【doc】液晶电视背光源：LED开始取代CCFL

【doc】液晶电视背光源：LED开始取代CCFL 液晶电视背光源:LED开始取代CCFL 背光源 CCFL 口陈路 去年10月中旬,在CEATECJAPAN2007(日本高新 技术博览会)上.索尼展示了采用LED背光源技术的70 英寸液晶电视(见图1),并展示了该背光灯技术.据悉. 此次的70英寸机型采用的LED背光灯与oUALIA005相 比,从所配uiD的形状f种类)到配置方法均有较大改 进.不到半个月时间里,被索尼视为"全球范围内最大的 竞争对手"的三星也面向全球市场发布了其70英寸采用 LED背光源技术的液晶电视(见图2),而且针对不同市 场进行了专门设计.如在中国销售的产品就加入祥云等中 国元素.据报道.目前42英寸液晶电视使用的LED背光 源面板成本是CCFL的3倍以上.三星发布的那款70英 寸采用LED背光源技术的液晶电视的售价就高达40万 元.而索尼的70英寸的LED液晶电视KDL-70X700的销 售价格据说要34800美元不过这点似乎不需要担心.包 括iSuppli,DisplaySearch在内的不只一家调研公司以及很 多专家都预测2010年30%左右的液晶电视将采用LED背 光源.同时LED的成本将下降至与目前的CCFL的成本 相当 iSuppli日前发表的 研究报告 水源地可行性研究报告美术课题研究中期报告师生关系的个案研究养羊可行性研究报告可行性研究报告诊所 指出.虽然LED背光模 块(BLU)的成本仍然远高于传统的CCFLBLU,但二者 成本正迅速接近,LED的优势日渐明显.2007年全球 LED销售额年增长率约为13.7%.预计2012年全球LED 销售额可望达123亿美元.2006年~2012年期间的复合年 增率将达14.6%.其中在液晶电视上的应用是其最主要的 应用市场 LED集高亮度,长寿命,稳定性能,低工作电压等诸 多优势于一身.用LED取代CCFL作液晶电视的背光源 已是大势所趋. CCFL背光的缺陷 液晶是一种介乎于液体和晶体之间的物质,其显示的原 理是通过给液晶施加不同的电压来改变其分子排列状态.从 而控制光线的通过量,以便显示多种多样的图像.可见,液 晶自身并不会发光,而是通过控制光线的通过与否,因此所 有的液晶都需要背光照明来 提供光源.常用的TFT液晶 面板的结构如图3所示. 目前液晶的背光源几乎 都是CCFLfColdCathodeHu— orescentLamps.冷阴极荧光 灯),而CCFL并不是平面光 源.因此为了实现背光源均 匀的亮度输出,液晶的背光 模组还要搭配扩散片,导光 实用影音技术 板,反射板等众多辅助器件.即便如此,要获得如CRT般 均匀的亮度输出依然非常困难.大部分液晶在显示全白或全 黑画面时.屏幕边缘和中心亮度的差异十分明显.另外,在 图像显示效果上,与CRT相比,其色彩范围(即色域)表 现不足也是一固有缺陷.大家都知道,在视频领域,一般用 NTSCf美国国家电视系统委员会) 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 作为衡量视频设备的 偏光板 彩色滤光片 ?矩阵 帼锅氧化袖共罔电极 _向胰' 枢胶 闻隙予 篓苎.....^片(PN馆)姗氟化幡像曩龟极 li . 1t~ … Ag . tlt支架 存储电害电性牯合剂 灯蕾 背光模蛆 光 色彩还原能力的指标,这个指标是指在整个色域内,显永设 备能在各种色彩上显示到何种饱和度,即能够显示到什么程 度的蓝色,绿色,红色.对大多数液晶来说,能够覆盖的色 彩范围只有NTSC标准的65%,75%,具体表现在绿色,黄色 和红色部分与标准值相差较大. 除了结构复杂,亮度输出均匀性差之外,采用CCFL作 为液晶背光源最致命的便是使用寿命短的问题.绝大部分 CCFL背光源在使用2,3年之后亮度下降非常明,许多液 晶(尤其是笔记本电脑的液晶屏)在使用几年后会出现屏幕 变黄,发暗的现象,这正是CCFL使用衰减期较短的缺陷造 成的.除了更换液晶背光灯管没有别的解决办法. 与此同时.由于CCFL背光源必须包含扩散板,反射板 等复杂的光学器件.因此液晶的体积无法再进一步缩小.在 功耗方面.采用CCFL作为背光源的液晶也无法令人满意, 例如42英寸液晶电视往往需要消耗250W甚至更多的电能. 为了解决CCFL的这些硬伤.几乎所有的液晶厂商都开 始寻找更为优秀的液晶背光源.LED背光技术,便是为解决 这些问题而提出的 LED背光技术 LED(LightEmittingDiode,发光二极管)并非什么新产 品新技术.其早已应用在我们El常生活的各个方面.如路边 色彩斑斓的广告牌,家用电器上颜色各异的指示灯,手机按 钮的背光照明,汽车的前大灯等等,都采用了LED作为光 源图4是我们熟悉的LED,形形色色的LED器件如图5 所示.LED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.甚至有人认为LED将会开创一 个新的照明时代,最终出现在所有需要照明的场合. LED的工作原理和我们常见的白炽灯,荧光灯完全不 同,LED从本质』二来说是一种半导体器件.其核心部分是由 P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N 型半导体的交界面就会出现一个具有特殊导电性能的薄层, 也就是常说的PN结fPNJunctionTransistors).PN结可以对 P型半导体和N型半导体中多数载流子的扩散运动产生阻 力.当对PN结施加正向电压时.电流从LED的阳极流向阴 极,而在PN结中少数载流子与多数载流子进行复合,多余 的能量就会转变成光而释放来.LED正是根据这样的原理 2008年第1期< 《》实用影音技术 0.00O.'OO.20O.?0.40OrioO.?O.70 一 些顶级的CCFL背光的发光寿命也不过在6万小时左右. 这样的寿命对于频繁使用的用户来说意味着使用2—3年后 液晶的亮度就将会明显下降,而不得不更换液晶的CCFL背 光模组.而LED背光则完全没有这样的问题,现阶段白色 LED背光的寿命已经高达10万小时,而且还有再次提升的 潜力.即使24小时不间断使用,这样的寿命也足够使用5 年. 在色彩表现力方面,LED背光也远胜于CCFL.原有的 CCFL背光由于色纯度等问题,在色阶方面表现不佳.这就 导致了液晶在灰度和色彩过渡方面不如CRT.据测试,采 用CCFL背光只能实现NTSC色彩区域的78%,而LED背 光却能轻松地获得超过100%的NTSC色彩区域,图11为 LED与CCFL在色度图上的比较.在色彩表现力和色阶过渡 方面,LED背光也有显着的优势.图l2是三星xL20的色 度图,达到112.3%.Sony推出的"Bravia"品牌的70英寸 LED背光液晶电视.选择能与LED波长作最佳搭配的彩色 滤光片,因此该款机种色域可达126%,略高于QUALIA的 123%(参见图l3). 可见.LED背光技术的引入,使液晶首次在色彩表现 力方面可以和CRT相提并论.此外,由于LED的平面光源 特性,LED背光还能实现CCFL无法企及的分区域的色彩和 色度调节,从而实现更精确的色彩还原.据业内人士预测 今年将有超过50%的液晶将转向使用LED背光技术. LED背光技术前景 尽管LED背光技术有着巨大的优势,但是现阶段依然 面临一些难题急需解决.LED背光技术首先遇到的挑战就 是成本问题.由于白光LED器件被几大寡头所垄断,因此 LED背光的制造成本居高不下.采用LED背光的产品售价 现阶段依然明显高于CCFL背光产品,而且白光LED器件 的产量也无法满足大批量的需求,要实现LED背光的快速 普及,就必须突破白光LED的专利封锁. 除了成本问题,现阶段LED背光技术在发光效率方面 也难以让人满意.现阶段的CCFL发光效率基本都在60lm/ W(流明/瓦)左右,而大型化的LED背光则只有30ln1,W. 究其原因,主要是LED会随着芯片面积的增大而出现电流 密度不均匀的现象,这必然导致整体发光效率低下,同时 产生较高的热量.由于在大尺寸背光发光效率上的差距达 到了50%.因此LED背光用在大尺寸面板上所需要的功耗 将会是普通CCFL的2倍.这也是现在成品化的大尺寸LED 背光液晶都搭配了主动散热系统的原因. 不过.随着各大厂商对于LED背光研究投入的持续增 加.以上两个困扰LED背光的关键问题都有望很快得到解 决.白光LED主导厂商日亚化学在2004年开始便不断提升 旗下白光LED产品的产量,同时其他厂商的白光LED产品 也开始量产,白光LED的价格也正以较快的速度下降,相 信不超过两年,LED背光模组的价格就将会和CCFL背光模 组的价格持平.至于LED的发光效率问题,近期也有了明 显的改善.新一代白光LED的发光效率已经提升到了50 lm/W.和CCFL的差距只有区区10ln1/W.在未来3—5年 内.LED的发光效率很可能超越80lm/W的水平. 在液晶电视上使用的LED背光源可以是白色,也可以 是红,绿,蓝三基色,一般来说多色LED背光应用在高端 产品中来进一步提高色彩表现力.在消费者愈来愈重视液 晶电视画质表现同时.RGB3色LED将成为LED阵营导人 液晶电视背光源的最终目标.而白光LED将仅是RGB3色 LED背光技术成熟前的过渡选择.三星电子表示,当未来 RGB3色LED背光成本仅为CCFL的1.3倍,且发光效率达 80lm/W条件时,将乐观看待其取代CCFL背光速度. 毫无疑问,LED背光技术在不久的将来会取代CCFL, 成为液晶主流背光源.在LED背光技术的帮助下,液晶将 会在色彩还原度,使用寿命方面获得极大的提升.lPAvl ,.. I 一 1-|. ,.:... 年:第i朝.<》?? ????j毫?? nnnOO