從概念到普及 LED電視節(jié)能技術(shù)剖析
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伴隨著液晶顯示技術(shù)的飛速發(fā)展,如今,各種尖端顯示技術(shù)在液晶電視領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用??v觀近兩年液晶顯示技術(shù),LED背光源技術(shù)的誕生,毫無(wú)疑問(wèn)是液晶電視技術(shù)上的一大突破。LED憑借著其節(jié)能環(huán)保、畫(huà)質(zhì)色彩出眾、輕薄等優(yōu)秀特色,成為近兩年以來(lái)最熱門(mén)的關(guān)鍵詞之一。
LED作為一種新型的顯示技術(shù),其實(shí)很早就已經(jīng)在其他領(lǐng)域得到普及和應(yīng)用。由于其技術(shù)運(yùn)用成本高、技術(shù)難度大,在液晶電視領(lǐng)域沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用和普及,一直都被消費(fèi)者視為概念型產(chǎn)品。而這以頸瓶,經(jīng)過(guò)數(shù)年的研發(fā)和實(shí)際運(yùn)用,在09年徹底突破,不僅將整機(jī)的成本控制到最低,更是讓消費(fèi)者體驗(yàn)到了新型顯示技術(shù)帶來(lái)的視覺(jué)沖擊感。
從最初的概念產(chǎn)品,到現(xiàn)今的普及型產(chǎn)品,LED電視已經(jīng)贏得了廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。在LED節(jié)能電視普及之際,我們不妨一起來(lái)全新認(rèn)識(shí)一下最新型的LED節(jié)能技術(shù),讓大家對(duì)LED電視有更加深刻了解,在選擇時(shí)更加具有針對(duì)性。
LED基本技術(shù)原理
LED(LighyEmittingDiode),又稱(chēng)發(fā)光二極管,它們利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,當(dāng)兩端加上正向電壓,半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合,放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見(jiàn)光。
LED發(fā)光過(guò)程包括三部分:正向偏壓下的載流子注入、復(fù)合輻射和光能傳輸。微小的半導(dǎo)體晶片被封裝在潔凈的環(huán)氧樹(shù)脂物中,當(dāng)電子經(jīng)過(guò)該晶片時(shí),帶負(fù)電的電子移動(dòng)到帶正電的空穴區(qū)域并與之復(fù)合,電子和空穴消失的同時(shí)產(chǎn)生光子。電子和空穴之間的能量(帶隙)越大,產(chǎn)生的光子的能量就越高。光子的能量反過(guò)來(lái)與光的顏色對(duì)應(yīng),可見(jiàn)光的頻譜范圍內(nèi),藍(lán)色光、紫色光攜帶的能量最多,桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由于不同的材料具有不同的帶隙,從而能夠發(fā)出不同顏色的光。
打個(gè)比方,LED就像一個(gè)漢堡,可以發(fā)光的材料是夾層中的“肉餅”,而上下的電極就是夾肉的面包。而通過(guò)對(duì)其中發(fā)光材料的研究,人們逐漸開(kāi)發(fā)出各種光色、光效率越來(lái)越高的LED元件,但是無(wú)論怎么變化,LED總的發(fā)光原理和結(jié)構(gòu)都沒(méi)有發(fā)生太大的變化。
LED照明光源的主流將是高亮度的白光LED。目前,已商品化的白光LED多是二波長(zhǎng),即以藍(lán)光單晶片加上YAG黃色熒光粉混合產(chǎn)生白光。未來(lái)較被看好的是三波長(zhǎng)白光LED,即以無(wú)機(jī)紫外光晶片加紅、藍(lán)、綠三顏色熒光粉混合產(chǎn)生白光,它將取代熒光燈、緊湊型節(jié)能熒光燈泡及LED背光源等市場(chǎng)。
LED不同技術(shù)類(lèi)型特點(diǎn)
由于LED的優(yōu)良發(fā)光特性,色彩飽和度較佳,響應(yīng)時(shí)間極快,漏光效果較弱。通過(guò)增加對(duì)比、進(jìn)行區(qū)域控制等手段,性能要大大優(yōu)于冷陰極熒光燈(CCFL)。而且冷陰極熒光燈含有汞等有害物質(zhì),LED相較之下更具環(huán)保優(yōu)勢(shì)。
目前LED技術(shù)在液晶領(lǐng)域的應(yīng)用,主要是利用LED發(fā)光元件替代以前的CCFL熒光燈光源,作為液晶顯示設(shè)備的背光源,按照LED發(fā)出的光源色彩,分成白光LED背光源和RGB-LED背光源兩種。
在LED發(fā)出的光源色彩中,實(shí)現(xiàn)了可發(fā)出白色光的目標(biāo)。在液晶顯示設(shè)備的成像原理中,背光源發(fā)出的白光,經(jīng)過(guò)液態(tài)晶體層后,再通過(guò)R/G/B彩色濾光膜,變成獨(dú)立的原色。在這一過(guò)程中,決定最后液晶顯示設(shè)備色彩的關(guān)鍵并不是液態(tài)晶體層,而是背光源的發(fā)光質(zhì)量。背光源的光譜中RGB每種原色光的純度越高,在最后才能還原出越純正的原色,只有還原出純正的RGB三原色,才能調(diào)配出純正而且真實(shí)的色彩效果。
采用白光LED的還可以有效降低液晶面板的厚度,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品超薄化。在液晶顯示設(shè)備中,LED背光燈板的形狀與尺寸會(huì)按照液晶面板的形狀及尺寸不同而設(shè)計(jì)。LED背光燈板基本上是長(zhǎng)方形或長(zhǎng)條形的。它有側(cè)部發(fā)光及底部發(fā)光兩種基本結(jié)構(gòu)。側(cè)部發(fā)光的結(jié)構(gòu)主要用于狹長(zhǎng)條形的背光燈板(一般長(zhǎng)度大于2倍的高度);而底部發(fā)光結(jié)構(gòu)主要用于長(zhǎng)度與寬度相差不多的背光燈板。LED點(diǎn)亮?xí)r,光線射入透明有機(jī)玻璃,使整個(gè)發(fā)光面都可以看到亮光,這稱(chēng)為邊光效應(yīng)。有機(jī)玻璃頂部做成微珠粒狀,可使整個(gè)發(fā)光面的光線更均勻。有機(jī)玻璃的頂部有一層乳白色透明塑料膜,可使發(fā)出的光更為柔和。背光燈板兩側(cè)邊用銀色遮光膠帶封住。每個(gè)LED發(fā)光單元列有兩個(gè)串聯(lián)的二極管,若干列組成LED陣列(視背光燈板的長(zhǎng)度而定)。
在上面我們提到了,LED除了白光之外,還有一種采用可以發(fā)出R/G/B三種單色光的LED背光源技術(shù)。由于RGB三原色可以調(diào)配出自然界中任何一種色彩,也被廣泛應(yīng)用于液晶電視上。
RGB-LED背光源是通過(guò)可以發(fā)出高純度紅色、綠色、藍(lán)色光的LED元件,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)CCFL光源不能達(dá)到的寬廣色域范圍。目前主流的RGB-LED背光源已經(jīng)可以達(dá)到105%的NTSC色域范圍,而且只要采用性能更加強(qiáng)大的LED器件,目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)120%以上的NTSC色域范圍。這點(diǎn)對(duì)于以還原圖像為主的電視機(jī)而言,將是一個(gè)非常有效的提升畫(huà)質(zhì)的手段。
RGB-LED背光源除了更加良好的色域表現(xiàn)力,還可以有效提升電視機(jī)的對(duì)比度,實(shí)現(xiàn)更加精確的色階和層次感更強(qiáng)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(duì)其中每一個(gè)發(fā)光器件實(shí)現(xiàn)精確的亮度控制。根據(jù)原始畫(huà)面特點(diǎn)進(jìn)行小區(qū)域內(nèi)的發(fā)光亮度修正變成可能,例如在一幅明暗對(duì)比強(qiáng)烈的畫(huà)面中,暗部區(qū)域的LED背光可以完全關(guān)閉,而明亮區(qū)域的LED背光實(shí)現(xiàn)高亮度輸出,由此帶來(lái)的對(duì)比度提升效果將是以往采用CCFL光源的液晶電視所不能比擬的。
LED技術(shù)的其他優(yōu)勢(shì)
通過(guò)前面對(duì)LED技術(shù)類(lèi)型的介紹,相信大家對(duì)LED已經(jīng)有了初步的了解。不過(guò)作為一種新型的顯示技術(shù),僅靠了解其技術(shù)原理是不夠的,運(yùn)用LED背光源技術(shù)的產(chǎn)品相比普通液晶電視產(chǎn)品的區(qū)別、優(yōu)勢(shì)在哪里,可能是很多朋友更為關(guān)心的。下面我們就以LED所具備的優(yōu)秀特色為出發(fā)點(diǎn),為大家簡(jiǎn)單的介紹一下LED技術(shù)目前相比傳統(tǒng)液晶電視所具備的優(yōu)勢(shì)。
LED作為L(zhǎng)CD的背光源,與傳統(tǒng)背光技術(shù)相比,LED背光源有更高的色域范圍,色彩還原好,其色彩表現(xiàn)力強(qiáng)于CCFL背光源,可對(duì)顯示色彩范圍不足的液晶技術(shù)起到很好的彌補(bǔ)作用;LED的使用壽命長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí),即使每天連續(xù)使用10個(gè)小時(shí),也可以連續(xù)使用27年,大大延長(zhǎng)了液晶電視的使用壽命,從而獲得對(duì)等離子技術(shù)壓倒性的優(yōu)勢(shì)。
與此同時(shí),LED作為一項(xiàng)尖端的顯示技術(shù),亮度調(diào)整范圍非常大,實(shí)現(xiàn)LED功率控制很容易,不像CCFL的最低亮度存在一個(gè)門(mén)檻,因此,無(wú)論在明亮的戶(hù)外還是全黑的室內(nèi),用戶(hù)都很容易把顯示設(shè)備的亮度調(diào)整到最?lèi)偰康臓顟B(tài)。[!--empirenews.page--]
除了在節(jié)能、色域范圍的優(yōu)勢(shì)外,LED背光源還有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)CCFL燈管的閃爍發(fā)光頻率較低,表現(xiàn)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景可能產(chǎn)生畫(huà)面跳動(dòng),但是LED背光可以靈活調(diào)整發(fā)光頻率,而且頻率大大高于CCFL,因此能完美地呈現(xiàn)運(yùn)動(dòng)畫(huà)面。
LED背光源能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)色彩管理,由于紅綠藍(lán)3色獨(dú)立發(fā)光,容易精確控制目前的顯示色彩特性,還可以調(diào)整背光白平衡,同時(shí)保證整體對(duì)比度,當(dāng)用戶(hù)的視頻源在計(jì)算機(jī)和DVD機(jī)間切換時(shí),可以輕松在9600K和6500K間調(diào)整白平衡,而且不會(huì)犧牲亮度和對(duì)比度。
LED是一種平面狀光源,最基本的發(fā)光單元是3~5mm邊長(zhǎng)的正方形,封裝后極容易組合在一起成為既定面積的面光源,具有很好的亮度均勻性。作為液晶電視的背光源,所需的輔助光學(xué)組件可以做得非常簡(jiǎn)單,屏幕亮度均勻性更為出色。
LED使用的低壓電源,十分安全,供電模塊的設(shè)計(jì)也頗為簡(jiǎn)單。同時(shí),沒(méi)有任何射線產(chǎn)生,也沒(méi)有水銀之類(lèi)的有毒物質(zhì),是綠色環(huán)保光源。另外,平面狀結(jié)構(gòu)讓LED擁有穩(wěn)固的內(nèi)部結(jié)構(gòu),抗震性能也很出色。
LED電視的市場(chǎng)趨勢(shì)
LED作為目前液晶電視發(fā)展的一項(xiàng)核心技術(shù),LED前景非常好,技術(shù)來(lái)資金方面都已成規(guī)模,而且隨著環(huán)保意識(shí)的普及,節(jié)約環(huán)保的LED已經(jīng)成為市場(chǎng)和社會(huì)的寵兒,很多政府部門(mén)對(duì)其都引起非常高的重視。
目前我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入發(fā)展期,上游生產(chǎn)企業(yè)主要有深圳方大、上海藍(lán)光、江西聯(lián)創(chuàng)等,中游生產(chǎn)企業(yè)主要有深圳量子、河北鑫谷、杭州創(chuàng)元等,下游生產(chǎn)企業(yè)主要有廈門(mén)華聯(lián)、佛山光電等??萍疾恳雅鷾?zhǔn)將在上海、大連、南昌、廈門(mén)、深圳5地建立LED產(chǎn)業(yè)化基地,不過(guò)這其中大部分是作半導(dǎo)體照明之用。
在電視廠商中,前段時(shí)間,海信宣布建立一條LED模組生產(chǎn)線。此后,清華同方也表示將募資20億元重點(diǎn)投入LED。這一兩年內(nèi),海信、康佳、三星、清華同方、LG、索尼、夏普都推出了LED電視。
三星電子中國(guó)總部彩電產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)部長(zhǎng)李明旭在接受專(zhuān)訪時(shí)表示,LED背光源技術(shù)相對(duì)CCFL來(lái)說(shuō),擁有亮度高、工作電壓低、功耗小等諸多優(yōu)點(diǎn),雖然成本相對(duì)較高,但量產(chǎn)后成本會(huì)下降,而且肯定會(huì)有消費(fèi)群。據(jù)其透露,目前LED電視的成本已經(jīng)較之先前降了很多,2009年成本有望進(jìn)一步下降,與普通CCFL的成本差距將進(jìn)一步減小。
在3月份,三星一舉推出多款LED電視,在發(fā)布會(huì)上首發(fā)的LED電視在尺寸方面包括40英寸、46英寸、55英寸的產(chǎn)品,型號(hào)已經(jīng)確定為6000/7000/8000系列,目前6000/7000系列LED液晶電視已經(jīng)在中國(guó)市場(chǎng)正式亮相。
劉全恩也表示,前兩年液晶電視在采用LED背光源技術(shù)上得到突破,研究出大量降低LED使用數(shù)量的技術(shù),可將52英寸液晶電視面板所需LED數(shù)量從原來(lái)1000多個(gè)下降到30多個(gè),大大降低了成本。相信LED背光源一定能在液晶電視機(jī)上得到更廣泛應(yīng)用,使液晶電視的圖像質(zhì)量達(dá)到新的水平。
據(jù)了解,目前海信、三星、索尼、夏普等廠商最早介入LED電視的研發(fā)并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的批量上市,盡管目前市場(chǎng)上的LED比傳統(tǒng)電視價(jià)格稍高,但在中外主流平板電視制造企業(yè)大力推廣和宣傳下,消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)LED電視的認(rèn)知度不斷提升,已投放市場(chǎng)的LED產(chǎn)品出現(xiàn)了熱銷(xiāo)場(chǎng)景。