- 白色LED的發(fā)光效率逐年提高且單價不斷降低
- 可獲得均勻的擴散光
- 采用局部調(diào)光技術(shù)的可能性
- 白色LED的發(fā)光效率有望逐年提高
- 白光LED發(fā)光效率2015年前后將會達(dá)到150lm/W左右
最近，關(guān)于LED背照燈液晶電視的話題極為熱烈。盡管韓國廠商采取了將配備LED背照燈的液晶電視稱為“LED TV”，以提高品牌形象的戰(zhàn)略，但筆者認(rèn)為，“LED TV”的名稱極可能是誤導(dǎo)消費者的言過其實的廣告用語（容易與采用LED單元的顯示裝置混淆），因此下面將其稱之為“LED LCD TV”。關(guān)于LED LCD TV市場，具有領(lǐng)先優(yōu)勢的韓國三星電子（Samsung Electronics）將成為領(lǐng)頭羊，預(yù)計該市場今年開始將會大幅增長。夏普似也打算在以超低功耗為“賣點”的新一代電視上配備LED背照燈。
近來各液晶電視廠商紛紛著手LED LCD TV業(yè)務(wù)的原因主要有以下幾點。
第一，白色LED的發(fā)光效率逐年提高，而且量產(chǎn)效果使單價不斷降低。目前高演色型LED也實現(xiàn)了100lm/W左右的發(fā)光效率，業(yè)界公認(rèn)2015年前后將會達(dá)到150lm/W左右。LED背照燈液晶面板問世之初，采用的是RGB三色LED，曾以色彩表現(xiàn)范圍NTSC比超過100％為賣點。但功耗卻高達(dá)兩倍左右，價格也很高，只能在極少一部分高檔機型上采用。如果使用白色LED，雖然色彩表現(xiàn)范圍不會明顯大于冷陰極管（CCFL）型，但在功耗和成本方面卻十分有競爭力。
第二，隨著導(dǎo)光板技術(shù)的進步，照光（Edge Light）方式無論是端面型還是直下型，利用LED薄型的特點，均可獲得均勻的擴散光。這樣，厚度比原來薄、全部亮燈時功耗與CCFL型等同或更低、成本基本相當(dāng)?shù)哪K便得以實現(xiàn)。LED背照燈能夠輕松調(diào)整顯示時的亮度，所以還可采用便攜終端廣泛使用的動態(tài)對比度調(diào)整技術(shù)。因此，與全部亮燈時的功耗相比，可降低標(biāo)準(zhǔn)圖像的功耗。也就是說，如果是平均圖像，功耗完全能夠低于CCFL型。如果采用局部調(diào)光（Local Dimming）技術(shù)，還有望進一步降低功耗并提高對比度。
采用局部調(diào)光技術(shù)的可能性
在使液晶電視的功耗降至最低的情況下實現(xiàn)最大對比度的是二維局部調(diào)光技術(shù)。該技術(shù)是將屏幕分成數(shù)百區(qū)塊，實時調(diào)整對應(yīng)各區(qū)塊的直下型LED單元的亮度，并修正信號，使各區(qū)塊形成最佳對比度曲線的驅(qū)動方式。
這種技術(shù)因電路規(guī)模增大、電子部件數(shù)增加而沒有成本優(yōu)勢，除此之外，還存在一個致命問題。即必須用絕對值補償由低亮度到高亮度的所有LED單元的輸出亮度。為解決這個問題，供貨前的檢查和調(diào)整需要花費大量時間，而且成本非常高。并且，每個LED單元都會產(chǎn)生不同程度的亮度劣化，還可能發(fā)生老化或亮度不均的問題。因此，普遍認(rèn)為二維局部調(diào)光技術(shù)在液晶電視的大批量產(chǎn)品（Volume Zone）上普及的可能性很低。
如果不需要采用二維局部調(diào)光技術(shù)，則相對于直下型，端面照光型LED背照燈的采用更容易。從這種觀點來看，三星聲稱的“全面采用端面照光型白色LED背照燈”的戰(zhàn)略是非常明確的。
三星的端面照光型白色LED背照燈液晶模塊的性能指標(biāo)
如上圖（圖1）所示，三星在韓國顯示器相關(guān)學(xué)會暨展會“IMID2009/KES2009”上展出的電視用端面照光型白色LED背照燈液晶模塊的功耗值為“32英寸 Max 55W Typ 38W”和“40英寸 Max 76W Typ 53W”。Typ（標(biāo)準(zhǔn)圖像顯示）時的功耗值之所以小于Max（全白顯示），認(rèn)為是進行了可使背照燈亮度變化的動態(tài)對比度調(diào)整的結(jié)果。如果數(shù)字調(diào)諧器、圖像處理電路及音響電路等的功耗為20W左右，那么顯示標(biāo)準(zhǔn)圖像時，32英寸電視的功耗便可降至60W以下，40英寸機型可降至75W以下。今后，白色LED LCD TV可能會成為推進低功耗化戰(zhàn)略的各廠商的旗艦機型。在09年12月舉行的顯示器相關(guān)展會“IDW2009”上，有對端面照光型白色LED背照燈進行局部調(diào)光的技術(shù)報告 (論文編號DES2-3) 。由于是6個端面照光型LED燈的調(diào)光，因此無法明確劃分調(diào)光區(qū)塊，但通過補償導(dǎo)光板上光的擴散特性實現(xiàn)了調(diào)光功能（圖2，圖3）。即使是較暗的圖像也只能調(diào)光1/4左右，所以調(diào)光效果并不明顯。但是，如果能夠優(yōu)化導(dǎo)光板的光學(xué)特性和LED的配置，就能進一步提高調(diào)光所產(chǎn)生的低功耗化效果。今后，端面照光型LED背照燈也有可能采用這種調(diào)光技術(shù)。
端面照光型LED背照燈的調(diào)光工作狀態(tài)。 32英寸電視的功耗為9.9W（論文編號DES2-3）。LED的位置共有6處，上下側(cè)各兩處，左右和中間各一處。屏幕上部較亮，下部較暗。采用這種背照燈時，僅中央部分（面積10％左右）的圖像較亮
端面照光型LED背照燈全部亮燈時。 32英寸電視的功耗為36.1W（論文編號DES2-3）
也許很少有人能夠比較并區(qū)別出白色LED背照燈液晶電視和CCFL背照燈液晶電視的圖像。但是，如果采用LED背照燈之后能夠提高其作為“環(huán)保商品”的形象，那么對企業(yè)來說采用LED背照燈就意義重大。而且，白色LED的發(fā)光效率有望逐年提高，因此可制定將來的低功耗化計劃也是其一大優(yōu)勢。考慮到這一點，液晶電視配備白色LED背照燈的速度應(yīng)該會超過預(yù)期。
