游离在电视里的光! LED背光模组分析论

2015-04-30 18:47:18来源: 互联网

    电视能有什么新奇?不就是一块发光的玻璃和音响组成的么。不,电视的奥秘远不止我们所看到的那样,暗藏玄机的并不是简单勾勒和制造,其中蕴藏的结构才是电视的真正意义所在。所以从本文开始将会不定期的为大家打开电视说说内部的故事。

    电视作为家庭三大件的物品从上个世纪80年代就已经作为富有的象征,如果能拥有一台日本产的电视那将是整个家庭的光荣,早期的电视机都是具有超大外壳和重量的机器,相比于发展了30年后的液晶电视,当时的设计绝对是反人类的,不过没有历史就不存在洪流,就不可能一步步的发展改进至今,所以我们还是要向“祖先电视”致敬的,具体的电视演变史可以参考《显示技术三十年 这些电视你还记得么?》。

    电视是具有极强科技技术的产品,以外观论英雄绝不是你所能看到的全部,针对电视内部结构的文章也许你看了很多很多,不是技术性偏强就是长篇大论冗余繁杂读起来味同嚼蜡,电视的内部结构确实值得去探讨,简单的描绘和解释能够更加清晰的了解其中的奥妙,我们今天就用通俗易懂的话先来讲讲电视的灵魂中枢——背光技术。

    说到背光,在CRT电视时代,那个巨大的后壳看起来总是笨重的,CRT电视机的结构是利用一根真空管,里面有一个或多个电子枪,电子枪射出电子束,电子束射到真空管前屏幕表面的内侧时,屏幕内侧的发光涂料受到电子束的击打而发光产生图像,这样的技术止步于上世纪90年代,由于电子枪与发光涂料的最大尺寸受限,38英寸的电视已经是CRT的极限,硕大笨重的电视因此逐渐退出了市场。


CRT电视的电子枪击打荧光粉图层技术

    新一代的平板电视不再需要电子枪穿透的长距离,而是使用了薄性的光源照射前方的电视面板的原理,所以电视的体积被大大缩小,目前光源分为CCFL冷阴极荧光灯管以及LED发光二极管两种光源,单看名称就被唬住了,CCFL可以看成是我们使用的普通灯管,需要电力的驱使然后发出明亮的白光照射液晶屏幕,但是有不好的地方就是荧光灯管的功耗高寿命短,在一段时间后被LED所代替。

    全新的LED光源组成的背光模组主要分为光源组,导光板,反射片,反射式增亮膜,菱镜片以及扩散片,电视除去液晶面板最为重要的就是背光模组,LED为一颗颗的发光二极管的小亮片,其光源的亮度和寿命较之CCFL都会好很多,同时覆盖率更大,目前LED背光模组分为直下式和侧入式两种,同时由于新式的量子点技术的加入,量子点电视的背光又有了一定的升级。我们暂且不探讨OLED电视是如何发光的,因为其根本不需要背光而是自发光的存在。

成本/亮度/技术 LED光源渐受宠 

    上面我们提到了不需要背光的OLED电视,那么LED电视分为的直下式和侧入式背光的原理是什么呢?同时又有什么区别呢?作为时下最为流行的两种背光模组的设计,LED是怎么让电视发光发亮的呢?首先我们先来解释一下LED,LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是将电能转化为光能的半导体,其特点非常明显——寿命长,光效高以及低功耗,所以才能够代替CCFL成为新一代的光源。


LED光源具有更好的性能

    目前市面上分布的LED为白光LED以及RGB-LED两种,前一种为白光照射,利用白色光源打在色板上然后经过导光板将光投射到液晶屏幕上,造价也相对低廉。后一种为三色LED光,通过三色的组合进行光源的照射,不过造价相对高昂,市面上售卖的相对低价格的大部分都使用的是白光LED进行照射。

    LED背光拥有比CCFL冷阴式发光管更大的优势。LED背光源有更好的色域。其色彩表现力强于CCFL背光源,可对显示色彩数量不足的液晶技术起到很好的弥补作用,色彩还原效果更好。LED的使用寿命可长达10万小时。即使每天连续使用10个小时,也可以连续用上27年,大大延长了液晶电视的使用寿命,可获得对等离子技术压倒性的优势。


LED光源的用处极广

    LED对于亮度的调节范围也更大了,实现LED功率控制很容易,不像CCFL的最低亮度存在一个门槛。因此,无论在明亮的户外还是全黑的室内,用户都很容易把显示设备的亮度调整到最悦目的状态。传统CCFL灯管的闪烁发光频率较低,表现动态场景可能产生画面跳动。LED背光可以灵活调整发光频率,而且频率大大高于CCFL,因此能完美地呈现运动画面。

    LED可以为大尺寸屏幕提供连续面阵光源。LED是一种平面状光源,最基本的发光单元是3~5mm边长的正方形封装后,极容易组合在一起成为既定面积的面光源,具有很好的亮度均匀性,如果作为液晶电视的背光源,所需的辅助光学组件可以做得非常简单,屏幕亮度均匀性更为出色。同时平面状的结构令LED拥有稳固的内部结构拥有更强的抗震性。

各有优劣 直下式/侧入式背光拼强弱

    说完了LED光源,目前背光技术分为直下式和侧入式,从字面意思差不多能够了解到光源是从侧面和背面进行的,由于成本和外形工艺的原因,更多的电视倾向于轻薄质感的电视以及低廉的价格,所以侧入式背光被广泛的应用。而直下式背光为了亮度和画质而对成本和外形做了妥协。下面我们就具体来聊聊两种背光形式的不同点。

    直下式LED背光是要在整面的背光板上贴满均密分布的LED光源,使背光可以均匀的传达到整个屏幕,画面细节更加细腻逼真,由于其使用了更多的LED光源,是亮度提升更加明显,在液晶屏幕上的显示颜色上也是更加均匀尤其是在色彩转换频度过多的时候出现更加真实的色彩还原,所以直下式的最强力诉求就是画质细腻。


直下式背光需要大量的LED光源

    直下式的最大特点和优点就是可以将屏幕的背光源设定为多个区域,让这些区域能够独立的调节明暗程度,也就是所谓的局域控光技术,这项技术的优点就是针对屏幕上显示的不同的区域进行分析,在该黑的地方,LED全部关闭,在需要亮度以及高对比度的地方,LED光源全部开启,整个画面会显得非常明亮,同时色彩也会更加艳丽。


直下式背光的原理图

    换成通俗的话来理解就是,一块巨大的光板但是被切割成一个个小块,每一个小块都是独立存在的,需要点亮的时候才会亮,这样照射到的位置更加精准,比如在显示一个黑色场景下的一朵花,那么在背部下中间的花的区域会有更强的亮度,旁边的黑色区域会被认定为不发光,这样的话黑色的显示就会更加纯粹和深邃,不会变得有些许光斑变得有灰色出现。

    而侧入式背光则是通过在液晶面板后侧的四周架设LED光源,照射到导光板后对液晶面板进行照射。这样相比于直下式可以节省更多的LED光源,同时使用侧入式背光的话,由于液晶电视需要的背光源被减少了很多,所以在电视制造的过程上可以减少更多的厚度使电视变得更薄,所以目前侧入式背光被更多的应用在电视的制造中。


侧入式背光的LED光源分布

    同时侧入式背光使用的LED光源减少导致成本的降低所以为目前更多的电视厂商所接受,不过侧入式背光除了这些优点外还有一些技术性上的缺点,侧入式背光的光源需要导光板将光进行尽量均匀的去投射到前方的导光板,然后通过反射片和扩散片的作用将光尽可能均匀的照射液晶面板,但是不可能完全做到,同时侧入式的光源亮度远远没有直下式的光源充足,所以目前很多电视需要在导光板钱增加一层反射式增亮膜,这样能够将光更多的进行一次提升。


侧入式背光需要导光板

    不过在实际的使用过程中,由于没有局部控光的技术,所有的光源都需要工作。所以在显示多色彩的情况下,尤其是黑场和多色混合出现的时候会看到黑色不黑明显发灰的情况,由于亮度不够,导致颜色的显示也没有鲜艳,这是目前侧入式背光的最大症结,所以鱼与熊掌不可兼得,想要轻薄艺术感那么侧入式背光的电视肯定合适,想要纯粹的显示体验,那么直下式的背光才是正选。

写在最后:

    背光技术是电视机最为重要的组成结构,目前直下式背光的使用不再是普遍化,海信的ULED采用了局部控光技术的直下式背光,所以其背板也变得相对较厚,不过画质确实不错的,相比之下,侧入式背光由于其外形设计的重要性受到了更多用户的青睐,在说完了这么多,相信您也一定有了一个大致的了解,想要什么效果就选什么样的电视吧。

关键字:游离  电视

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2015/0430/article_8807.html
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