LED背光源技术

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CCFL正渐行渐远!LED液晶技术全接触

引言

在目前的液晶电视行业中,LCD产业已经入平台成熟期,难以有更新的技术突破。从各大厂商在09年发布的新品来看,外观设计、流畅画质、娱乐功能、绿色环保这四方面成为了众品牌着重挖掘的卖点。其中,外观设计尤以幻彩晶虹(TCO工艺)以及悬浮设计为流行趋势;而流畅画质方面,200Hz的广泛引入是其主要的技术亮点;而在娱乐功能和绿色环保方面,创新娱乐和节能可循环则成为了主要的研发方向。

随着消费者对环保、超薄、高画质等要求不断提高,LED液晶电视凭借其在节能、环保和色彩表现等方面的绝对优势成为2009年平板发展的新趋势。早在年初被称为消费性电子产业风向标的CES2009上,三星、索尼等大品牌就纷纷展出了2009年LED和超薄平板的主打产品。而夏普、海信、三星、索尼、东芝、长虹、康佳、长虹等主流厂商也在国内市场投放了LED背光源的机型,一时间使LED液晶电视成为倍受瞩目的热点话题。

什么是LED背光?

LED(Light Emitting Diode)又称为发光二极管,比起其它光源,单个LED灯的功耗是最小的。从蓝到红,LED灯有很多种颜色,有一种特殊的颜色是白色。我们自定义为“冷白色”和“暖白色”两种。在各种颜色里,都存在颜色偏差的问题,其中蓝色和白色表现的较为明显,尤其是白色,现在LED的供应商也无法对其进行有效的控制。

LED光源是由众多栅格状的半导体组成,每个“格子”中都拥有一个LED半导体,这样LED 背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮度均匀性,还不需要复杂的光路设计,这样一来LCD的厚度就能做到更薄,同时还拥有更高的可靠性和稳定性。

注:目前大多数液晶电视的背光都采用CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamps)冷阴极荧光灯。由于冷阴极荧光灯不是平面光源,因此为了实现背光源均匀的亮度输出,LCD的背光模组

还要搭配扩散片、导光板、发射板等众多辅助器件。既便如此,要想获得如CRT般均匀的亮度输出依然非常困难。大部分LCD在显示全白或全黑画面时,屏幕边缘和中心亮度的差异十分明显。

LED光源和投射位置的分类

按照LED背光源技术种类划分,目前可以分为RGB-LED和白光LED。白光LED与RGB-LED 两者殊途同归,都是希望达到白光的效果,只不过一个是直接以白光呈现,另一个则是以红绿蓝三色混光而成。

RGB-LED背光示意图

按照背光源入射位置划分:LED背光模块依光源入射位置分为直下式与侧入式两大类,大

致可分为直下式RGB-LED(夏普XS1、索尼X4500)、直下式白光LED(代表产品是夏普LE700、东芝SV650和LG LH95)、侧光式白光LED(三星6000/7000/8000、索尼ZX1、康佳e-LED88等)。

先说光源,在优缺点上,双方各有优劣势。RGB LED色域表现略好,劣势是成本较高,电视成品的售价尚难以让普通消费者接受;而白光LED光源,虽然在色域上稍逊于RGB LED,但是其相对较高的对比度以及科技承受的成本是RGB-LED不能比拟的。因此,各厂商在新

品光源的选择上也是做了不同取向的取舍。

两种投射位置的工作原理

再说直下式与侧入式的区别,与传统LCD光源组件和投射原理相比,LED侧光源由机身两侧发出光源,通过内置的高透光率导光板的作用,使光线投射到面板上。限制LCD厚度最大的就是荧光灯的厚度,侧光源位于两侧的投射位置,使得其并不占据电视厚度的空间。

与侧光源相比,直下式背光源LED能够动态控制背光灯,这样在表现某些黑暗场景的图像时,只需要调整必要的背光灯区域(在画面上表现为黑色或较暗的部分)的局部灯光,即能展现出明暗对比自然的高品质图像效果;侧光源在相对最少损失画质的前提下,具有超薄、时尚的外观。与仅仅能满足画质需求的直下式LED电视相比,侧边式LED电视能够更好的满足消费者对现代家居环境唯美、时尚的要求。

LED背光源超长寿命优势

LED(Light Emitting Diode)发光二极管,在20世纪60年代诞生后就被认定是荧光灯管、灯泡等照明设备的终结者。LED灯又称发光二极管,比起其它光源,单个LED灯的功耗是最小的。

LED光源是由众多栅格状的半导体组成,每个“格子”中都拥有一个LED半导体,这样LED 背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮度均匀性,还不需要复杂的光路设计,这样一来LCD的厚度就能做到更薄,同时还拥有更高的可靠性和稳定性。

其次,在发光寿命方面,LED背光技术则超越了CCFL,是CCFL技术的提升。普通的CCFL 背光的寿命基本在3万-4万小时左右,一些顶级的CCFL背光源(WCG-CCFL)寿命大约在6万小时左右。这样的寿命即使对于频繁使用的用户来说,也能维持好几年的时间。而LED

背光的寿命就更长了,现阶段白色LED背光源寿命已经高达10万小时,即使24小时不间断使用,其寿命也可足够5年了。

相比CCFL背光,LED的色域更广

CCFL (冷阴极灯管) 背光源是激发荧光粉发光的,其发光光谱中杂余成分较多,色纯度低,导致其色域小,通常只有NTSC的70 %左右。而LED的发光光谱窄,色纯度好,用三基色LED混光的背光源具有很大的色域和优秀的色彩还原性,通过选择合适三基色,可以达到NTSC 的105 %以上,比传统CCFL背光源的色域扩展了大约50 %。

相比CCFL背光,LED环保节能

在以CCLF冷阴极荧光灯作为背光源的LCD中,其所不能缺少的一个主要元素就是汞,也就是大家所熟悉的水银,而这种元素无疑是对人体有害的。

虽然目前厂商方面已经尽力在降低荧光管中的汞含量,但是完全无汞的荧光管会带来一些新的技术问题,暂时看到不到实现的前景。而反现LED背光源,其优势在于完全不含汞,符

合绿色环保的时尚。

将光结合到光导板的效率比CCFL更高

LED背光源非常节电。其功耗要比CCFL冷阴极背光灯更低一些。LED内部驱动电压远低于CCFL,功耗和安全性均好于CCFL(CCFL交流电压要求相对较高,启动时达到1,500~1,600 Vac,然后稳定至700或800Vac),而LED只需要在12~24Vdc或更低电压下就能工作。

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