LED液晶电视结构原理剖析
导读: 毋庸置疑,时下液晶面板与液晶电视技能现已到达登峰造极的境地,并现已成为大屏幕平板电视商场最为抢眼的家庭消费产品。
毋庸置疑,时下液晶面板与液晶电视技能现已到达登峰造极的境地,并现已成为大屏幕平板电视商场最为抢眼的家庭消费产品。因而,在近两年中,简直一切更新客厅电视的选购目光都会集到液晶电视。或许,液晶电视的好戏只是才是开端,因为更牛的LED电视现已闪亮上台了。在未来二三年内,LED电视将会像液晶电视相同遍及运用。
液晶结构
值得注意的是,咱们现在所说的LED电视,其实仍是液晶电视。真实意义上的LED电视屏幕应该是LED面板,可是现在LED面板生产技能还不行老练。现在咱们所知道的LED电视,屏幕仍然是液晶面板,只不过是由LED背光模组代替了传统背光源罢了。尽管这只是是背光源的改换,可是得益于LED光源的优异特性,却能大幅度进步液晶电视的色域值,使液晶电视在较低的功耗下完结更高的亮度和颜色饱和度,以及动画体现力。
小灯管大神通
LED即发光二极管,英文全称为Light-EmitTIng-Diode。这一全固体冷光源技能有三大明显长处:一是作业电压低,耗电量少。一般来说,LED的作业电压是2-3.6V,作业电流是0.02-0.03A,电能耗费不逾越0.1W;二是高亮度、低热量、功能安稳,寿命长(一般为10 万到1000万小时);三是重量轻,体积小、抗冲击、耐振荡性强、成本低。
发光二极管的结构
发光二极管的结构首要由PN结芯片、电极和光学系统组成。LED的心脏是一个半导体的晶片。它由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里边空穴占主导地位;另一部分是N型半导体,在这边首要是电子。整个晶片被环氧树脂封装起来。当电流经过导线作用于这个晶片的时分,电子就会被面向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的方法宣布能量。而光的波长也便是光的颜色,是由构成P-N结的资料决议的。
因为不同资料的LED会宣布不同颜色的光线,并且在各种颜色上都包括满足的能量,所以组合不同的LED能够构成共同的光源,能够用做照明、广告灯饰、大幅面显现屏,一起也是液晶电视和液晶电视以及投影机等视频终端的一种抱负背光源。
前期的赤色LED每瓦大约能供给0.1流明(lumens)的输出光通量,比一般的60至100瓦白炽灯的15流明要低上100倍。全球第一款商用化发光二极管(LED)是在1965年用锗资料作成的,其单价为45美元。随后不久Monsanto和惠普公司也推出了用GaAsP资料制造的商用化LED。1968年,LED的研制取得了突破性发展,运用氮掺杂工艺使GaAsP器材的功率到达了1流明/瓦,并且能够宣布红光、橙光和黄色光。
在20世纪70年代其间,LED研讨开端主攻数字与文字显现,如液晶、等离子体和真空荧光管显现器。20世纪80年代,AlGaAs开宣布新的LED,它能以每瓦10流明的发光功率宣布红光。1991年至2001年期间,LED技能重大突破,这些LED能够宣布绿光、蓝光或紫罗兰等颜色,光通量进步了近20倍,使显现屏能够显现真彩、全运动的视频图画。
现在,三星电子、三星SDI、LG飞利浦都十分重视自动矩阵AMOLED(AcTIve Matrix/Organic Light EmitTIng Diode)有机发光二极体面板(AMOLED)的开发。该自动矩阵面板被称为下一代显现技能,它具有三大优势:无需背光灯;颜色饱和度更大;能够到达IPS或许VA面板的180度可视视点。假如AMOLED产品成本能够得到有用操控的话,那么传统的LCD面板技能将遭到极大应战,不过这还有一段很长的路要走。
LED背光源的技能优势:安全环保,色域增大
LED具有多波长的特性,可按照需求生产出共同的波长,及运用电路规划来完结亮度操控。以LED作为液晶电视背光源,不只彻底符合绿色环保的时髦,并且能够处理液晶电视的色域问题,并具有节能和延伸液晶电视运用寿命的优势。
在以CCLF冷阴极荧光灯作为背光源的LCD中,其所不能短少的一个首要元素便是汞,这也便是我们所了解的水银,而这种元素无疑是对人体有害的。尽管现在厂商在下降荧光管中的汞含量现已做了很大尽力,可是仍然不能彻底处理无汞所带来新技能问题。而发光二极管不含汞,以LED作为液晶电视背光源,彻底符合绿色环保的时髦。
众所周知,液晶面板自身并不发光,有必要透过背光的光线才能够显现画面,其颜色的复原规模首要取决于面板的偏光板、背光灯管、三原色滤光膜、液晶分子粘滞性这四项颜色复原目标。传统的CCFL背光技能,因为存在萤光原料的约束,灯管红光呈现才能偏弱,所调配的五颜六色滤光片的混色作用也较差,只能完结NTSC 65-75%的NTSC颜色区域。现在的干流液晶产品,无论是TN类面板仍是VA,或许IPS类面板,它们在面板构成都没有底子不同,因而都不能供给优异的颜色作用,终究呈现的画面总是灰蒙蒙的。因而,近年各大显现器厂商都致力于新的背光技能的研制,以进步显现色域,完结传神的高清晰显现。
现在进步液晶显现色域的办法首要有添加液晶面板的原色数目与改善背光两类技能。
添加液晶面板的原色数目的办法,一般经过选用多颜色色滤光片,来增大色域规模。奇美电子在相同运用CCFL作为背光灯源的模组根底下,选用4色以上多色滤光片来作为颜色体现,即分别在原有的R(赤色)、G(绿色)和B(蓝色)3色上,添加了追加了Y(黄色)和C(青色)的5色滤光片的面板。这样的规划,尽管能扩展液晶面板颜色体现规模,色域规模可进步到115%NTSC-109%NTSC,可是却仍然不能CCFL背光的先天约束。
从现在液晶面板的多种进步印象体现才能的背光技能运用来看,LED背光源是新一代液晶电视的最佳挑选,因而最近二三年国际各大显现生产商的目光也都会集在“LCD”这个焦点上,并纷繁推出了传统显现器不行比较的LED背光源显现器。例如,三星为专业级用户量身打造的XL30液晶电视,其色域到达了惊人的123%。
功耗低寿命长
LED内部驱动电压远低于CCFL,功耗比大约为10:1。CCFL沟通电压要求相对较高,启动时到达1500~1600 Vac,然后安稳至700或800Vac,而LED只在12~24Vdc或更低电压下就能作业。因而,选用LED背光源的液晶电视,功耗和安全性大大优于CCFL。例如优派推出的VLED221wm背光源液晶电视,耗电功率仅36W。
传统CCFL被光源的液晶电视,额外运用寿命(半亮)一般来在8000~100000小时之间,而LED背光源的液晶电视的运用寿命则能够到达CCFL的两倍左右。当然,LED背光源的运用寿命还遭到散热办理方面的影响,现在这一技能还不行完善。
高色域LED背光模组姗姗降临
LED背光液晶示器比传统背光液晶示器有更高的色域,而高色域(Color Gamut)背光技能液晶电视的技能要害在三色或多色背光模组,现在这一技能运用现已到达商业化。
从理论上来说,液晶电视的色域越大,RGB三原色就越艳丽,进步液晶电视颜色规模与饱和度的办法是进步背光亮度和液晶的透光度。传统液晶电视的背光亮度和透光度比低,因而所能显现的三原色不行艳丽。选用三色或多色LED作为背光源,能够大大进步RGB子象素的色纯度,在混色的体现上并不会呈现部分色域窄化的问题,尤其在红光的部分,能够获得十分广大的色再现规模,也不会形成相似CCFL所呈现不纯辉线的subpeak。
日本LEIZ所宣布的三色LED背光模组,可到达NTSC的100%色域。该LED背光模组运用了40颗高亮度的三色LED,并且在模组两头设置了Heatsink,让三色LED在模组内进行混光,可为液晶电视显现供给满足的的光源。
2004年末,SONY推出的由R、G、B三色LED作为背光源的显现器,其RGB三色LED色域体现逾越CCFL的150%,一起也逾越了CRT显现器颜色体现。
三菱电机与三星都现已成功开发6色LED背光模组和6颜色色滤光片面板新技能。三星6色LED背光源,以场序交互点灯方法将显现时刻错开,顺次翻开R(红)、G(绿)、B(蓝)LED,解析度为1366×768、亮度为500cd/㎡,1000:1的对比度,颜色体现到达了NTSC标准的110%。三菱电机6色LED背光源,则运用LED不同的波长来到达6种不同的颜色,其23英寸显现器,蓝光与红光LED各运用26颗,而绿光LED则运用了56颗。该产品解析度为1280×768,亮度为80cd/m2,sRGB色域进步到了175%,能够包括自然界物体颜色的96%。耗电量82W,相当于相同亮度旧式液晶面板耗能的60%。