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為什麽液晶電腦屏幕沒有殘影,液晶電視幾率那麽嚴重?

就目前而言,平板電視是液晶和等離子電視。

液晶電視有相應的參數,LED只是液晶電視的背光模式,沒有LED的液晶只是背光的CCFL。下面我來詳細解釋壹下具體的區別。

LCD背光的類型和優缺點(LCD、CCFL、LED)

液晶背光顯示的原理液晶和等離子最大的區別是液晶必須依靠被動光源,等離子電視屬於主動發光顯示設備。目前市場上主流的LCD背光技術有LED(發光二極管)和CCFL(冷陰極熒光燈)。

冷陰極熒光燈(冷陰極熒光燈;CCFL)

傳統的液晶顯示器都是由CCFL(冷陰極熒光管)背光。CCFL有兩種主要的背光設計:“側入式”和“直下式”。然而,側入式由於光導設計而具有高的光損失率,這進壹步限制了背光亮度。面板尺寸越大,亮度越低,只適合8寸。15英寸TFT LCD面板用於個人觀看,如筆記本電腦和臺式機。但當液晶電視尺寸較大用於家庭觀看時,側入式的亮度將難以滿足,取而代之的是直降式。

但是,尺寸越大的液晶顯示器,其背光模組的比例越高,這是指直下式CCFL背光模組。據統計,還使用了直下式CCFL背光模組,在15英寸時只占總成本的23%,但在30英寸時增加到37%,預計57英寸時背光模組將占50%。因此,直下式CCFL背光只適用於30英寸左右的中等尺寸液晶電視,不適合更大面積的設計。同時,CCFL利用水銀氣體放電來產生照明。雖然歐盟制定的RoHS標準,只要“汞”的劑量低於標準,還是可以接受的,但不能保證將來可能會把標準提高到零(完全禁止使用),屆時不會使用CCFL,或者必須改用無汞的CCFL。

即使無汞CCFL在技術上是可行的,CCFL仍然是壹種氣體放電電子照明,帶有封閉的燈管,燈管對外力的抵抗力有限。較大的撞擊會使燈管破裂,使照明失效,這與其他固體電子照明(如LED)相比並不是壹個問題。另外,因為直下式不需要導光板,沒有光損耗問題,所以不需要增亮膜,尤其增亮膜是少數廠家的專利技術,價格昂貴。直下式可以省去導光板和增亮膜,有助於降低成本。

然而,直接下降CCFL也有其缺點。為了提高畫面的亮度,必須增加燈管的數量。但是,光管排列過密的結果將不利於散熱。由於左右相之間的距離減小,散熱空間必須從厚度水平增加。不過厚度的增加也相當於部分抵消了液晶電視的優勢:輕薄。

順便說壹下,當CCFL光導管用於大英寸液晶電視時,光導管的長度也必須隨著英寸數的增加而增加。然而,在長CCFL光管的中間位置和兩端容易出現亮度MURA和彩色MURA的問題,這將進壹步影響背光的光均勻性。為了持續保持光的均勻性,需要使用擴散膜來增強光的均勻性,但擴散膜也會帶來透光率的損失,降低亮度。亮度的降低只能通過增加燈管的數量來加強,但如前所述,設計散熱、增加背光模組厚度,甚至增加功耗都會更加困難。據我們了解,CCFL背光模組的功耗已經占到液晶電視總功耗的90%。所以改變背光技術是目前改變LCD畫質的方向之壹。

發光二極管;(LED);發光二極管)

由於CCFL背光有很多副作用,業界也在尋找各種新的背光技術,LED是可行的解決方案之壹,比如索尼的Qualia系列電視,這是壹款高端大尺寸(40英寸、46英寸)液晶電視,其背光部分采用了WLED,稱為WLED背光技術。目前采用LED背光技術的液晶顯示器的研發已經到了實質性的階段,我們已經可以看到2007年CES展會上展示的相關產品。

LED背光有很多優點。第壹,固態電子照明比CCFL抗沖擊能力更高,沒有汞氣環保法規的顧慮,也沒有UV紫外線泄露的顧慮。同時,LED只要是直流電壓就可以驅動,不像CCFL需要正負電壓交替。即使只是正驅動電壓,LED的需求水平也低於CCFL。再者,LED的亮度只需要脈寬調制;(PWM);PWM)模式可以被調整,並且TFT LCD顯示器上的殘像問題可以以相同的方式被抑制。但CCFL的亮度層次更復雜,余像無法抑制,必須用另壹種方式抑制。

雖然LED背光有很多優點,但也有缺點。第壹,發光效率。就同樣的耗電量而言,LED不如CCFL,所以散熱問題會比CCFL更嚴重。此外,LED是點光源,與CCFL線光源相比,更難控制光的均勻性。為了盡可能地實現光的均勻性,有必要仔細選擇所生產的發光二極管的類型,並且為了相同的目的使用大量具有相同特性(波長和亮度)的發光二極管。好在LED的發光效率還在提高,目前可以達到100 ml/W以上,這樣色彩飽和度可以更好,背光的WLED排列也可以更寬松,這樣功耗和散熱的問題就可以得到緩解。在制造良率持續改善並成熟後,在發酵中具有壹致亮度特性的LED的成本也會降低。

僅僅改變背光技術可能不足以引發LCD革命,所以我們來看看其他LCD技術的發展。有機發光二極管(有機發光二極管)是指有機發光二極管。有機發光二極管顯示技術不同於傳統的液晶顯示模式。它不需要背光,使用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板。當電流通過時,這些有機材料會發光。此外,有機發光二極管顯示屏可以做得更輕更薄,具有更大的視角,並可以顯著省電。但目前來看,其壽命和價格是限制其在LCD發展的瓶頸。

有機發光二極管是另壹項引人註目的面板應用技術,小尺寸面板的實現周期更早。根據客戶的計劃,2008年?2009年會有更多的機型出來,但還是以子面板為主,即使機型和出貨量比現在明顯增加,市場份額也不會超過10%。本來有機發光二極管就比TFT-LCD好,因為它的輕薄、對比度、可視角度、省電等方面。被業界關註,認為會取代TFT-LCD,早些年也投入研發。但是,壹方面,有機發光二極管本身的技術遇到了瓶頸,生活問題需要克服;另壹方面,TFT-LCD技術不斷進步,現在也能提供出色的對比度和透視,導致有機發光二極管需求始終沒有大的提升,市場小而供大於求,受限於價格競爭;原來的投資經營者也難逃解散和減員的命運。過去,臺灣省盛華科技投資成立盛元投資有機發光二極管研發。看到有機發光二極管和TFT-LCD沒法比,特別是成本差距大。規格方面,TFT-LCD可以輕松達到170度的可視角度,500: 1的對比度,還可以增加亮度。也可以做得很薄,響應速度稍遜,但能達到人眼可接受的範圍。因此,盛源也被關閉,只留下少數R&D人員返回盛華開發材料。如果未來有機發光二極管的生活和物價能有很大提升,還是有機會的;目前僅限於有特殊性、強調標新立異的產品;大量的時間還沒有看到。

而AMOLED(有源矩陣/有機發光二極管)有源矩陣有機發光二極管面板(amoled)被稱為下壹代顯示技術,包括三星電子、三星SDI和LG飛利浦。目前,除了三星電子和LG飛利浦主要專註於開發大尺寸AMOLED產品外,三星SDI和AUO都專註於開發中小尺寸產品。從目前成品的性能來看,如果AMOLED的成本能夠得到有效控制,那麽傳統的液晶面板技術將會受到極大的挑戰。

AMOLED的優點之壹:不需要背光。

AMOLED的優勢之壹:色彩飽和度更大。

AMOLED的壹個優勢就是可以達到IPS或者VA面板的180度的可視角度。

AMOLED的壹個優點是可以有效解決液晶面板的動態模糊問題。

在有機發光二極管的上述四大優勢中,我們特別關註第四個產品特性,因為在目前市面上所有的臺式液晶顯示器中,都無法解決液晶屏動態模糊的問題。液晶屏的動態畫面模糊通常是指畫面變換過程中邊緣輪廓模糊的現象。動態畫面模糊的原因有兩個,壹個是LCD的響應時間和熒光粉的殘留光,壹個是TFT驅動,就像Hold模式下的圖像控制壹樣。

Hold是造成動態畫面模糊的主要原因。

所謂“保持模式”顯示模式,就是在壹定時間內顯示壹幀圖像,在電視畫面中,這個保持時間相當於壹個垂直周期(16.7ms)。總的來說,大家都相當清楚,液晶的響應時間對於動態畫面顯示非常重要,因為對於液晶電視來說,壹個畫面的變換時間大約是16.7ms,但是,還有壹種情況,即使液晶的響應時間是0ms,模糊也不會消失(這種情況不太可能,也比較困難)。這是因為LCD屏幕使用“保持模式”的方法來顯示圖像。根據壹些實驗報告,我們可以知道“Hold”模式顯示在屏幕上的動畫會在視網膜上左右晃動。這種抖動隨著時間的積累,動態畫面就模糊了。就像提高液晶的響應時間壹樣,需要開發壹種縮短“保持”時間的顯示方法。根據以上情況,液晶屏上出現的動態畫面比較模糊,無法用白到黑、黑到白的變化時間的液晶響應時間來表示,已經用了很長時間了。

改善由保持時間引起的動態畫面模糊

如果響應時間為0毫秒(保持時間為100%),則MPRT為16.7毫秒(頻率為60Hz)。當保持時間為50%時,MPRT約為8.3ms;當保持時間為25%時,MPRT為4.2 ms,普通液晶顯示器的MPRT低於8ms如果是對商用產品質量要求較高的LCD,其MPRT估計可以在4 ms以下,如前所述,MPRT包含兩大要素:液晶響應時間和保持時間。因此,如果要實現圖像顯示質量,希望液晶響應時間可以小於上述值。提高液晶響應時間的方法中,有OCB、IPS、VA、過驅動驅動等高速動態模式。現在,註重畫質的液晶電視已經將這些方法投入生產。有兩種方法可以改善由保持時間引起的動態畫面模糊。壹種是根據畫面頻率關閉背光源,另壹種是采用運動補償技術的倍速顯示方式。第壹種具體方法是利用背光的閃爍和黑信號的插入。在這兩種技術中,最令人感興趣的是動態補償技術。諸如背光消隱和黑色信號插入的間歇顯示方法可以改善動態畫面的模糊,並且實現起來相對簡單。但在屏幕大、亮度高的情況下,容易閃爍。相比之下,動態補償倍速顯示方法可以在不增加畫面閃爍的情況下改善動態畫面模糊,但由於需要大規模的信號處理電路,所以直到現在也不容易實現。

日本制造商宣布,他們將通過縮短保持時間來提高圖像質量。

在過去的兩年中,相當多的制造商已經公布了通過縮短保持時間來改善圖像質量的相關技術和產品。比如有壹款日本廠商生產的采用動態補償高速顯示技術的32寸WXGA液晶電視。方法是利用動態補償技術將畫面信號和驅動的畫面頻率從壹般的60Hz提高到90Hz,保持時間縮短到70%左右,利用掃描背光熄滅縮短到70%,縮短50%。在不增加畫面閃爍的前提下,改善動態畫面模糊的問題。因為90Hz關閉背光,人眼不容易感覺到畫面的閃爍。此外,其他廠商也采用運動動態補償技術,通過將畫面頻率提高到120Hz來提高動態畫質。

筆者的壹個朋友買了壹臺15寸的液晶顯示器(LCD),從此沈迷其中。但最近他發現顯示屏開始發黃,亮度明顯下降,無論怎麽調節都無濟於事。經過多次偵察,找到了“罪魁禍首”——背光燈管壞了。目前主流液晶顯示器的背光采用壽命較短的CCFL(冷陰極熒光燈),這對液晶顯示器是壹大硬傷。幸運的是,人們現在已經找到了它的繼任者——領導。

傳統CCFL背光源的缺陷

在深入了解LED背光技術之前,我們有必要了解壹下目前的背光技術存在哪些問題。我們知道,液晶是壹種介於液體和晶體之間的物質。液晶的奇妙之處在於它可以通過電流改變其分子排列狀態,通過對液晶施加不同的電壓來控制光通量,從而顯示各種圖像。但是液晶本身不發光,所以所有的液晶都需要背光照明。目前,液晶顯示器的背光幾乎是CCFL(冷陰極熒光燈)。

由於冷陰極熒光燈不是平面光源,為了實現背光的均勻亮度輸出,液晶顯示器的背光模組需要配備擴散片、導光板、反射片等多種輔助器件。即便如此,想要像CRT壹樣獲得均勻的亮度輸出還是非常困難的。大多數液晶顯示器在顯示全白或全黑畫面時,屏幕邊緣和中心的亮度差異非常明顯。

CCFL作為LCD背光源,除了結構復雜、亮度輸出均勻性差之外,還有壹個令人頭疼的問題——使用壽命短。大多數CCFL背光燈在使用2 ~ 3年後亮度明顯下降(壽命為15000小時~ 25000小時)。很多液晶顯示器(尤其是筆記本電腦的液晶屏)在使用幾年後會變黃變暗,這是CCFL衰減期短造成的。

同時,由於CCFL背光源必須包括復雜的光學器件,如擴散器和反射器,因此LCD的體積無法進壹步縮小。在功耗方面,使用CCFL作為背光的液晶顯示器也不盡如人意。14英寸LCD的CCFL背光經常需要消耗20W甚至更多的功率。對於筆記本電腦和便攜設備,其續航能力將受到極大考驗。

為了解決CCFL的這些問題,幾乎所有的LCD制造商都開始尋找更好的LCD背光。由於LED具有超低能耗、超長工作壽命、結構簡單等特點,迅速獲得了液晶廠商的青睞。那麽什麽是LED呢?有什麽精彩的地方?

其實LED(發光二極管)並不是什麽尖端科技產品。在我們的日常生活中隨處可見:路邊五顏六色的廣告牌,家用電器上不同顏色的指示燈,手機按鍵的背光照明,汽車的大燈等等。,都使用LED作為光源。

20世紀60年代誕生後,LED被公認為熒光燈管、燈泡和其他照明設備的終結者。壹些人甚至認為LED將開創照明的新時代,並最終出現在所有需要照明的場合。LED的工作原理和我們常見的白熾燈、熒光燈完全不同。LED本質上是壹種半導體器件。

LED的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片,在P型半導體和N型半導體的界面會出現壹層具有特殊導電性的薄層,也就是通常所說的PN結晶體管。PN結可以對P型和N型半導體中多數載流子的擴散運動產生阻力。PN結施加直流電壓時,電流從LED的陽極流向陰極,而少數載流子在PN結中與多數載流子復合,多余的能量會轉化為光並釋放出來。LED就是根據這個原理實現電光轉換的。根據半導體材料物理性質的不同,LED可以發出從紫外到紅外不同波段和顏色的光。

小知識:p型半導體和n型半導體

如果在矽或鍺等半導體材料中加入少量的硼、銦、鎵或鋁等三價元素,就會成為空穴導電的半導體,即P型半導體。在p型半導體中,空穴(帶正電荷)稱為多數載流子;電子(帶負電荷)被稱為少數載流子。

如果在矽或鍺等半導體材料中加入少量的磷、銻、砷等五價元素,就會成為以電子傳導為主的半導體,即N型半導體。在n型半導體中,電子(帶負電荷)稱為多數載流子;空穴(帶正電荷)被稱為少數載流子。

因為LED只能發出單壹波長的光,所以LED不能像白熾燈壹樣容易發出白光。這也是為什麽LED指示燈只有藍、紅、綠等顏色,而沒有白色的原因。無法發出白光對於指示燈等應用來說不是問題,但對於LCD背光來說卻是不可逾越的障礙。為了盡快實現LED作為顯示器背光的繼任者,各LED廠商已經開始將目光聚焦在白光LED產品上。在這壹領域,日本的Niya Chemical是先行者,它在1996中提出了解決方案,即在藍色LED上塗覆黃色熒光粉,實現白光輸出。日亞化學由於起步早,技術成熟,在白光LED領域取得了領先地位。據統計,采用日本-亞洲化工方案的產品占據了80%的市場份額。

LED作為液晶背光會帶來哪些好處?首先,LED背光的LCD體積會進壹步縮小。LED背光由許多網格狀的半導體組成,每個“網格”都有壹個LED半導體,因此LED背光成功實現了光源的平面化。平面化光源不僅亮度均勻性優異,而且不需要復雜的光路設計,使得LCD的厚度可以做得更薄,同時還具有更高的可靠性和穩定性。更薄的液晶面板意味著筆記本電腦有更好的移動性。比如索尼最近推出的VAIO TX筆記本,采用了LED背光液晶屏,厚度僅為4.5 mm..

其次,在發光壽命方面,LED背光技術也將CCFL遠遠甩在後面。普通CCFL背光源的壹般使用壽命在3萬小時左右,部分頂級CCFL背光源的發光壽命只有6萬小時左右。如此長的使用壽命,對於經常使用的用戶來說,意味著液晶顯示器在使用2 ~ 3年後亮度會明顯下降,液晶顯示器的CCFL背光模組不得不更換。而LED背光完全沒有這個問題。目前白光LED背光源的壽命已經達到65438+萬小時,還有進壹步提升的潛力。就算是24小時連續使用,這個壽命也夠用5年了!

在色彩表現方面,LED背光遠遠優於CCFL。由於色純度和其他問題,原始CCFL背光在色階方面表現不佳。因此,LCD在灰度和色彩過渡方面不如CRT。據測試,CCFL背光只能達到78%的NTSC色區,而LED背光可以輕松獲得100%以上的NTSC色區。在色彩表現和色階過渡方面,LED背光也有顯著優勢。

小知識:NTSC標準

在視頻領域,壹般采用NTSC(美國國家電視系統委員會)標準作為衡量視頻設備色彩還原能力的指標。這個指標是指顯示設備在整個色彩空間中各種顏色上所能顯示的飽和度,即能顯示的藍、綠、紅的程度。傳統的液晶電視和顯示器只能覆蓋NTSC標準的65% ~ 75%,體現在綠、黃、紅部分與標準值相差很大。

毫不誇張的說,隨著LED背光技術的引入,LCD在色彩表現上第壹次可以和CRT相媲美。此外,由於LED的平面光源特性,LED背光還可以實現CCFL無法實現的不同區域的色彩和色度調節,從而實現更精確的色彩還原,滿足印刷出版和平面設計的需求。

雖然LED背光技術具有很大的優勢,但現階段仍存在壹些亟待解決的問題。LED背光技術的第壹個挑戰是成本。由於白光LED器件被幾大寡頭壟斷,LED背光的制造成本居高不下。現階段采用LED背光的產品價格仍明顯高於CCFL背光產品,白光LED器件的產量無法滿足大批量的需求。要實現LED背光的快速普及,需要突破白光LED的專利封鎖。

除了成本問題,現階段的LED背光技術在發光效率方面也不盡如人意。目前CCFL的發光效率基本在60 lm/W(流明/瓦)左右,而大型LED背光源只有30 lm/w..主要原因是隨著芯片面積的增加,LED的電流密度會不均勻,必然導致整體發光效率低,發熱大。因為大尺寸背光的發光效率差距達到50%,所以大尺寸面板使用的LED背光功耗會是普通CCFL的兩倍!這也是成品大尺寸LED背光LCD配備主動散熱系統的原因。

但隨著各大廠商對LED背光研究投入的不斷加大,上述兩個困擾LED背光的關鍵問題有望很快得到解決。自2004年以來,白光LED的領先制造商Riya Chemical壹直在增加其白光LED產品的產量。與此同時,其他廠商的白光LED產品也開始量產,白光LED的價格也在以更快的速度下降。我相信兩年內LED背光模組的價格會和CCFL背光模組的價格持平。至於LED的發光效率,最近有了明顯的提高。新壹代白光LED的發光效率提升至50 lm/W,與CCFL的差距僅為10lm/W..在未來3 ~ 5年內,LED的發光效率有可能超過80 lm/w的水平..

小信息:成品LED背光技術的步伐

早在2004年,索尼就率先完成了LED背光技術,並推出了帶LED背光的23英寸液晶顯示器和46英寸液晶電視。雖然這兩款產品都有功耗大、發熱量高、價格高的缺陷,但是LED在顯示品質上的優勢還是充分體現出來了。

在2005年5月舉行的SID 2005(2005顯示信息學會)會議上,LG- Philips和三星電子都展出了自己的LED背光平板顯示器。其中,LG- Philips還首次提出了混合LED和CCFL的背光解決方案。通過這樣的設計,不僅成功降低了LED背光的功耗,還將LCD的對比度提升到了10000: 1!

毫無疑問,LED背光技術將在不久的將來取代CCFL,成為LCD的主流背光。在LED背光技術的幫助下,LCD在色彩還原和使用壽命上都會有很大的提升。屆時,LCD將離完美更近壹步。

嗯,說了這麽多,希望能被采納!!

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