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液晶背光技术 RGB LED(3)

2009-01-02   天极网 / 点击: 标签:液晶
    三星公司在06年推出了几款采用场顺序的LED背光液晶电视机。其中一款为40寸的LE40M91,它的分辨率为1366×768,色域达到110%,对比度可达10,000:1,亮度可达450cd/m2,场频为100Hz,背光系统的功耗比CCFL降低了70%。背光板的寿命提高一倍以上,更重要的是不含汞,符合RoHS标准。它的售价为3,000美元。

  采用LED背光时,过去存在一个如何使屏幕的亮度均匀的问题,通过采用区域亮度控制不但能够解决亮度均匀的问题,而且还可进一步降低背光功耗。这是因为实际的图像在每个具体部位的亮度是不一样的,可能有的区域较亮、有的区域较暗,所以完全没有必要在整个屏幕采用均匀亮度的背光,可以采用根据图象内容决定的区域亮度控制。实现方法是:将整个屏幕分隔为例如20个等份,根据图象内容测出其最高亮度,确决该区域所需的背光亮度,然后对该区域的背光LED亮度利用PWM技术进行实时控制,从而实现节能的目的。在采用背光的区域亮度控制以后,该区域的图象信号也应加以相应的补偿,以免产生亮度失真。

  显然,CCFL背光是不可能实现这种区域亮度控制的,一方面是因为CCFL的形状是长条形,根本无法按屏幕分成20个等份的区域;另一方面则是因为它的亮度也不可能按照图象的内容进行快速调整。不过,在采用LED作为区域亮度控制时,只能采用直下式背光,而不能采用侧射式。

  在2006年SID会议上,台湾交通大学提出了一种整体上是直下式,而单个来看却是采用侧射式的LED,从而提高了其光线利用率,减少了所需LED数目并提高了效率。这种技术主要是采用侧射式LED搭配以六角形导光单元(见图5)。

图5:采用侧射式LED和六角形导光单元的“直下式”LED导光系统。


  由图中可见,在270×480mm的面积里,一共需要R、G、B各14颗,总共42颗侧射式LED(图6)。

图6:侧射式LED的方向性图

  对于32寸的屏幕,其面积比上述面积大2.22倍,所以大约需要93颗LED,这一数量远远少于一般的直下式背光系统。但因为采用六角形的结构,所以只能采用RGB,而无法采用RGGB。这要求绿色的LED要有足够大的光输出

  最近三星公司推出了70英寸的LED背光液晶电视PAVV LED 70(LA70F91BD),它实现了上下左右180度的视角,采用了120Hz驱动,使影像响应时间提高到8ms。并且采用了三星公司的LED智能光源技术(Smart Lighting),即区域亮度控制(Local Dimming)。它把整个屏幕分为192个区域。根据输入的图象的内容来分别调节各个区域的亮度,从而显著地提高了画面的对比度和色彩表现能力。其分辨率为1920×1080,亮度600cd/m2,对比度达到2,000:1,动态对比度达到50万:1,可以显示10亿7,000万种颜色。而且耗电量也降低了50%,延长了液晶屏的寿命。而且,通过高速影像模式(LED扫描),能够实现图像无抖动无残像的影像画质。产品厚度控制在149mm。

  韩国LG公司称这种技术为AFLC(Area Focused Luminance Control,即区域聚焦亮度控制)技术,而日本的NEC称之为AGCPS(Auto Gama Control and Power Saving, 即自动伽码控制和功耗控制),采用这种技术以后,功耗还可以减少一半。

  因此,如果把场顺序和区域背光相结合,就有可能把整个背光系统的功耗降低到CCFL的一半以下。这是非常惊人的功耗节省。

本文小结

  采用LED作为液晶电视的背光已经是不可逆转的潮流。根据Insight Media 在2006年作出的估计,用LED背光的LCD TV将在2010年超过CCFL背光的液晶电视机。估计的绝对数字远远偏小,但是相对值还是可信的。

  LED背光看上去好像没有什么太复杂的技术,只要把LED点亮就可以。但如果要应用到液晶电视中就涉及很多非常复杂的技术。这种技术是生产背光板的企业所不能单独完成的,而必须由生产液晶电视机的企业、生产背光板的企业和生产LED驱动芯片的企业三方紧密合作才有可能完成。如果不尽早起步,我们又将远远落后于日本和韩国,甚至会再一次面临缴纳巨额专利费的困境。“中国是家电生产的大国,但是不是家电生产的强国。”我们必须彻底改变这个状况!唯一的方法就是加大研发投入。美国的很多企业都将营业收入的20%以上用于研发。希望将来政府也要鼓励和支持企业加大研发的投入,这才是中国企业的出路。

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