕效应、提高黑场表现,使得电视画面更加清晰、立体。
LED背光源在面板电视中的应用还有助于降低功耗和延长使用寿命。
与传统的CCFL背光源相比,LED背光源具有更高的电光转换效率,能够更少的能量转化为热能,因此功耗更低。
而且,LED背光源的寿命也更长,一般可以达到几万小时,大大延长了面板电视的使用寿命,同时减少了更换背光源的频率和使用成本。
除了以上优点,LED背光源还具有小巧、轻薄、快速起动等特点,使得面板电视更易于安装、携带和使用。
同时,LED背光源具有可调光特性,用户可以根据环境光的变化调整背光亮度,满足不同观看需求,并且可以有效节约能源。
然而,LED背光源在面板电视中的应用还存在一些挑战和局限性。
首先,价格问题是一个制约因素。
虽然随着技术进步和市场竞争,LED背光源的价格逐渐下降,但相比传统的CCFL背光源,仍然较为昂贵。
其次,LED背光源的光衰问题也需要解决。
随着使用时间的增加,LED背光源的亮度会逐渐衰减,这可能会影响到面板电视的画质表现。
电视背光原理电视背光技术是指在液晶电视中使用的一种照明技术,它能够提高电视的亮度和对比度,使得观看体验更加清晰和舒适。
在了解电视背光原理之前,我们首先需要了解液晶电视的基本构成。
液晶电视由液晶面板和背光模块两部分组成,而背光模块又是液晶电视中最为重要的部分之一。
背光模块是液晶电视中用于提供照明的关键部件,它的主要作用是为液晶面板提供光源,使得液晶面板能够显示出清晰的图像。
在早期液晶电视中,常见的背光模块是冷阴极灯管(CCFL)背光,而现在主流的液晶电视则采用了LED背光技术。
LED背光技术是一种以LED作为光源的背光技术,它相比于传统的CCFL背光具有诸多优势。
首先,LED背光可以实现局部调光,提高了电视的对比度和色彩表现;其次,LED背光具有更长的使用寿命和更低的功耗,能够降低电视的能耗和维护成本;最后,LED 背光还可以实现更薄更轻的设计,提高了电视的外观和便携性。
在LED背光技术中,常见的有直下式LED、侧光式LED和全阵列直下式LED三种形式。
直下式LED是将LED灯直接安装在液晶面板后面,能够实现更好的局部调光效果;侧光式LED是将LED灯安装在液晶面板的侧边,通过导光板将光线均匀地照射到液晶面板上;全阵列直下式LED则是在直下式LED的基础上进一步增加LED的数量,实现更细致的局部调光效果。
除了LED背光技术之外,还有一种新型的背光技术叫做Micro LED。
Micro LED是一种由微小的LED组成的显示技术,它具有更高的亮度、更广的色域和更快的响应速度,能够实现更加真实和震撼的视觉效果。
虽然目前Micro LED技术还处于发展阶段,但它有望成为未来液晶电视背光技术的重要发展方向。
总的来说,电视背光技术作为液晶电视中至关重要的一部分,不断地在技术和性能上进行创新和提升。
LED背光技术以其高效节能、高对比度和薄型化设计成为了主流,而Micro LED技术则有望引领未来的发展方向。
随着科技的不断进步,相信电视背光技术将会为我们带来更加震撼和精彩的视觉体验。
电视背光原理电视背光原理是指电视屏幕背后的光源发光原理。
在液晶电视中,背光模块是整个显示系统的重要组成部分,它直接影响到电视的显示效果和观看体验。
了解电视背光原理对于消费者选择电视产品和维修电视故障都有着重要的意义。
首先,我们来了解一下电视背光的种类。
目前主流的电视背光有两种,分别是冷阴极管(CCFL)背光和LED背光。
冷阴极管背光是一种传统的背光技术,它利用气体放电的原理来发光。
而LED背光则是近年来新兴的背光技术,它采用了发光二极管作为光源,具有更高的亮度和更广的色域。
其次,我们来了解一下电视背光的工作原理。
无论是CCFL背光还是LED背光,它们的工作原理都是通过背光模块将光源均匀地照射到液晶面板上,从而实现图像的显示。
在液晶电视中,液晶面板通过控制每个像素的透明度来调节光线的透过程度,从而呈现出不同的颜色和亮度。
背光模块的均匀性和稳定性直接影响到电视显示的质量。
另外,我们还需要了解一下电视背光的调光原理。
在实际使用中,电视背光需要根据显示内容的亮度来进行调节,以实现更好的画面效果和节能的目的。
在CCFL背光中,通常采用PWM(脉宽调制)的方式来控制背光的亮度。
而LED背光则可以通过调节LED的电流来实现调光,同时还可以实现局部调光,提高对比度和黑色表现。
最后,我们来谈一谈电视背光的发展趋势。
随着技术的不断进步,LED背光已经成为了主流的背光技术,其优势在于更高的亮度、更广的色域和更好的节能效果。
未来,随着OLED技术的成熟和普及,OLED背光将成为电视背光的新趋势,它不仅可以实现更高的对比度和更快的响应速度,还可以实现更薄更轻的电视机身。
综上所述,电视背光原理是液晶电视中的重要技术,它直接影响到电视的显示效果和观看体验。
了解电视背光的种类、工作原理、调光原理和发展趋势对于消费者选择电视产品和维修电视故障都有着重要的意义。
希望本文能够帮助读者更好地了解电视背光原理,从而更好地选择和使用电视产品。
浅谈一种MINILED背光电视画质优化方法随着科技的不断进步,电视作为人们家庭娱乐的重要组成部分,其画质优化也成为了用户关注的焦点。
MINILED背光电视作为近年来新兴的显示技术,具备了出色的对比度、亮度以及色彩表现能力,然而其画质仍然可以进一步优化。
下面将浅谈一种MINILED背光电视画质优化方法。
首先,要解决MINILED背光电视的黑场发散问题。
MINILED背光电视在达到较高亮度时容易出现黑暗区域发散的现象,造成图像细节的损失。
针对这一问题,可以采用局部调光技术,在亮度较高的区域增加背光灯泡,降低黑暗区域的亮度,从而提高整体画面的均衡性。
此外,还可以通过增加小尺寸的局部调光区域,使得画面局部亮度变化更加细腻,进一步提升画质的细节表现能力。
其次,要解决MINILED背光电视的黑场浮雾问题。
MINILED背光电视存在黑场浮雾的问题,即在黑色画面中会出现局部发光的现象,影响画面的纯黑表现。
为了解决这一问题,可以采用低亮度驱动技术,即在黑场环境下降低背光的亮度,减小背光发射的光量。
同时,还可以通过改进背光灯组的结构设计,减少光源的波动性,避免背光灯组在黑场环境下发生过亮的现象,进一步提高黑场表现的质量。
再者,要解决MINILED背光电视的色彩准确性问题。
MINILED背光电视虽然具备了出色的色彩表现能力,但由于背光灯的规模小,容易出现局部色彩失真的问题。
为了解决这一问题,可以利用精确的光源控制技术,通过算法调整背光灯的输出亮度和色温,保证整个屏幕的色彩一致性。
同时,还可以采用高精度的色彩校准技术,对电视屏幕进行准确的色彩校正,确保画面的色彩准确性。
最后,要解决MINILED背光电视的动态画质问题。
MINILED背光电视在显示快速运动场景时,容易出现运动模糊和残影的问题,影响画面的清晰度。
针对这一问题,可以采用高刷新率的面板技术,提高画面的刷新速率,减少残影的出现。
此外,还可以利用智能显示处理芯片,通过智能插帧技术对画面进行补帧处理,增加画面的细节表现和清晰度,提高动态画质的质量。
第36卷 第7期2021年7月 液晶与显示 Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays Vol.36 No.7 Jul.2021 收稿日期:2021-02-09;修订日期:2021-02-28. 基金项目:国家重点研发计划项目(No.2017YFB0404604);福建省区域发展项目(No.2020H4021);国家自然科学基金项目(No.61405037);福州市科技重大项目(No.2020-Z-14);闽都创新实验室自主部署项目(No.2020ZZ111)Supported by National Key Research and Development Plan(No.2017YFB0404604);Science and Technol-ogy Projects of Fujian Province(No.2020H4021);National Natural Science Foundation of China(No.61405037);Fuzhou Science and Technology Bureau(No.2020-Z-14);Project from Mindu Innovation La-boratory(No.2020ZZ111) *通信联系人,E-mail:ceg@fzu.edu.cn文章编号:1007-2780(2021)07-0939-08Mini-LED背光区域调光单元的光学特性研究郭 举,申琼鑫,江宗钊,陈恩果*,郭太良(福州大学物理与信息工程学院闽都创新实验室,福建福州350016)摘要:Mini-LED背光能够通过精细化的分区实现局域动态调光,是当前液晶背光技术的研究热点。
为揭示Mini-LED背光不同的调光单元形式对背光模组的光学性能和系统架构产生的不同影响,本文建立了Mini-LED背光模组区域调光单元的3种不同的光学模型,即直下式调光单元、侧入式调光单元,以及本文提出的角入式调光单元。
led背光原理
LED背光原理是一种将发光二极管(LED)作为背光源来照亮液
晶显示屏的技术。
液晶显示屏在没有背光的情况下是无法显示图像的,背光的作用是通过光源的发光来使液晶显示器能够显示出图像。
LED背光原理主要包括以下几个方面:
1. LED发光原理:LED是一种半导体器件,通过电子从高能
级跃迁到低能级时释放能量,产生光。
这种发光原理使得
LED具有高亮度、低功率消耗和长寿命的特点,因此成为了
背光源的理想选择。
2. 光导板:光导板是将LED发出的光均匀地分布到整个液晶
显示器的背面。
光导板通常由透明材料制成,如有机玻璃或聚碳酸酯。
LED发光时,光线会被导板内部的界面反射,从而
实现光的均匀分布。
3. 反射器:反射器位于光导板的一侧或两侧,其作用是将漏出的光反射回光导板。
这个过程可以提高光能的利用率,使得背光更加均匀。
4. 增透膜:增透膜位于光导板与液晶屏之间,它可以使光线不受反射的干扰,尽可能地透过液晶屏,提高显示效果。
通过以上的原理,LED背光技术在液晶显示器中广泛应用。
与传统的冷阴极管(CCF)背光相比,LED背光具有更高的亮度、
更低的功耗和更长的使用寿命。
随着LED技术的不断进步,LED背光在液晶显示领域的应用前景将更加广阔。
LED背光液晶电视区域调光技术简介
节能及画质提升技术一直是彩电行业不断追求创新的领域,随着液晶电视的普及,区域调光技术成为集节能与画质提升于一身的最佳技术之一。
传统CRT电视因是平面光源,其发光要么整片点亮,要么整片变暗,无法实现按画面分区域调光。
液晶电视显示部分主要包括背光源和液晶显示单元,其中背光源主要采用直线光源CCFL和点光源LED,这就为实现区域调光提供了可能。
而液晶电视的背光是整机耗能最大的部分,所以通过各种方式调节背光亮度实现节能且提升画质的技术一直是业界不断攻克的难题。
液晶电视推出初期,其背光亮度是固定或用户通过菜单手动调节的,这与CRT的平面光源类似,要么整片变亮,要么整片变暗。
而CCFL是直线光源,所以分区调节在技术上是可行的,随着液晶电视逐渐占据市场主流,背光源亮度区域调节技术也得到迅速发展,经0次元(0D) Dimming、1次元(1D)Dimming发展到当前的2次元(2D)Dimming。
背光区域调节技术
液晶电视背光区域调节技术即Local dimming技术,是指液晶电视系统将图像信号分成若干区域,并根据各区域图像亮度进行分析计算,然后自动控制各区域背光源的亮暗。
0D Dimming:指液晶电视系统对整个电视画面统一调节亮度,无论是CCFL背光源还是LED背光源,所有的CCFL灯管或LED在同一场画面下亮度一样,由系统统一控制,当下一场画面亮度变暗或变亮时,系统再自动将背光统一调暗或调亮。
一般算法是用软件计算整个画面的平均亮度,根据平均亮度的大小去调节背光亮暗。
例如当全黑画面(。
2D区域调光的优点
2D Dimming能对LCD背光源作不同区域、不同程度明暗变化的调节,可大幅降低耗电量,提高显示画面对比度,增加灰阶数,减少残影,提升LCD显示器画质,是最佳的区域调光技术。
为何2D Dimming区域控制可大幅降低LCD显示器耗电量?这是因为不论平面光源、直线光源CCFL还是EEFL,其背光源一般都处在全亮状态,而当显示暗态画面时则通过降低液晶穿透率来实现,故它们对于降低耗电量没有帮助。
与之相对,2D Dimming在显示暗态画面时,LED亮度随之降低,故可减少整体背光源的耗电量。
日本电气通信大学针对不同型态背光源测量同一显示画面耗电量,测量结果显示:倘若0D Dimming平均耗电量为100%,2D Dimming 型态背光源平均耗电量仅43%。
2D Dimming区域控制除了可降低耗电量,也可改善LCD显示器画质表现。
因为2D Dimming 可以对区域亮度独立控制,而传统平面背光源只能整片点亮,故2D Dimming可大幅提高画面的动态对比度。
LED光源快速点灭特性对于LCD显示器运动拖尾也大有改善。
传统CCFL背光源因持续点亮缘故,以移动中的人眼球看去会有晃动、拖影感觉;当LED背光源模拟CRT显示器脉冲式发光,即背光源也采用间歇性点灭方式,LED背光在极短时间关断时可遮住快速移动物体所产生的拖影画面,故所呈现画质较为清楚。
2D区域调光面临的难题及机遇
上面提到的2D Dimming技术需要CPU同时去分析一个图像多个区域的亮度,然后根据计算结果分别控制各区域亮度,实质是通过控制LED驱动来调节各区域LED灯的亮暗。
软件对图像分析的算法对CPU性能是一个考验,LED驱动时序控制在设计上也是难题,倘若时序控制不当,容易造成LED灯烧坏。
目前液晶电视主芯片较少具有2D local dimming功能,这样整机在设计2D local dimming 时需要外加DSP,且分区越多LED驱动使用越多,算法和时序控制越复杂,这大大增加了整机的成本,所以当前市场上的液晶电视使用2D local dimming功能还比较少。
随着技术的发展,逐渐有一些60Hz转120Hz的FRC芯片将2D local dimming算法集成进来,并提供相应接口,且一般为SPI接口,因此对于120Hz LED背光液晶电视而言,实现2D local dimming功能只需增加LED驱动器成本,从而使得功能模块成本大大降低,这对该技术在120Hz液晶电视上的普及带来了机遇。
然而120Hz屏比60Hz屏贵很多,基于成本原因,目前市场上占主流的液晶电视还是60Hz液晶电视,而60Hz屏又不需要用到FRC芯片,因此2D local dimming功能规模化还比较困难。
所幸的是,3D电视在2011年快速普及,而快门式3D电视必须采用120Hz屏,因此2D local dimming功能搭借快门式3D电视的东风将有望得到快速成长。