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剖析:LED液晶电视节能技术

2020-01-18 05:05

  作为一种新型的显示技术,其实很早就已经在其他领域得到普及和应用。由于其技术运用成本高、技术难度大,在领域没有得到广泛的应用和普及,一直都被消费者视为概念型产品。而这以颈瓶,经过数年的研发和实际运用,在09年彻底突破,不仅将整机的成本控制到最低,更是让消费者体验到了新型显示技术带来的视觉冲击感。

  从最初的概念产品,到现今的普及型产品,led电视已经赢得了广大消费者的喜爱。在LED节能电视普及之际,我们不妨一起来全新认识一下最新型的,让大家对LED电视有更加深刻了解,在选择时更加具有针对性。

  LED(LighyEmittingDiode),又称发光二极管,它们利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。

  LED发光过程包括三部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电机w数电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量最多,桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙,从而能够发出不同颜色的光。

  打个比方,LED就像一个汉堡,可以发光的材料是夹层中的“肉饼”,而上下的电极就是夹肉的面包。而通过对其中发光材料的研究,人们逐渐开发出各种光色、光效率越来越高的LED元件,但是无论怎么变化,LED总的发光原理和结构都没有发生太大的变化。

  led照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前,已商品化的白光LED多是二波长,即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED,即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光,它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LED背光源等市场。

  由于LED的优良发光特性,色彩饱和度较佳,响应时间极快,漏光效果较弱。通过增加对比、进行区域控制等手段,性能要大大优于冷阴极荧光灯(CCFL)。而且冷阴极荧光灯含有汞等有害物质,LED相较之下更具环保优势。

  目前LED技术在液晶领域的应用,主要是利用LED发光元件替代以前的CCFL荧光灯光源,作为液晶显示设备的背光源,按照LED发出的光源色彩,分成白光LED背光源和RGB-LED背光源两种。

  在LED发出的光源色彩中,实现了可发出白色光的目标。在液晶显示设备的成像原理中,背光源发出的白光,经过液态晶体层后,再通过R/G/B彩色滤光膜,变成独立的原色。在这一过程中,决定最后液晶显示设备色彩的关键并不是液态晶体层,而是背光源的发光质量。背光源的光谱中RGB每种原色光的纯度越高,在最后才能还原出越纯正的原色,只有还原出纯正的RGB三原色,才能调配出纯正而且真实的色彩效果。

  采用白光LED的还可以有效降低液晶面板的厚度,实现产品超薄化。在液晶显示设备中,LED背光灯板的形状与尺寸会按照液晶面板的形状及尺寸不同而设计。LED背光灯板基本上是长方形或长条形的。它有侧部发光及底部发光两种基本结构。侧部发光的结构主要用于狭长条形的背光灯板(一般长度大于2倍的高度);而底部发光结构主要用于长度与宽度相差不多的背光灯板。LED点亮时,光线射入透明有机玻璃,使整个发光面都可以看到亮光,这称为边光效应。有机玻璃顶部做成微珠粒状,可使整个发光面的光线更均匀。有机玻璃的顶部有一层乳白色透明塑料膜,可使发出的光更为柔和。背光灯板两侧边用银色遮光胶带封住。每个LED发光单元列有两个串联的二极管,若干列组成LED阵列(视背光灯板的长度而定)。

  在上面我们提到了,LED除了白光之外,还有一种采用可以发出R/G/B三种单色光的LED背光源技术。由于RGB三原色可以调配出自然界中任何一种色彩,也被广泛应用于液晶电视上。

  RGB-LED背光源是通过可以发出高纯度红色、绿色、蓝色光的LED元件,实现传统CCFL光源不能达到的宽广色域范围。目前主流的RGB-LED背光源已经可以达到105%的NTSC色域范围,而且只要采用性能更加强大的LED器件,目前已经可以实现120%以上的NTSC色域范围。这点对于以还原图像为主的电视机而言,将是一个非常有效的提升画质的手段。

  RGB-LED背光源除了更加良好的色域表现力,还可以有效提升电视机的对比度,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变成可能,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将是以往采用CCFL光源的液晶电视所不能比拟的。

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