LED背光源的研发动态
液晶显示器作为一种被动性显示器件,本身不会发光,它依靠背光源将光线穿过显示面板,展现图形图像。背光源的技术直接影响到液晶电视的画质。传统的液晶显示器通常采用冷阴极荧光灯(CCFL)作为光源,其覆盖的色域只有NTSC标准的70%左右。LED背光技术的出现彻底打破了液晶显示器色彩不足的问题,其色域达到了NTSC标准的105%。
在液晶显示器已经成为主流显示器的今天,LED背光源凭借其独特、压倒性的优势,逐渐显示出其强大的应用前景。目前,LED背光源的主要应用在中小尺寸的液晶面板上,如手机、PDA、卫星导航系统等市场。随着2004年索尼首次发布了其QUALIA005系列大屏幕LED背光液晶后,国际上越来越多的电视机厂商热衷于高附加值的大尺寸液晶LED背光源的研制。下面,介绍了目前已取得相关研究成果的部分背光源。
Agilent LED背光源
Agilent Technologies公司开发的HDJD-JB01型亮度和颜色管理系统(ICM)是一种用于液晶电视机的LED背光源。2005年10月,ICM获得了亚洲创新奖铜奖。
ICM系统最为关键的设计是颜色传感器电路,用来控制RGB LED阵列相应的脉宽调制电流。系统采用了Agilent和飞利浦电子的合资公司Lumileds Lighting生产的高亮度LED。Agilent Technologies公司称该LED背光源能使液晶电视机颜色还原更真实、更丰富的色彩层次,色域达到NTSC的104%。
该系统除了在液晶电视机上的应用外,还可以用在汽车面板的照明、建筑物的照明,以及其他嵌入式LCD的背光上,如手机、PDA、汽车导航设备等。该系统目前售价低于35美元。
欧司朗Golden DRAGON? LED背光源
欧司朗光电半导体公司是LED技术的领先企业,2005年12月推出了Golden DRAGON? LED产品系列。该系列产品提供了完美的颜色混合效果,适用于为32至82英寸的大尺寸液晶显示器模块提供背光源。液晶电视采用了Golden DRAGON? LED背光源后,无需主动的冷却装置。LED背光不含有任何铅或水银物质,因此它也符合欧盟的RoHS规定。同时还具有防震功能,将并开关时间缩短到100毫微秒以下。
早在2005年5月,欧司朗在SID 2005国际信息显示学会上推出了具有82英寸的Golden Dragon LED背光原型系统,系统厚度为40mm,可产生10,000cd/m2的亮度,并具有50000小时寿命。消耗功率为1000瓦。为了在显示器背后的可用空间更好利用和达到最优颜色混合均匀照明,1120个LED(280红,560绿,280蓝)用在4个团簇中。每个团簇内含有两个绿光,一个蓝光和一个红光芯片,采用薄膜技术架构。
欧司朗公司表示,这个技术比传统的芯片更加有效,由于几乎都是向上发出光,这就意味着光可以更好地投射到外部光学中。这款LED背光源的波长也作了细微的改变(绿光527nm,蓝光458nm和红光625nm),这样,其色饱和度就可以比传统的冷阴极荧光灯管和现有的LED背光增加50%。
欧姆龙LED背光源
日本欧姆龙公司2005年12月宣布其开发了用于液晶电视的LED背光源。采用的方法是将多个LED发光器件放在一个模块中。模块的尺寸为3厘米的正方形,厚度为6毫米。模块中集中了多个红、绿、蓝色的LED。据欧姆龙公司介绍,LED背光源存在光源均匀性的问题,但欧姆龙已经成功地解决了这个难点。公司希望在2006年财政年度发布一个试验版本。考虑到LED背光源的成本大大高于CCFL背光源,公司将致力于大尺寸、高附加值的高端液晶电视机。
Cree的新型LED背光源大幅降低能耗
2005年5月,LED固态光源的领先企业Cree宣布,其开发出第二代LED背光源,这种新一代的背光源可以大幅度降低大尺寸液晶显示器和电视机能耗。这种新型LED背光源比其他LED背光源降低能耗60%,甚至比传统的CCFL背光源还省电18%。通过大幅度降低能耗,电视机和显示器的生产厂商在设计中可以省去了如风扇、热管、散热片等冷却系统,从而降低了成本,也减小了显示设备的厚度。
图1、Cree新型LED背光源
(图片来源:参考文献7)
全球首款82英寸采用LED背光的液晶电视
2006年1月,三星电子在拉斯维加斯举行的2006国际消费电子展(CES)中,展示了全球最大的采用LED背光的液晶电视(LN-S8297DE)。由于采用了LED背光源,该产品的色彩再现较普通液晶电视大幅度提升了33%,同时液晶电视的使用寿命显著提升。
图2、三星82英寸LCD电视
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据三星公司介绍,这块超大的LCD显示器是在他们的第七代液晶生产线一次切割实现的,使用了一块长2.20米、宽1.87米的液晶玻璃基板。LN-S8297DE液晶电视装载了三星DNIe芯片,支持全HD格式,即达到1920x1080p,响应时间为8ms。而该产品达到了高达7000:1的动态对比度则得益于三星独有的对比度增强技术。此外,该产品独特的无风扇设计,减少了灰尘对机器的影响,同时降低了噪音。
参考文献:
1、Color your world with superior LED backlighting.
EDN, v 50, n 3, p 16 February 03, 2005
2、Agilent Technologies' color management system for flat-panel TVs wins bronze at 2005 Asian Innovation Awards
http://www.agilent.com/about/newsroom/presrel/2005/05oct-sp05069.html
3、OSRAM Opto Semiconductors Showcases World's Largest LED Backlight at SID? 2005; Company Provides Light Source for 82-inch, ''Door-Size'' Backlight Module.
Business Wire, May 23, 2005
4、OSRAM Opto Semiconductors Expands LED Portfolio, Enters Large-Area, LCD ?Backlighting Market; New LED Incorporates Lens for Large Display Backlighting Applications.
Business Wire, Dec 15, 2005
5、OMRON FASHIONS LEDS INTO FLAT LIGHT SOURCE FOR LCD TV BACKLIGHTS.
AsiaPulse News, Dec 9, 2005
6、Cree LED Backlight Solution Lowers Power Consumption of LCD Displays.
PR Newswire, May 23, 2005
7、The revolution is being televised...on a desktop – backlit by LEDs
8、Samsung Electronics Shines a New Light on LCD - Unveils World's First 82'' LCD TV with LED Backlight.
Business Wire, Jan 5, 2006
9、全球最大尺寸 三星82吋LCD亮相CES2006
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