液晶電視配備白色LED背照燈的速度將超過預期
發布時間:2010-01-22 來源:技術在線
機遇與挑戰:
最近,關於LED背照燈液晶電視的話題極為熱烈。盡管韓國廠商采取了將配備LED背照燈的液晶電視稱為“LED TV”,以提高品牌形象的戰略,但筆者認為,“LED TV”的名稱極可能是誤導消費者的言過其實的廣告用語(容易與采用LED單元的顯示裝置混淆),因此下麵將其稱之為“LED LCD TV”。關於LED LCD TV市場,具有領先優勢的韓國三星電子(Samsung Electronics)將成為領頭羊,預計該市場今年開始將會大幅增長。夏普似也打算在以超低功耗為“賣點”的新一代電視上配備LED背照燈。
近來各液晶電視廠商紛紛著手LED LCD TV業務的原因主要有以下幾點。
第一,白色LED的發光效率逐年提高,而且量產效果使單價不斷降低。目前高演色型LED也實現了100lm/W左右的發光效率,業界公認2015年前後將會達到150lm/W左右。LED背照燈液晶麵板問世之初,采用的是RGB三色LED,曾以色彩表現範圍NTSC比超過100%為賣點。但功耗卻高達兩倍左右,價格也很高,隻能在極少一部分高檔機型上采用。如果使用白色LED,雖然色彩表現範圍不會明顯大於冷陰極管(CCFL)型,但在功耗和成本方麵卻十分有競爭力。
第二,隨著導光板技術的進步,照光(Edge Light)方式無論是端麵型還是直下型,利用LED薄型的特點,均可獲得均勻的擴散光。這樣,厚度比原來薄、全部亮燈時功耗與CCFL型等同或更低、成本基本相當的模塊便得以實現。LED背(bei)照(zhao)燈(deng)能(neng)夠(gou)輕(qing)鬆(song)調(tiao)整(zheng)顯(xian)示(shi)時(shi)的(de)亮(liang)度(du),所(suo)以(yi)還(hai)可(ke)采(cai)用(yong)便(bian)攜(xie)終(zhong)端(duan)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)動(dong)態(tai)對(dui)比(bi)度(du)調(tiao)整(zheng)技(ji)術(shu)。因(yin)此(ci),與(yu)全(quan)部(bu)亮(liang)燈(deng)時(shi)的(de)功(gong)耗(hao)相(xiang)比(bi),可(ke)降(jiang)低(di)標(biao)準(zhun)圖(tu)像(xiang)的(de)功(gong)耗(hao)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo),如(ru)果(guo)是(shi)平(ping)均(jun)圖(tu)像(xiang),功(gong)耗(hao)完(wan)全(quan)能(neng)夠(gou)低(di)於(yu)CCFL型。如果采用局部調光(Local Dimming)技術,還有望進一步降低功耗並提高對比度。
采用局部調光技術的可能性
在(zai)使(shi)液(ye)晶(jing)電(dian)視(shi)的(de)功(gong)耗(hao)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)實(shi)現(xian)最(zui)大(da)對(dui)比(bi)度(du)的(de)是(shi)二(er)維(wei)局(ju)部(bu)調(tiao)光(guang)技(ji)術(shu)。該(gai)技(ji)術(shu)是(shi)將(jiang)屏(ping)幕(mu)分(fen)成(cheng)數(shu)百(bai)區(qu)塊(kuai),實(shi)時(shi)調(tiao)整(zheng)對(dui)應(ying)各(ge)區(qu)塊(kuai)的(de)直(zhi)下(xia)型(xing)LED單元的亮度,並修正信號,使各區塊形成最佳對比度曲線的驅動方式。
這種技術因電路規模增大、電子部件數增加而沒有成本優勢,除此之外,還存在一個致命問題。即必須用絕對值補償由低亮度到高亮度的所有LED單元的輸出亮度。為解決這個問題,供貨前的檢查和調整需要花費大量時間,而且成本非常高。並且,每個LED單元都會產生不同程度的亮度劣化,還可能發生老化或亮度不均的問題。因此,普遍認為二維局部調光技術在液晶電視的大批量產品(Volume Zone)上普及的可能性很低。
如果不需要采用二維局部調光技術,則相對於直下型,端麵照光型LED背照燈的采用更容易。從這種觀點來看,三星聲稱的“全麵采用端麵照光型白色LED背照燈”的戰略是非常明確的。
在09年12月舉行的顯示器相關展會“IDW2009”上,有對端麵照光型白色LED背照燈進行局部調光的技術報告 (論文編號DES2-3) 。由於是6個端麵照光型LED燈的調光,因此無法明確劃分調光區塊,但通過補償導光板上光的擴散特性實現了調光功能(圖2,圖3)。即使是較暗的圖像也隻能調光1/4左右,所以調光效果並不明顯。但是,如果能夠優化導光板的光學特性和LED的配置,就能進一步提高調光所產生的低功耗化效果。今後,端麵照光型LED背照燈也有可能采用這種調光技術。
- 白色LED的發光效率逐年提高且單價不斷降低
- 可獲得均勻的擴散光
- 采用局部調光技術的可能性
- 白色LED的發光效率有望逐年提高
- 白光LED發光效率2015年前後將會達到150lm/W左右
最近,關於LED背照燈液晶電視的話題極為熱烈。盡管韓國廠商采取了將配備LED背照燈的液晶電視稱為“LED TV”,以提高品牌形象的戰略,但筆者認為,“LED TV”的名稱極可能是誤導消費者的言過其實的廣告用語(容易與采用LED單元的顯示裝置混淆),因此下麵將其稱之為“LED LCD TV”。關於LED LCD TV市場,具有領先優勢的韓國三星電子(Samsung Electronics)將成為領頭羊,預計該市場今年開始將會大幅增長。夏普似也打算在以超低功耗為“賣點”的新一代電視上配備LED背照燈。
近來各液晶電視廠商紛紛著手LED LCD TV業務的原因主要有以下幾點。
第一,白色LED的發光效率逐年提高,而且量產效果使單價不斷降低。目前高演色型LED也實現了100lm/W左右的發光效率,業界公認2015年前後將會達到150lm/W左右。LED背照燈液晶麵板問世之初,采用的是RGB三色LED,曾以色彩表現範圍NTSC比超過100%為賣點。但功耗卻高達兩倍左右,價格也很高,隻能在極少一部分高檔機型上采用。如果使用白色LED,雖然色彩表現範圍不會明顯大於冷陰極管(CCFL)型,但在功耗和成本方麵卻十分有競爭力。
第二,隨著導光板技術的進步,照光(Edge Light)方式無論是端麵型還是直下型,利用LED薄型的特點,均可獲得均勻的擴散光。這樣,厚度比原來薄、全部亮燈時功耗與CCFL型等同或更低、成本基本相當的模塊便得以實現。LED背(bei)照(zhao)燈(deng)能(neng)夠(gou)輕(qing)鬆(song)調(tiao)整(zheng)顯(xian)示(shi)時(shi)的(de)亮(liang)度(du),所(suo)以(yi)還(hai)可(ke)采(cai)用(yong)便(bian)攜(xie)終(zhong)端(duan)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)動(dong)態(tai)對(dui)比(bi)度(du)調(tiao)整(zheng)技(ji)術(shu)。因(yin)此(ci),與(yu)全(quan)部(bu)亮(liang)燈(deng)時(shi)的(de)功(gong)耗(hao)相(xiang)比(bi),可(ke)降(jiang)低(di)標(biao)準(zhun)圖(tu)像(xiang)的(de)功(gong)耗(hao)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo),如(ru)果(guo)是(shi)平(ping)均(jun)圖(tu)像(xiang),功(gong)耗(hao)完(wan)全(quan)能(neng)夠(gou)低(di)於(yu)CCFL型。如果采用局部調光(Local Dimming)技術,還有望進一步降低功耗並提高對比度。
采用局部調光技術的可能性
在(zai)使(shi)液(ye)晶(jing)電(dian)視(shi)的(de)功(gong)耗(hao)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)實(shi)現(xian)最(zui)大(da)對(dui)比(bi)度(du)的(de)是(shi)二(er)維(wei)局(ju)部(bu)調(tiao)光(guang)技(ji)術(shu)。該(gai)技(ji)術(shu)是(shi)將(jiang)屏(ping)幕(mu)分(fen)成(cheng)數(shu)百(bai)區(qu)塊(kuai),實(shi)時(shi)調(tiao)整(zheng)對(dui)應(ying)各(ge)區(qu)塊(kuai)的(de)直(zhi)下(xia)型(xing)LED單元的亮度,並修正信號,使各區塊形成最佳對比度曲線的驅動方式。
這種技術因電路規模增大、電子部件數增加而沒有成本優勢,除此之外,還存在一個致命問題。即必須用絕對值補償由低亮度到高亮度的所有LED單元的輸出亮度。為解決這個問題,供貨前的檢查和調整需要花費大量時間,而且成本非常高。並且,每個LED單元都會產生不同程度的亮度劣化,還可能發生老化或亮度不均的問題。因此,普遍認為二維局部調光技術在液晶電視的大批量產品(Volume Zone)上普及的可能性很低。
如果不需要采用二維局部調光技術,則相對於直下型,端麵照光型LED背照燈的采用更容易。從這種觀點來看,三星聲稱的“全麵采用端麵照光型白色LED背照燈”的戰略是非常明確的。

三星的端麵照光型白色LED背照燈液晶模塊的性能指標
如上圖(圖1)所示,三星在韓國顯示器相關學會暨展會“IMID2009/KES2009”上展出的電視用端麵照光型白色LED背照燈液晶模塊的功耗值為“32英寸 Max 55W Typ 38W”和“40英寸 Max 76W Typ 53W”。Typ(標準圖像顯示)時的功耗值之所以小於Max(全白顯示),認為是進行了可使背照燈亮度變化的動態對比度調整的結果。如果數字調諧器、圖像處理電路及音響電路等的功耗為20W左右,那麼顯示標準圖像時,32英寸電視的功耗便可降至60W以下,40英寸機型可降至75W以下。今後,白色LED LCD TV可能會成為推進低功耗化戰略的各廠商的旗艦機型。在09年12月舉行的顯示器相關展會“IDW2009”上,有對端麵照光型白色LED背照燈進行局部調光的技術報告 (論文編號DES2-3) 。由於是6個端麵照光型LED燈的調光,因此無法明確劃分調光區塊,但通過補償導光板上光的擴散特性實現了調光功能(圖2,圖3)。即使是較暗的圖像也隻能調光1/4左右,所以調光效果並不明顯。但是,如果能夠優化導光板的光學特性和LED的配置,就能進一步提高調光所產生的低功耗化效果。今後,端麵照光型LED背照燈也有可能采用這種調光技術。

端麵照光型LED背照燈的調光工作狀態。 32英寸電視的功耗為9.9W(論文編號DES2-3)。LED的位置共有6處,上下側各兩處,左右和中間各一處。屏幕上部較亮,下部較暗。采用這種背照燈時,僅中央部分(麵積10%左右)的圖像較亮

端麵照光型LED背照燈全部亮燈時。 32英寸電視的功耗為36.1W(論文編號DES2-3)
也許很少有人能夠比較並區別出白色LED背照燈液晶電視和CCFL背照燈液晶電視的圖像。但是,如果采用LED背照燈之後能夠提高其作為“環保商品”的形象,那麼對企業來說采用LED背照燈就意義重大。而且,白色LED的發光效率有望逐年提高,因此可製定將來的低功耗化計劃也是其一大優勢。考慮到這一點,液晶電視配備白色LED背照燈的速度應該會超過預期。特別推薦
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