談LED背光源在LCD上的應用

隨著壽命和製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。當國際、國內大廠紛紛逐步推出了更大尺寸的LED背光源液晶電視。在深入瞭解LED背光技術之前,我們先瞭解當前的背光技術存在什麼問題。

我們知道,液晶是一種介乎於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。但液晶本身並不會發光,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,冷陰極螢光燈)。

由於冷陰極螢光燈不是平面光源,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,螢幕邊緣和中心亮度的差異十分明顯。

除了結構複雜、亮度輸出均勻性差之外,採用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年之後亮度下降非常明顯(壽命在15000小時~25000小時),許多LCD(尤其是筆記本電腦的液晶屏)在使用幾年後會出現螢幕變黃、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,發光二極體)並非尖端科技產品,它在我們日常生活中隨處可見:路邊色彩斑斕的看板、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,都採用了LED作為光源。

LED作為LCD背光會帶來哪些好處呢?首先,採用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,還不需要複雜的光路設計,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筆記本就採用了厚度僅有4.5mm的LED背光液晶顯示幕。

其次,在發光壽命方面,LED背光技術也將CCFL遠遠拋在後面。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。這樣的壽命對於頻繁使用的用戶來說意味著使用2~3年後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,這樣的壽命也足夠長時間使用,業界標榜的數據為5年。

在色彩表現力方面,LED背光也遠勝於CCFL。原有的CCFL背光由於色純度等問題,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,採用CCFL背光只能實現NTSC色彩區域的78%,而LED背光卻能輕鬆地獲得超過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。

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