LED背光源液晶電視的特點及優(yōu)勢是什么

日前，市面上出現(xiàn)了LED液晶電視與LED電視兩類平板彩電，其外觀差異不大。由于LED電視是一種能耗更低、機身更薄，圖像效果更好的新一代電視，所以有不少電視廠商把LED液晶電視以LED電視的名義來進行宣傳，以混淆是非。事實上，LED液晶電視是“LED背光源液晶電視”的簡稱，顧名思義，該類電視還是屬于液晶電視的一個分支，它只不過把普通液晶電視中的CCFL背光源換成LED背光源而已。

一、LED電視特點簡述

LED電視是用LED直接成像的，采用主動發(fā)光原理。彩色的LED顯示屏用R／G／B三個LED管組成一個像素點，通過控制每一個像素點的亮／滅來實現(xiàn)圖像的顯示，其成像的原理和同樣是主動發(fā)光的等離子非常相似。LED電視內(nèi)部無背光燈電路，整機很?。s2cm），如圖1所示。目前，雖然LED電視圖像效果及能效均優(yōu)于液晶電視，但價格較高，所以目前銷量比液晶電視小得多，其取代液晶電視還有一段時間。

二、何為LED背光源

從原理上看，液晶顯示有些像是街頭廣告燈箱，背后的光源經(jīng)過一定擴散，均勻地照射在繪有畫面的透明膠片上，從而透射出亮麗的畫面。液晶板就像是那層膠片，只不過它的畫面是變化的，如圖2所示。

傳統(tǒng)的液晶顯示設(shè)各采用CCFL（冷陰極熒光燈，Cold Cathode Fluorescent Lamps）作為光源，雖然名字很專業(yè)，但我們把它理解為家用的日光燈，只不過燈管非常細(xì)，如圖3所示。

LED背光源就是用LED發(fā)光二極管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熒光燈（CCFL），從而作為液晶電視的背光源。簡單地說，就是將原是充滿惰性氣體的熒光燈換成了內(nèi)含發(fā)光二極管的燈管，如圖4所示。當(dāng)然，在實際應(yīng)用中，發(fā)光二極管不一定做成燈管狀，還可排成陣列。如圖5所示。

三、LED發(fā)光原理簡介

LED是英文Light Emitting Diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上（如圖6所示），四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。

發(fā)光二極管的核心是由P、N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為PIN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注人，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，簡稱LED。當(dāng)LED處于正向?qū)顟B(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線Ⅱ光的強弱與電流有關(guān)。

在視頻領(lǐng)域，人們一般用NTSC作為衡量視頻設(shè)各的色彩還原特性的標(biāo)準(zhǔn)。這個指標(biāo)是指在整個色彩空問內(nèi)，顯示設(shè)備能在各種色彩上顯示到何種飽和度，就是能夠顯示到什么程度的藍色、綠色、紅色。傳統(tǒng)的液晶電視通常采用冷陰極熒光燈（CCFL）作為光源。在日常生活中，經(jīng)常見到很多物體在日光燈下的色彩都有所失真，這是因為日光燈發(fā)出的光線不是真正意義上的白光，所以顯示顏色不夠豐富，色彩還原度差，能夠覆蓋的色域范圍只有NTSC標(biāo)準(zhǔn)的65％～75％。LED背光源能把液晶電視的色域范圍擴展到NTSC標(biāo)準(zhǔn)的105％，基本上可以重現(xiàn)自然界場景色彩。

四、LED背光源的組成方案

在用LED作背光源時，有兩種方案：一是采用RGB－LED，二是采用白光LED。

用RGB一LED組成背光源時，部分按照明1∶1∶1的數(shù)量，即每個單元分別由1只紅色、藍色和綠色LED組成，如圖7所示。目前，最常見的方案是每個單元由1只紅色、1只藍色和2只綠色LED組成。因為這組合方式能有效地避免LED在發(fā)光效率上的差異。

采用RGB-LED背光源電視的優(yōu)點主要在于色彩表現(xiàn)力和對比度兩方面較好。這是因為采用RGB三原色獨立發(fā)光元件，其色域范圍能超過NTSC的120％，部分機型可達150％，完全達到或者超越了等離子電視的水準(zhǔn)。RGB一LED電視支持背光區(qū)域調(diào)整技術(shù)，亮度調(diào)節(jié)很容易實現(xiàn)，因此在對比度方面，往往能夠達到非常高的動態(tài)對比度，這能極大地提升圖像質(zhì)量。

RGB－LED電視雖然性能不錯，但也存在以下缺點：一是成本方面沒有優(yōu)勢；二是需要單獨的調(diào)光電路和更好的散熱結(jié)構(gòu)，這也會在一定程度上導(dǎo)致電視結(jié)構(gòu)復(fù)雜。另外，在該背光源中，如果其中一只壞了，則該點圖像亮度就明顯異常。

白光LED相對于RGB－LED就簡單多了，它用只能發(fā)出白色光線的LED光源代替CCFL熒光管。由于白光LED不像RGB－LED那樣需要涉及背光源的調(diào)光，因此在電路結(jié)構(gòu)方面的要求相對不高。雖然白光LED色彩表現(xiàn)上不如RGB－LED，但比CCFL燈管好，加之每只LED在發(fā)光上可以互相補充，即使某只LED損壞，也基本能保證亮度的均勻，加之成本上的優(yōu)勢，因此白光LED已成為普及型LED液晶電視的優(yōu)選方案。

五、LED背光源的安裝方式

在LED背光源的安裝中，按人射位置可分為直下式（將顯示屏的整個背面換成LED）與側(cè)人式（周邊放上LED）兩大類。

直下式背光源安裝簡單，不需要導(dǎo)光板，LED陣列置于燈箱底部，從LED發(fā)出的光經(jīng)過底面和側(cè)面反射，再通過表面的擴散板和光學(xué)模組均勻射出，如圖8所示。

直下式背光源的厚度由燈箱底部和散射板的距離決定，通常厚度越厚，背光源的光均勻性就越好。在背光源較薄的情況下，色彩和亮度均勻性就成了直下式背光源的技術(shù)關(guān)鍵。LED燈的光場分布類型對背光源的色彩和亮度均勻性起著重要作用。目前，背光源所用LED燈通常有朗伯型和邊發(fā)射型兩種。由于邊發(fā)射型LED更有利于背光源的光均勻性，直下式背光源大都采用邊發(fā)射型LED，但不宜采用大角度邊發(fā)射LED，這是因為其中問光強偏低，易造成暗斑，影響背光源的均勻性。

側(cè)入式是指將LED安裝在經(jīng)過特殊設(shè)計的導(dǎo)光板側(cè)邊。如圖9所示。因光源置于導(dǎo)光板側(cè)邊，后面只需反射片即可，這樣就可以把電視做得很薄，但這種方式的光源利用率較低，且越薄利用率越低，最大約50％。

六、LED背光源的優(yōu)點

1.工作電壓低

LED使用低壓電源，供電電壓在5V～24V之間，因此省略了冷陰極背光的升壓電路，電源的安全系數(shù)大為提高，特別適用于公共場所。同時，其供電模塊的設(shè)計也頗為簡單。

2. 高效低耗

采用LED背光源的液晶彩電的功率比采用CCFL背光源的同尺寸液晶彩電低1／3，甚至更多，這更是等離子彩電無法比擬的。如果采用動態(tài)LED背光源，則47英寸的LED背光源液晶電視最低功耗可低至10W .

另外，LED的壽命高達10萬小時（光衰為初始的50％），穩(wěn)定性高，且無水銀之類的有毒物質(zhì)，綠色環(huán)保。

3. 響應(yīng)時間短，抗震性好

傳統(tǒng)CCFL燈管的發(fā)光頻率較低，動態(tài)場景可能產(chǎn)生畫面跳動，而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)運動畫面。另外，平面狀結(jié)構(gòu)讓LED擁有穩(wěn)固的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，抗震性能極高，遠強于CCFL燈管。

4. 亮度、對比度調(diào)節(jié)范圍寬

LED亮度調(diào)整范圍大，不像CCFL的最低亮度存在一個門檻。LED背光白平衡的同時可以很好的保證整體對比度、亮度。LED是一種平面狀光源，最基本的發(fā)光單元是邊長3mm～5mm的正方形小片，很容易組合在一起成為既定面積的面光源，并且其亮度具有很高的均勻性，同時所需的輔助光學(xué)組件也非常簡單。