可提高液晶電視LED背光效率的技術
發布時間:2008/8/23 0:00:00 訪問次數:557
過去都是采用白色led作為背光,為得到更好的色域表現能力,改為采用rgb三色的led來混合成白色,但是這樣做需要更多的led。而且由于本來就需要顯示彩色,完全沒有必要先將rgb的彩色混成白色,再用rgb濾色片濾出彩色。為此三星公司推出了一種無濾色片的場順序rgb led背光技術。
用場順序方法除去濾色片
但是,想要直接用rgb的led來取代濾色片看上去好像很簡單,其實是不可能的。因為濾色片是把每一個像素都分成三種不同顏色的子像素,如果直接用三種顏色的led來取代濾色片,就必須采用小到和子像素尺寸一樣大的led來照射每一個子像素,才不會使紅光照到綠光的子像素上。這樣,led的個數就要幾百萬個之多。為維持像素數不變,唯一的方法是重復使用這些像素,也就是采用時分復用制。這樣只要順序地發射出紅光、綠光、藍光,同時控制每個像素的薄膜晶體管(tft),使其相應地按照該像素在這種顏色時所應當具有的的強度來開啟液晶光閥。但是,要順序地發出紅、綠、藍三種顏色,并能形成一個彩色的視頻圖象,就必須利用人眼的視覺殘留作用。只要這三種顏色順序重復的周期小于人眼的視覺殘留時間,就可以在人們的大腦中形成一個彩色的圖象。視覺殘留時間實際上就是電視的場頻周期,在pal制中為五十分之一秒。這也就要求在五十分之一秒的時間內必須完成紅、綠、藍三個圖象的顯示。因此,這種方式被稱為“場順序”體制,也有人稱之為“色順序”體制。它的工作時序如圖1所示。
場順序實際上就是讓液晶屏順序地發出三種不同顏色的圖象,然后靠人腦來合成彩色圖象。從人眼感受到的效果來看是完全一樣的。雖然在硬件實現上產生了極大的差異,但它卻帶來了很多優點。
首先,這種方法省去了彩色濾色片,而濾色片是光能的主要吸收者,它會損失光能70%以上。圖2表明了光能從光源出發以后所受到的損失。
拿掉濾色片以后,不但能免除了濾色片70%的光能損失,而且還可以節省濾色片的成本。濾色片的成本在總成本中占19%,是相當可觀的一部分(見圖3)。實際上,省去濾色片以后,還可以提高成品率,減少生產時間,這些無形的改進都十分重要。
其中背光源的25%成本是基于ccfl的數據,如果采用led作為背光源,它所占的成本將大大超過這個比例,大約要占到50%的成本。采用場順序制以后,拿掉了濾色片就相當于發光效率提高了70%,這是非常可觀的。這意味著led的數量可以減少70%,led的成本就可以減少70%。而且led數量減少70%以后,其發熱量可以減少70%,耗電也可以減少70%。
不僅如此,采用場順序以后,由于不需要再把每一個像素分為三個子像素,薄膜晶體管tft也可以減少三倍,因此相當于像素面積加大了三倍;或者說,如果保持像素面積不變,在相同的屏幕尺寸下,可以將分辨率提高三倍(見圖4)。
由此可見,采用場順序后所帶來的好處是不計其數的。
場順序的主要問題是要求液晶的響應時間要快。尤其是如果采用了100hz或120hz的場頻,就要求其響應時間小于3ms甚至更短。最近的研究成果表明,采用摻入金屬納米的方法,可以把液晶的響應時間縮短到500微秒。
不過,也只有采用場順序以后才能使得led背光實現商業化,也才能夠真正和cclf競爭。
三星公司在06年推出了幾款采用場順序的led背光液晶電視機。其中一款為40寸的le40m91,它的分辨率為1366×768,色域達到110%,對比度可達10,000:1,亮度可達450cd/m2,場頻為100hz,背光系統的功耗比ccfl降低了70%。背光板的壽命提高一倍以上,更重要的是不含汞,符合rohs標準。它的售價為3,000美元。
區域亮度控制
采用led背光時,過去存在一個如何使屏幕的亮度均勻的問題,通過采用區域亮度控制不但能夠解決亮度均勻的問題,而且還
過去都是采用白色led作為背光,為得到更好的色域表現能力,改為采用rgb三色的led來混合成白色,但是這樣做需要更多的led。而且由于本來就需要顯示彩色,完全沒有必要先將rgb的彩色混成白色,再用rgb濾色片濾出彩色。為此三星公司推出了一種無濾色片的場順序rgb led背光技術。
用場順序方法除去濾色片
但是,想要直接用rgb的led來取代濾色片看上去好像很簡單,其實是不可能的。因為濾色片是把每一個像素都分成三種不同顏色的子像素,如果直接用三種顏色的led來取代濾色片,就必須采用小到和子像素尺寸一樣大的led來照射每一個子像素,才不會使紅光照到綠光的子像素上。這樣,led的個數就要幾百萬個之多。為維持像素數不變,唯一的方法是重復使用這些像素,也就是采用時分復用制。這樣只要順序地發射出紅光、綠光、藍光,同時控制每個像素的薄膜晶體管(tft),使其相應地按照該像素在這種顏色時所應當具有的的強度來開啟液晶光閥。但是,要順序地發出紅、綠、藍三種顏色,并能形成一個彩色的視頻圖象,就必須利用人眼的視覺殘留作用。只要這三種顏色順序重復的周期小于人眼的視覺殘留時間,就可以在人們的大腦中形成一個彩色的圖象。視覺殘留時間實際上就是電視的場頻周期,在pal制中為五十分之一秒。這也就要求在五十分之一秒的時間內必須完成紅、綠、藍三個圖象的顯示。因此,這種方式被稱為“場順序”體制,也有人稱之為“色順序”體制。它的工作時序如圖1所示。
場順序實際上就是讓液晶屏順序地發出三種不同顏色的圖象,然后靠人腦來合成彩色圖象。從人眼感受到的效果來看是完全一樣的。雖然在硬件實現上產生了極大的差異,但它卻帶來了很多優點。
首先,這種方法省去了彩色濾色片,而濾色片是光能的主要吸收者,它會損失光能70%以上。圖2表明了光能從光源出發以后所受到的損失。
拿掉濾色片以后,不但能免除了濾色片70%的光能損失,而且還可以節省濾色片的成本。濾色片的成本在總成本中占19%,是相當可觀的一部分(見圖3)。實際上,省去濾色片以后,還可以提高成品率,減少生產時間,這些無形的改進都十分重要。
其中背光源的25%成本是基于ccfl的數據,如果采用led作為背光源,它所占的成本將大大超過這個比例,大約要占到50%的成本。采用場順序制以后,拿掉了濾色片就相當于發光效率提高了70%,這是非常可觀的。這意味著led的數量可以減少70%,led的成本就可以減少70%。而且led數量減少70%以后,其發熱量可以減少70%,耗電也可以減少70%。
不僅如此,采用場順序以后,由于不需要再把每一個像素分為三個子像素,薄膜晶體管tft也可以減少三倍,因此相當于像素面積加大了三倍;或者說,如果保持像素面積不變,在相同的屏幕尺寸下,可以將分辨率提高三倍(見圖4)。
由此可見,采用場順序后所帶來的好處是不計其數的。
場順序的主要問題是要求液晶的響應時間要快。尤其是如果采用了100hz或120hz的場頻,就要求其響應時間小于3ms甚至更短。最近的研究成果表明,采用摻入金屬納米的方法,可以把液晶的響應時間縮短到500微秒。
不過,也只有采用場順序以后才能使得led背光實現商業化,也才能夠真正和cclf競爭。
三星公司在06年推出了幾款采用場順序的led背光液晶電視機。其中一款為40寸的le40m91,它的分辨率為1366×768,色域達到110%,對比度可達10,000:1,亮度可達450cd/m2,場頻為100hz,背光系統的功耗比ccfl降低了70%。背光板的壽命提高一倍以上,更重要的是不含汞,符合rohs標準。它的售價為3,000美元。
區域亮度控制
采用led背光時,過去存在一個如何使屏幕的亮度均勻的問題,通過采用區域亮度控制不但能夠解決亮度均勻的問題,而且還