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LED背光源技術(shù)發(fā)展趨勢:由側光式過(guò)渡到直下式

來(lái)源:中國數字音視網(wǎng)     作者:疾風(fēng)    編輯:數字音視工程    2010-06-09 00:00:00     加入收藏    咨詢(xún)

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LED背光源技術(shù)發(fā)展趨勢:由側光式過(guò)渡到直下式

  液晶自身不發(fā)光的特性,決定了背光源應用的重要性。LED作為綠色環(huán)保的清潔光源得到廣泛的認可,LED使用壽命長(cháng)、節能省電、色彩表現力好、應用簡(jiǎn)單方便,這些突出的優(yōu)點(diǎn)使得LED背光源成為代替CCFL背光源的必然選擇。LED背光源的技術(shù)發(fā)展關(guān)乎此項應用的未來(lái)。

  LED背光源技術(shù)發(fā)展趨勢

  目前,背光的主流技術(shù)包括:低功耗技術(shù)、輕薄化技術(shù),背光源的色彩管理技術(shù)。LED背光源技術(shù)在各項技術(shù)基礎上向著(zhù)低成本、高質(zhì)量的目標不斷邁進(jìn)。而滿(mǎn)足這一目標的技術(shù)趨勢就是LED背光電視技術(shù)也會(huì )隨著(zhù)消費者需求和市場(chǎng)的接受程度由側光式技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過(guò)渡到直下式白光LED背光電視乃至RGB直下式背光。

  LED發(fā)光單元價(jià)格阻礙了LED背光模塊的普及,而現階段,LED發(fā)光單元價(jià)格走向很大程度上主導著(zhù)LED背光源價(jià)格走向。以大尺寸側光式白光LED背光源為例,背光源成本中,LED燈源部分占整個(gè)背光模塊30%成本,導光板占13%、增亮膜等光學(xué)模材占22%,框架等占25%.

  理論上,LED發(fā)光單元價(jià)格并不高,但是目前上市LED產(chǎn)品價(jià)格卻很高,其關(guān)鍵問(wèn)題就在于LED背光市場(chǎng)還不夠成熟。目前,由于LED諸多參數譬如電壓、亮度、色度等分并極為嚴格,導致產(chǎn)品成本增加,應用廠(chǎng)家的整機性能一致性下降,或者說(shuō)良率也會(huì )下降。這樣一來(lái),LED和LED背光源的成本就會(huì )大大增加,最終延緩了LED背光源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

  伴隨著(zhù)中國大陸6代線(xiàn)、8.5代線(xiàn)等多條高世代產(chǎn)線(xiàn)建成和從2010年第四季度的逐步量產(chǎn),全球TFT-LCD產(chǎn)業(yè)的格局正在重新形成一個(gè)新的版圖,與之對應的LED芯片生產(chǎn)制造格局也在形成規模。

  據LED生產(chǎn)企業(yè)的觀(guān)察,LED產(chǎn)業(yè)也存在類(lèi)似微處理器產(chǎn)業(yè)中的“摩爾定律”.由此可以預見(jiàn),隨著(zhù)LED應用市場(chǎng)不斷拓展,產(chǎn)能的增加,發(fā)光效率的提升,LED背光源的成本將快速下滑,LED背光的成本將會(huì )與市場(chǎng)相互推動(dòng),LED背光的成本下降直接加速了LED背光電視等顯示產(chǎn)品的市場(chǎng)滲透率,而快速增長(cháng)的LED背光電視等顯示產(chǎn)品的市場(chǎng)滲透率又會(huì )使LED背光的成本快速下滑。

  隨著(zhù)大尺寸側光式白光LED電視價(jià)格的下降,客戶(hù)對LED電視的性能、色彩等要求會(huì )越來(lái)越高。早在2006年就有人提出了一種整體上是直下式,而單個(gè)來(lái)看卻是采用側光式的LED,從而提高了其光線(xiàn)利用率,減少了所需LED數目。這種整體直下加局部側光的技術(shù)能夠減少LED數目降低成本,采用區域控制來(lái)降低功耗,或許可能暫時(shí)解決LED價(jià)格高,光效低的問(wèn)題來(lái)實(shí)現LED背光電視或顯示器的市場(chǎng)化,但在色彩上仍然不能達到更好的效果。

  直下式RGB-LED背光源,可大幅度提高液晶顯示的色彩表現。它通過(guò)可以發(fā)出高純度紅色、綠色、藍色光的LED器件,能夠實(shí)現CCFL光源及白光LED不能達到的寬廣色域范圍。目前主流的RGB LED可以使設計的LED背光源達到105%NTSC色域范圍,如果采用性能更加強大的LED器件,則可以實(shí)現130%以上的NTSC色域范圍。除了良好的色域表現力,采用RGB-LED背光可以整合復雜的微處理器控制技術(shù),視頻數字圖像處理技術(shù),有效提升液晶顯示器的對比度,實(shí)現更加精確的色階和層次感更強的畫(huà)面。由于整個(gè)背光源由眾多微小的LED發(fā)光單元組成,所以可以對其中每一個(gè)發(fā)光器件實(shí)現精確的亮度控制,根據原始畫(huà)面特點(diǎn)進(jìn)行小區域內的發(fā)光亮度修正,例如在一幅明暗對比強烈的畫(huà)面中,暗部區域的LED背光可以完全關(guān)閉,而明亮區域的LED背光實(shí)現高亮度輸出。

  另外,由于LED的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展也受限于機械加工技術(shù),數控技術(shù),制備工藝技術(shù)的發(fā)展。目前,生產(chǎn)一批LED,應用到同一臺背光源上有兩種情況:一種是嚴格控制LED分bin,一批LED背光的顯示產(chǎn)品用一個(gè)bin的LED,使背光亮度均勻性達到量產(chǎn)要求;另一種是允許有混binLED,即幾個(gè)bin的LED安裝到一臺背光源上,但需要有亮度校正控制,使其達到均勻性好的效果。對于第一種情況,由于對LED的分并要求嚴格,就等于大大增加了背光成本,現在市場(chǎng)上LED背光源價(jià)格高的一部分原因就是來(lái)源于此。對于第二種情況,正好可以用區域控制技術(shù)和圖像處理技術(shù)來(lái)解決,并且此技術(shù)在直下式背光源上實(shí)現較為容易。

  盡管大尺寸液晶顯示在未來(lái)的幾年還有相當大的市場(chǎng)份額,但針對大尺寸直下式背光源的驅動(dòng)和控制芯片的開(kāi)發(fā)才剛剛有幾年的歷史。針對LED背光源的特點(diǎn),可以將復雜的控制技術(shù)和信號處理技術(shù)融合到背光源技術(shù)中,目前的做法是采用FPGA,各家均有不同的算法和控制方法。隨著(zhù)背光技術(shù)和數字電視技術(shù)的發(fā)展,背光的控制算法及驅動(dòng)方法的規范化,為了降低成本,將背光控制單元、屏顯控制和電視的機芯微處理器由一個(gè)微處理器統一實(shí)現將是一種技術(shù)趨勢。

  在大尺寸LED背光源逐漸走向成熟的同時(shí),中小尺寸LED背光源在顯示領(lǐng)域存在著(zhù)被OLED所替代的風(fēng)險。因為從能源消耗的角度看,有彩膜的TFT-LCD對背光利用率低的弊端與綠色產(chǎn)品的主題是不相符的,而目前中小尺寸的OLED主動(dòng)式發(fā)光技術(shù)卻大有市場(chǎng)前景。

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