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LED背光的兴起是否意味着CCFL的淘汰?

上传人:晓歌

上传时间: 2009-01-14

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  白光LED技术的优势主要体现在耗电量方面,较广泛地应用于对功耗要求要高的移动设备。RGB-LED背光源色域宽广,主要应用于高端液晶显示器和液晶电视。

  RGB-LED背光源,可大幅度提高液晶显示的色彩表现。它通过可以发出高纯度红色、绿色、蓝色光的LED器件,能够实现CCFL光源不能达到的宽广色域范围。目前主流的RGB-LED背光源可以达到105%的NTSC色域范围,如果采用性能更加强大的LED器件,则可以实现120%以上的NTSC色域范围。除了良好的色域表现力,采用RGB-LED光源还可以有效提升液晶电视和高端显示器的对比度,实现更加精确的色阶和层次感更强的画面。

  综合来说,液晶显示器LED背光具备三大技术优势。

  其一,光源平面化。LED背光源是由众多栅格状的半导体组成,每个“格子”中都拥有一个LED半导体,这样LED背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮度均匀性,还不需要复杂的光路设计,这样一来LCD的厚度就能做得更薄,同时还拥有更高的可靠性和稳定性。更薄的液晶显示面板意味着笔记本电脑拥有更佳的移动性。例如,SONY采用LED背光的笔记本,液晶显示屏厚度仅有4.5mm。


LED超广色域

  其二,在色彩表现力方面,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LCD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70%左右,即使是通过采用改进型的CCFL光源,也只能达到NTSC等比90%左右的色域范围,从而影响了图像质量。而LED背光却能轻松地获得超过100%的NTSC色彩区域,让液晶显示器真实地还原现五彩缤纷的大自然中的鲜艳色彩。另外,RGB-LED背光还可以有效提升液晶显示器的对比度,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,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是CCFL光源的液晶电视所不能企及的。


LED发出的光纯度非常高

  其三,发光寿命远远超过CCFL。普通的CCFL背光源一般的使用寿命在2.5万小时左右,最新的顶级CCFL背光的发光寿命也不过6万小时,在使用寿命末期,LCD的亮度就会明显下降,不得不更换LCD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背光的实际使用寿命为5万至10万小时,与LCD显示屏的使用寿命基本一致,而且还有再次提升的潜力。即使24小时不间断使用,也足够使用5年。

  市场解析:短期内LED背光还难替代CCFL

  LCD液晶显示技术产生发展至今已经十几年,面板技术应用已经没有障碍,但遗憾的是一直没能完美地解决背光源问题。就目前来看,LED是CCFL潜在的竞争对手,此外还有OLED以及碳纳米管等技术。目前厂家看好的LED,在短期内也不可能取代CCFL。


索尼WCG CCFL技术

  厂家不情愿放弃CCFL。LED作为新一代背光源的优势是明显的,从各大厂家争相研发该技术就能看出这一点,不过还存在着LED与LCD究竟谁是主推的疑问,现在真正着力于推广此类产品的厂家很少,所以他们更愿意将该技术用于高端机型上,甚至作为概念产品。这主要是由于各厂家在传统CCFL液晶模组上投入的成本太大,在没有收回成本之前放弃将是一笔很大的损失。目前国内除了海信的一条LED生产线以外,所有的液晶模组都是基于CCFL背光液晶电视,夏普的十代线,也是以传统液晶为主要产品的生产线。


液晶电视成像原理

  技术还不成熟。LED背光是一项新兴的技术,和在照明领域遇到的主要问题一样,LED在作为新型背光源的同时,也面临着发光效率的问题。目前传统CCFL冷阴极荧光灯虽然耗电量大、发光质量一般,但是其发光效率可达到50~100流明/瓦,而白光LED器件在刚起步时发光效率仅为20lm/W甚至更低。不过,白光LED的发光效率以每年提高60%的幅度提升,到目前为止,白光LED器件的发光效率突破50lm/W,达到实用化水平。但是这种背光模块只是将CCFL灯管换成了白色LED发光二极管,虽然能够有效延长LCD的使用寿命,但在色彩上对显示效果基本没有提升作用,所以意义不很大。而RGB-LED技术,虽然有着众多的优点,却仍然存在着一些不可避免的局限性。譬如因使用了大量独立的LED器件,点阵排列相当密集,不仅较难保证每一个器件发光的一致性,而且散热也非常不理想,达不到超长的寿命。其二,RGB-LED背光源的发光效率还稍弱一些,目前普遍在到50流明/W左右,最高的也只有70流明/W,要实现和CCFL100流明/W同等级的发光亮度,必然导致功耗的增加和发热量的提升。其次,虽然RGB-LED的色彩纯度较高,但是长期使用后每种LED色彩衰减的幅度并不一致,这也将对画面质量产生较大的影响。

  价格阻碍了普及。从理论上,LED发光单元价格并不高,其背光模块成本上要低于CCFL,但是为什么目前上市LED产品价格却高的惊人呢?其关键问题就在于LED背光还不够成熟,虽然LED厂家已经做了很大努力,但比之CCFL,LED背光模块仍存在极大价差。目前LED背光模组零组件的价格为CCFL背光源的5倍左右,屏幕尺寸越大,采用LED背光技术的成本就越高。业界认为,LED背光的真正普及,可能要等到另一个技术发展成熟,即不用彩膜(Color Filterless),利用场序(Field Sequential Color)技术实现彩色化。该技术不需要使用彩色滤光片所用的光刻胶来滤光,出光量大,同时所需要的LED个数也少,可有效减少了耗电、降低成本。但这一技术则要求液晶响应速度足够快——只有达到1ms时,才能在R、G、B三色转换下达到3ms的视觉残留,有效消除LCD动画残影。

  客观的评价目前的LED液晶显示器市场,无疑是雷声大雨点小,尤其是RGB-LED技术产品。不过,LED技术市场潜在着无限商机,在不断的技术创新中,LED背光将会很快改善散热与发光效率等问题。而成本过高的问题,也将通过大规模的商业化生产,降低到普通用户能接受的水平。据观察,LED产业也存在类似微处理器产业中的“摩尔定律”——每10年,LED的价格为原来的1/10,性能则提高20倍。由此可以预见,随着产能的增加,LED背光源的成本将快速下滑。在将来的几年中,市场上将会大量涌现采用RGB-LED背光源的广色域型液晶显示器,并将成为液晶产品技术再次高速发展的重要契机。

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