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从最初概念到现今普及型LED电视节能技术剖析

发布时间:2018-08-12 15:57热度()我要投稿
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导读:伴随着液晶显示技术的飞速发展,如今,各种尖端显示技术在液晶电视领域得到了广泛的运用。纵观近两年液晶显示

  伴随着液晶显示技术的飞速发展,如今,各种尖端显示技术在液晶电视领域得到了广泛的运用。纵观近两年液晶显示技术,LED背光源技术的诞生,毫无疑问是液晶电视技术上的一大突破。LED凭借着其节能环保、画质色彩出众、轻薄等优秀特色,成为近两年以来最热门的关键词之一。

  LED作为一种新型的显示技术,其实很早就已经在其他领域得到普及和应用。由于其技术运用成本高、技术难度大,在液晶电视领域没有得到广泛的应用和普及,一直都被消费者视为概念型产品。而这以颈瓶,经过数年的研发和实际运用,在09年彻底突破,不仅将整机的成本控制到最低,更是让消费者体验到了新型显示技术带来的视觉冲击感。

  从最初的概念产品,到现今的普及型产品,LED电视已经赢得了广大消费者的喜爱。在LED节能电视普及之际,我们不妨一起来全新认识一下最新型的LED节能技术,让大家对LED电视有更加深刻了解,在选择时更加具有针对性。

  LED基本技术原理

  LED(Lighy Emitting Diode),又称发光二极管,它们利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。

  LED发光过程包括三部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量最多,桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。

  打个比方,LED就像一个汉堡,可以发光的材料是夹层中的“肉饼”,而上下的电极就是夹肉的面包。而通过对其中发光材料的研究,人们逐渐开发出各种光色、光效率越来越高的LED元件,但是无论怎么变化,LED总的发光原理和结构都没有发生太大的变化。

  LED照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前,已商品化的白光LED多是二波长,即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED,即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光,它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LED背光源等市场。LED不同技术类型特点

  由于LED的优良发光特性,色彩饱和度较佳,响应时间极快,漏光效果较弱。通过增加对比、进行区域控制等手段,性能要大大优于冷阴极荧光灯(CCFL)。而且冷阴极荧光灯含有汞等有害物质,LED相较之下更具环保优势。

  目前LED技术在液晶领域的应用,主要是利用LED发光元件替代以前的CCFL荧光灯光源,作为液晶显示设备的背光源,按照LED发出的光源色彩,分成白光LED背光源和RGB-LED背光源两种。

  在LED发出的光源色彩中,实现了可发出白色光的目标。在液晶显示设备的成像原理中,背光源发出的白光,经过液态晶体层后,再通过R/G/B彩色滤光膜,变成独立的原色。在这一过程中,决定最后液晶显示设备色彩的关键并不是液态晶体层,而是背光源的发光质量。背光源的光谱中RGB每种原色光的纯度越高,在最后才能还原出越纯正的原色,只有还原出纯正的RGB三原色,才能调配出纯正而且真实的色彩效果。

  采用白光LED的还可以有效降低液晶面板的厚度,实现产品超薄化。在液晶显示设备中,LED背光灯板的形状与尺寸会按照液晶面板的形状及尺寸不同而设计。LED背光灯板基本上是长方形或长条形的。它有侧部发光及底部发光两种基本结构。侧部发光的结构主要用于狭长条形的背光灯板(一般长度大于2倍的高度);而底部发光结构主要用于长度与宽度相差不多的背光灯板。LED点亮时,光线射入透明有机玻璃,使整个发光面都可以看到亮光,这称为边光效应。有机玻璃顶部做成微珠粒状,可使整个发光面的光线更均匀。有机玻璃的顶部有一层乳白色透明塑料膜,可使发出的光更为柔和。背光灯板两侧边用银色遮光胶带封住。每个LED发光单元列有两个串联的二极管,若干列组成LED阵列(视背光灯板的长度而定)。

  在上面我们提到了,LED除了白光之外,还有一种采用可以发出R/G/B三种单色光的LED背光源技术。由于RGB三原色可以调配出自然界中任何一种色彩,也被广泛应用于液晶电视上。

  RGB-LED背光源是通过可以发出高纯度红色、绿色、蓝色光的LED元件,实现传统CCFL光源不能达到的宽广色域范围。目前主流的RGB-LED背光源已经可以达到105%的NTSC色域范围,而且只要采用性能更加强大的LED器件,目前已经可以实现120%以上的NTSC色域范围。这点对于以还原图像为主的电视机而言,将是一个非常有效的提升画质的手段。

  RGB-LED背光源除了更加良好的色域表现力,还可以有效提升电视机的对比度,实现更加精确的色阶和层次感更强的画面。由于整个背光源由众多微小的LED发光单元组成,所以可以对其中每一个发光器件实现精确的亮度控制。根据原始画面特点进行小区域内的发光亮度修正变成可能,例如在一幅明暗对比强烈的画面中,暗部区域的LED背光可以完全关闭,而明亮区域的LED背光实现高亮度输出,由此带来的对比度提升效果将是以往采用CCFL光源的液晶电视所不能比拟的。LED技术的其他优势

  通过前面对LED技术类型的介绍,相信大家对LED已经有了初步的了解。不过作为一种新型的显示技术,仅靠了解其技术原理是不够的,运用LED背光源技术的产品相比普通液晶电视产品的区别、优势在哪里,可能是很多朋友更为关心的。下面我们就以LED所具备的优秀特色为出发点,为大家简单的介绍一下LED技术目前相比传统液晶电视所具备的优势。

  LED作为LCD的背光源,与传统背光技术相比,LED背光源有更高的色域范围,色彩还原好,其色彩表现力强于CCFL背光源,可对显示色彩范围不足的液晶技术起到很好的弥补作用;LED的使用寿命长达10万小时,即使每天连续使用10个小时,也可以连续使用27年,大大延长了液晶电视的使用寿命,从而获得对等离子技术压倒性的优势。

  与此同时,LED作为一项尖端的显示技术,亮度调整范围非常大,实现LED功率控制很容易,不像CCFL的最低亮度存在一个门槛,因此,无论在明亮的户外还是全黑的室内,用户都很容易把显示设备的亮度调整到最悦目的状态。

  除了在节能、色域范围的优势外,LED背光源还有很多独特的优点。传统CCFL灯管的闪烁发光频率较低,表现动态场景可能产生画面跳动,但是LED背光可以灵活调整发光频率,而且频率大大高于CCFL,因此能完美地呈现运动画面。

  LED背光源能够进行实时色彩管理,由于红绿蓝3色独立发光,容易精确控制目前的显示色彩特性,还可以调整背光白平衡,同时保证整体对比度,当用户的视频源在计算机和DVD机间切换时,可以轻松在9600K和6500K间调整白平衡,而且不会牺牲亮度和对比度。

  LED是一种平面状光源,最基本的发光单元是3~5mm边长的正方形,封装后极容易组合在一起成为既定面积的面光源,具有很好的亮度均匀性。作为液晶电视的背光源,所需的辅助光学组件可以做得非常简单,屏幕亮度均匀性更为出色。

  LED使用的低压电源,十分安全,供电模块的设计也颇为简单。同时,没有任何射线产生,也没有水银之类的有毒物质,是绿色环保光源。另外,平面状结构让LED拥有稳固的内部结构,抗震性能也很出色。LED电视的市场趋势

  LED作为目前液晶电视发展的一项核心技术,LED前景非常好,技术来资金方面都已成规模,而且随着环保意识的普及,节约环保的LED已经成为市场和社会的宠儿,很多政府部门对其都引起非常高的重视。

  目前我国LED产业已经开始进入发展期,上游生产企业主要有深圳方大、上海蓝光、江西联创等,中游生产企业主要有深圳量子、河北鑫谷、杭州创元等,下游生产企业主要有厦门华联、佛山光电等。科技部已批准将在上海、大连、南昌、厦门、深圳5地建立LED产业化基地,不过这其中大部分是作半导体照明之用。

  在电视厂商中,前段时间,海信宣布建立一条LED模组生产线。此后,清华同方也表示将募资20亿元重点投入LED。这一两年内,海信、康佳、三星、清华同方、LG、索尼、夏普都推出了LED电视。

  三星电子中国总部彩电产品营销部长李明旭在接受专访时表示,LED背光源技术相对CCFL来说,拥有亮度高、工作电压低、功耗小等诸多优点,虽然成本相对较高,但量产后成本会下降,而且肯定会有消费群。据其透露,目前LED电视的成本已经较之先前降了很多,2009年成本有望进一步下降,与普通CCFL的成本差距将进一步减小。

  在3月份,三星一举推出多款LED电视,在发布会上首发的LED电视在尺寸方面包括40英寸、46英寸、55英寸的产品,型号已经确定为6000/7000/8000系列,目前6000/7000系列LED液晶电视已经在中国市场正式亮相。

  刘全恩也表示,前两年液晶电视在采用LED背光源技术上得到突破,研究出大量降低LED使用数量的技术,可将52英寸液晶电视面板所需LED数量从原来1000多个下降到30多个,大大降低了成本。相信LED背光源一定能在液晶电视机上得到更广泛应用,使液晶电视的图像质量达到新的水平。

  据了解,目前海信、三星、索尼、夏普等厂商最早介入LED电视的研发并实现了产品的批量上市,尽管目前市场上的LED比传统电视价格稍高,但在中外主流平板电视制造企业大力推广和宣传下,消费市场对LED电视的认知度不断提升,已投放市场的LED产品出现了热销场景。

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