LED 背光技术的好伙伴

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  有关LED背光,业界曾发生过一段值得一提的插曲。2012年初,三星将旗下新款液晶电视取名为“LEDTV”,被英国Advertising Standards Authority组织认为违反了该国的广告法(即真实、明确、无误导的原则),最终不得不修改该系列产品在英国电视台的广告用词。的确,从严格意义上来说,三星的LEDTV只是将传统液晶电视的背光改为了LED光源,而不是将LED直接制成成像元件,LEDTV的叫法就显得不够准确。
  简单的一个命名问题波折却不少,其中映射出来的,不是三星在命名问题上的敷衍,而是LED背光对于液晶显示的重要性。
  取代CCFL,LCD进入LED背光时代
  LCD为非发光性的显示装置,需借助背光源才能具备显示功能。背光源性能的好坏除了会直接影响LCD显像质量外,其成本也占LCD模块的3-5%,所消耗的电力更是占到了模块总耗电量的75%,是LCD模块中重要的零组件。随着LCD模组不断向更亮、更轻、更薄、更窄边框方向发展,配合高性能的背光技术就成为重要的考量,LED背光源在这其中脱颖而出,成为目前LCD产品背光源发展的主流。
  据来自市场调查机构数据,至2013年,采用LED背光的大尺寸LCD面板市场占有率已经超过90%,极小一部分产品还继续列装CCFL(冷阴极荧光灯)或HCFL(热阴极荧光灯)背光模组。而这一数据在2008年仅为0.1%。LED背光发展之迅速可想而知。
  相对于采用CCFL、HCFL发光模式,LED背光源的优点是体积小、寿命长,且绿色环保,号称比CCFL省电50%以上。众多优势集于一身,LED背光,乃至小间距LED显示的风光无限自然是情理之中了。
  当LCD产业努力开拓新应用领域的同时,背光技术的高性能化——高亮度、低成本、低功耗、轻薄化——也扮演着至关重要的角色。
  首先,从成像效果上来看,采用LED背光技术的显示屏可以取得足够宽的色域,弥补液晶显示色彩数量不足的缺陷,达到甚至超过Adobe RGB和NTSC色彩标准要求(采用CCFL背光只能实现NTSC色彩区域的78%左右),可显示更为逼真的色彩;同时,因为LED的点光源特性(CCFL为线光源),使LED背光还能实现CCFL无法比及的分区域的色彩和色度调节功能,从而实现更加精确的色彩还原性,画面的动态调整可以使得在显示不同画面时,亮度与对比可以动态修正。
  其次,从成本角度考虑,LED背光也有其优势。LED使用寿命长达6万小时以上,即使7×24小时不间断使用,也能用上7年,这也就意味着,在LCD整机模块主要元器件的生命周期内,不用考虑LED背光模组的寿命问题(这在DLP产品中应用的意义尤其重大,在后面的内容中我们会谈到);长寿命的LED光源也使得DLP拼接墙的维护频率大幅度降低;同时,LED光机采用全固态器件,光学系统中没有动态光圈、色轮等运动部件,降低了因为运动磨损导致的机芯故障的几率,从而大幅提升了LED光源投影机芯的稳定性,而作为固态光源的LED,具有较强的抗压抗震能力,在运输方面也具有极大优势。当然,上面已经提到的能耗方面的优势,也是LED极强竞争力的体现。
  再次,随着环境问题越来越被社会所重视,环保认证的推行也导致含有铅汞成分的CCFL光源产品被大量弃用。而作为半导体组件,LED光源器件可以回收再利用,其中重要的金属元素可以再生使用。
  此外,LED又藉由近两年在亮度上突破性的提高和成本的大幅降低,成为了显示厂商青睐的选择。
  LED背光,搅局大屏拼接市场
  在专业显示领域,尤其是大屏拼接市场,LED背光产品的出现对整个显示格局产生了重大影响。这一点以在边框厚度上的表现最为直接。
  早在2009年,DLP箱体之间的物理拼缝已经控制在了0.5mm之内,PDP拼缝小于3mm,二者在大屏拼接领域拥有巨大优势。而液晶拼接始终悬而不决的拼缝问题在这一年获得突破性进展,NEC 7.3mm拼缝的46英寸超窄边框液晶显示单元的推出,无疑成为LCD拼接应用上的一个创造性突破,三星在随后不久也将DID液晶单元拼缝降至7.3mm。尽管与DLP和PDP的拼缝还有一定的差距,但从此,等离子无缝拼接墙在平板大屏幕拼接市场中长期占据的领导地位开始面临来自超窄边液晶拼接的挑战和冲击,甚至被逼到了墙角。而占据大屏拼接统治地位的DLP,其困扰也随之而来。
  LCD边框厚度的突破,LED背光模块在其中居功甚伟。
  据来自厂家的数据,2013年,市面上采用CCFL背光的LCD拼接产品单边边框厚度仍有4-22mm之多,主要原因就在于CCFL灯管两端的灯丝及管座限制了液晶板的尺寸,而采用LED背光的产品,双边拼缝最窄已经达到5.3mm,LG和松下都已经在其面板应用中实现。
  因为诸如价格优势以及边框厚度持续突破等这些因素,LCD在拼接墙领域异军突起,并最终导致整个市场三足鼎立格局形成。
  当然,DLP的困扰在引入LED背光模组替代UHP灯泡之后,也很大程度上得到缓解。甚至可以说,LED对于DLP背投的显示产品意义更加非凡。
  LED光源DLP机芯的推出,带来了DLP革命性的技术突破。除了超长的使用寿命和更加绿色环保的特性,LED光源的引入,较大程度提高了DLP光机的性能,稳定性更好,可实现色彩和亮度的自动调整,多重防尘技术提升了环境适用性,而且在亮度方面已经开始超过UHP灯泡光源,不仅更好地满足了客户的需求,也进一步拓展了DLP拼接屏的应用领域。据统计,2012年全球LED光源背投产品占所有背投产品比重从2011年的25%上升到约50%,2013年这一比重更是大幅上升,全球各大DLP背投机芯厂商无一例外都推出了自有的LED光源产品。而UHP光源产品只是作为厂商基于国内庞大市场容量以及明显的地区性差异等实际情况的一个考虑,作为一个补充选项继续发挥其作用。
  也许有人会拿DLP背投产品采用LED背光的成本问题说事,诚然,采用LED技术会令DLP拼接墙工程的首次投入上升30%,但是LED光源超过6万小时的寿命,相当于传统汞灯的20倍左右。也就是说客户在DLP拼接墙的全寿命中至少会节省下20个灯泡的更换费用。这笔费用不仅足可以抵消采用LED背光技术造成的DLP拼接单元成本的上升,还可以省下更多的隐形投入。
  无论是作为成像元件本身,还是作为背光源,LED的出现对于大屏显示市场而言都具有重大意义。有人视其为搅局者;有人将之看成救命草;有人不以为意,仅将之看作是过渡光源类型(更有激光、OLED等来势汹汹);有人则以此为契机大力发展。
  如此众生相所折射出来的,是大屏显示市场的极大繁荣和进步。
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