毋庸置疑,时下液晶显示器已经成为网吧桌面的流行配置,也是网吧争夺客户眼球的一大亮点。因此在近两年中,几乎所有的网吧都淘汰了CRT显示器,换上了全新的17英寸以上的液晶显示器。或许网吧显示器的更新换代仅仅才是开始,因为新一代LED显示器已经闪亮登场了。虽然现在推进市场的LED背光液晶显示器还很少,价格也过高,不过LED显示器产品化正在加速,相信这种市场状况很快就会改变。LED背光液晶显示器的普及使用,将会给网吧注入新的生机与活力。从显示方面来说,画质柔和通透的LED背光液晶显示器,无论是看视频还是玩DX10游戏,都能够为顾客带来淋漓尽致视觉享受。从经营成本来说,更能让网吧大受益。预计成熟LED背光液晶显示器与传统背光液晶显示器的功耗比大约为1:10,而现在先期上市的产品耗电量只相当传统显示器的60%,仅此一项就能为网吧增加很可观的收入。相信在未来两三年内,LED显示器将会像液晶显示器一样普及使用。
虽然我们现在所说的LED显示器,其实还是液晶显示器。真正意义上的LED显示器屏幕应该是LED面板,而且现在LB3面板生产技术还不够成熟。现在我们所认识的LED显示器,屏幕依然是液晶面板,只不过是由LED背光模组替代了传统背光源而已。但这仅仅是背光源的变换,却能充分发挥LED光源的优秀特性,大幅度提升液晶显示器的色域值,使液晶显示器在较低的功耗下实现更高的亮度和色彩饱和度,以及动画表现力。
LED发展历程与趋势
LED即发光二极管,英文全称为Light-Emitting-Diode。这种全固体冷光源技术有三大显著优点都非常适合应用于液晶显示器当中。工作电压低、耗电量少,一般来说LED的工作电压是2-3.6V,工作电流是0.02-0.03A,电能消耗不超过0.1W;二是高亮度,低热量、性能稳定、寿命长一般为10万到1000万小时;三是重量轻,体积小、抗冲击、耐振动性强、成本低。而发光二极管的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。LED的心脏是一个半导体的晶片,它有一个特性是由PN结芯片的材料来决定发光的颜色。因为不同材料的LED会发出不同色彩的光线,并且在各种色彩上都包含足够的能量,所以组合不同的LED可以形成独特的光源,可以用做照明、广告灯饰、大幅面显示屏,这些优秀的性能也成为液晶显示器的一种理想背光源。
早期的红色LED每瓦大约能提供0.1流明(Iumens)的输出光通量,比一般的60至100瓦白炽灯的15流明要低上100倍。全球第一款商用化发光二极管(LED)是在1965年用锗材料做成的,其单价为45美元。随后不久Monsanto和惠普公司也推出了用GaAsP材料制作的商用化LED。1968年,LED的研发取得了突破性进展,利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明/瓦,并且能够发出红光、橙光和黄色光。在20世纪70年代其间,LED研究开始主攻数字与文字显示,如液晶,等离子体和真空荧光管显示器。20世纪BO年代,AIGaAs开发出新的LED,它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。1991年至2001年期间,LED技术重大突破,这些LED能够发出绿光、蓝光或紫罗兰等颜色,光通量提高了近20倍,使显示屏能够显示真彩、全运动的视频***像。
目前,三星电子、三星SDI、LG飞利浦都十分重视主动矩阵AMOLED(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode)有机发光二极体面板(AMOLED)的开发。该主动矩阵面板被称为下一代显示技术,它具备三大优势:无需背光灯;色彩饱和度更大;可以达到IPS或者VA面板的180度可视角度。如果AMOLED产品成本能够得到有效控制的话,那么传统的LCD面板技术将受到极大挑战,不过这还有一段很长的路要走。
采用LED背光源的技术优势
LED具有多波长的特性,可依照需求生产出独特的波长,及利用电路设计来完成亮度控制。以LED作为液晶显示器背光源,不仅完全符合绿色环保的时尚,而且能够解决液晶显示器的色域问题,并具备节能和延长液晶显示器使用寿命的优势。在以CCLF冷阴极荧光灯作为背光源的LCD中,其所不能缺少的一个主要元素就是汞,这也就是大家所熟悉的水银,而这种元素无疑是对人体有害的。虽然目前厂商在降低荧光管中的汞含量已经做了很大努力,但是依然不能完全解决无汞所带来新技术问题。而发光二极管不含汞,以LED作为液晶显示器背光源,完全符合绿色环保的时尚。
色域广成为液晶显示器王牌
众所周知,液晶面板本身并不发光,必须透过背光的光线才能够显示画面,其色彩的还原范围主要取决于面板的偏光板、背光灯管、三原色滤光膜、液晶分子粘滞性这四项色彩还原指标。传统的CCFL背光技术,由于存在荧光材质的限制,灯管红光呈现能力偏弱,所搭配的彩色滤光片的混色效果也较差,只能实现NTSC 65―75%的NTSC色彩区域。目前的主流液晶产品,无论是TN类面板还是VA,或者IPS类面板,它们在面板构成都没有根本差别,因此都不能提供优异的色彩效果,最终呈现的画面总是灰蒙蒙的。因此,近年各大显示器厂商都致力于新的背光技术的研发,以提升显示色域,实现逼真的高清晰显示。
目前提升液晶显示色域的方法主要有增加液晶面板的原色数目与改进背光两类技术。增加液晶面板的原色数目的方法,一般通过采用多色彩色滤光片,来增大色域范围。这当中奇美电子在同样使用CCFL作为背光灯源的模组基础下,采用4色以上多色滤光片来作为色彩表现,即分别在原有的R(红色)、G (绿色)和B(蓝色)3色上,增加了追加了Y(黄色)和c(青色)的5色滤光片的面板。这样的设计,虽然能扩大液晶面板色彩表现范围,色域范围可提升到115%/NTSC―109%NTSC,但是却依然不能克服CCFL背光的先天限制。
从目前液晶面板的多种提高影像表现能力的背光技术应用来看,LED背光源是新一代液晶显示器的最佳选择,因此最近两三年世界各大显示器生产商的目光也都集中在“LED”这个焦点上,并纷纷推出了传统显示器不可比拟的LED背光源显示器。例如,三星为专业级用户量身打造的XL30液晶显示器,其色域达到了惊人的123%。
功耗低寿命长
LED内部驱动电压远低于CCFL,功耗比大约为1:10。CCFL交流电压要求相对较高,启动时达到1500~1600 Vac,然后稳定至700或800Vac,而LED只在12~24Vdc或更低电压下就能工作。因此,采用LED 背光源的液晶显示器,功耗和安全性大大优于CCFL。传统CCFL被光源的液晶显示器,额定使用寿命(半亮)一般在8000~100000小时之间,而LED背光源的液晶显示器的使用寿命则可以达到CCFL的两倍左右。当然由于目前这一技术还不够完善,LED背光源的使用寿命还受到散热方面的影响。
高色域LED背光模组姗姗来临
LED背光液晶示器比传统背光液晶示器有更高的色域,与普通的色域概念不同的是高色域(Color Gamut)背光技术。液晶显示器的技术关键在三色或多色背光模组,目前这一技术应用已经达到商业化。从理论上来说,液晶显示器的色域越大,RGB三原色就越鲜艳,提高液晶显示器色彩范围与饱和度的方法是提高背光亮度和液晶的透光度。传统液晶显示器的背光亮度和透光度比低,因此所能显示的三原色不够鲜艳。采用三色或多色LED作为背光源,能够大大提高RGB子像素的色纯度,在混色的表现上并不会出现部分色域窄化的问题,尤其在红光的部分,可以获得非常宽广的色再现范围,也不会造成类似CCFL所出现不纯辉线的subpeak。
目前日本LElz所发表的三色LED背光模组,可达到NTSC的100%色域。该LED背光模组使用了40颗高亮度的三色LED,并且在模组两边设置了Heatslnk,让三色LED在模组内进行混光,可为液晶显示器显示提供足够的光源。2004年底,SONY推出的由R、G、B三色LED作为背光源的显示器,其RGB三色LED色域表现超过CCFL的150%,同时也超越了CRT显示器色彩表现。传统的显像管显示器,在色彩表现上无法显示的天蓝色系、深绿色、深红色以及一些大自然中的鲜艳颜色,但在R、G、B三色LED作为背光源的液晶显示器则都不是问题,如果对照Pointer的768色高彩度色票上表现,使用LED背光模组的液晶电视可以高达其涵盖颜色领域的82%,尤其是在绿色与红色可以表现出非常宽广色彩度,黄色与橙色部分更超过SRGB的色域,然而CCFL或传统CRT屏幕,仅能达到约一半的色彩领域。三菱电机与三星也都已经成功开发6色LED背光模组和6色彩色滤光片面板新技术。三星6色LED背光源,以场序交互点灯方式将显示时间错开,依次打开R(红)、G(绿)、B(蓝)LED,解析度为1366×768、亮度为500cd/,1000:1的对比度,色彩表现达到了NTSC规格的110%。三菱电机6色LED背光源,则利用LED不同的波长来达到6种不同的颜色,其23英寸显示器,蓝光与红光LED各使用26颗,而绿光LED则使用了56颗。该产品解析度为1280×768,亮度为80cd/m2,sRGB色域提高到了175%,可以涵盖自然界物体色彩的96%,耗电量82W相当于同样亮度老式液晶面板耗能的60%。
目前成功应用LED技术的液晶显示器产品已经面市,在本身技术仍需发展的前提下,目前的LED液晶产品已经非常优秀,可见LED应用于液晶显示器的前景广阔。在如今能源短缺时代,节能成为每一款电子产品的永恒主题,让我们继续关注LED产品,期待新技术带来的实惠能尽快普及到每一个网吧当中。
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