三種主流LED背光源類型 - 背光源探討篇

看完了LED背光的成效與應用

有許多大大更提供了LED背光細部的技術

感謝之前不吝糾正的大大,使得小弟能學到更多東西

技術不足的小弟我,也爬了一些東西出來

希望大家能再一起針對這些技術提出討論




LED電視按照背光源的種類,目前大略可分成三種
1. 直下式RGB-LED
2. 直下式白光LED
3. 邊緣發光LED

1、直下式RGB-LED BLU
直下式RGB-LED背光源是比較早誕生的技術。
RGB-LED通過紅色、綠色、藍色三原色LED調制成白光,具有最好的光學特性。因此被注重畫質的日系廠商廣泛採用。


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早期直下式RGB-LED背光元件

直下式RGB-LED組成的背光源,並非按照1:1:1的數量構成。而是採用1個紅色LED、1個藍色LED和2個綠色LED。最主要的原因是LED在不同顏色的發光效率上不盡相同,所以透過這種方式達到三種光源的完美匹配。
直下式RGB-LED背光源的位置和以往的CCFL背光的位置相比,差異並不大,仍然在液晶面板層正后方。因此從結構上看,採用這種技術的LED電視,在外觀上和普通LCD液晶電視並不會有很明顯的差異。



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目前直下式RGB-LED背光元件
直下式RGB- LED TV在色彩表現與對比上表現優異,最主要是採用RGB三原色獨立發光元件,色域範圍多能達到NTSC的120%以上,甚至有些經過調教後更可達到150%左右的色域範圍。
直下式RGB-LED TV還有另一項優勢,就是有背光的區域調整功能。這個功能能輕易的達到千萬比一的動態對比度,這對於提升電視的圖像質量有著非常關鍵的作用。
採用直下式RGB-LED的電視,雖然性能優秀,但美中不足的缺點就是:1.成本較其他背光模組來的高。2.直下式RGB-LED每一區塊需要單獨的調光電路,與更好的散熱結構。所以這也會導致電視結構在某種程度比較復雜,難以做到輕薄化。

2、直下式白光LED BLU
直下式白光LED與直下式RGB-LED相比,結構上就簡單不少。僅使用單顆白色LED來代替原來CCFL的所在位置。



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直下式白光LED背光元件

白光LED由於不像RGB-LED需要對RGB三色調光,因此在電路結構上相對簡單許多。但是白光LED在光譜特性表現上和RGB-LED相比還是有差異,所以就色彩表現上來說就較不如RGB-LED那麼優秀。
但是直下式白光LED也不是沒有優點,採用直下式白光LED的電視除了也能像直下式RGB-LED一樣,擁有亮度動態調節、區域背光控制,所以也能表現出良好的對比度。而色域範圍上也能較傳統CCFL液晶電視來得佳。再加上直下式白光LED的成本比直下式RGB-LED便宜許多,因此未來LED TV最有可能採用直下式白光LED來達到普及。

3、邊緣發光LED
許多廠商將邊緣發光LED稱為第三代LED背光技術。一樣採用了白光LED作為背光源,但是加強結構和特殊材料的應用,除了保有LED背光在色域範圍與對比度的優勢,也讓機身厚度大幅度下降。


三種主流LED背光源類型 - 背光源探討篇

採用邊緣發光式的LED背光模組
邊緣發光LED是將LED光源環繞在液晶面板的四週,與液晶面板緊密的排列,因此非常節省空間。不過由於邊緣發光LED發出的光線並不像前兩種方案直下式的方式,讓LED光線垂直穿過液晶面板,而是光線與液晶面板成平行,所以光線必須通過特殊的導光板,改變光線行走的方向才會垂直透過液晶面板層。
而導光板除了改變光線傳播方向的功能外,還要能夠均勻的將光線分散開,否則電視畫面上會出現嚴重的邊緣亮、中間暗的問題。



三種主流LED背光源類型 - 背光源探討篇

邊緣發光LED示意圖
邊緣發光LED由於位置不是在液晶面板正後方,所以目前無法作出區域調光的功能。


看完了上面簡單的介紹

希望有經驗的大大還是能提供一下自身的經驗和看法

順便跟大家道個遲來的 :

端午節快樂

cowonart大有實際照片喔,好詳細喔

之前看光之白翼大寫過很多背光模組的文章
之前找到的也只是圖片介紹而已
還在想到底背光模組實際長甚麼樣子
又沒有機器可以拆

不過這篇文章就一目了然
原來直下式RGB背光模組是長這樣的
兩個綠、一個藍、一個紅

看來直下式白光背光模組的耗電量應該不輸RGB

側照式的看起來就比直下式的薄很多
而且這個結構看起來就像是
現在很多新大樓使用的指示牌
小弟很好奇一個問題...
關於下面三種背光型態的亮度控制
1. 直下式RGB-LED
2. 直下式白光LED
3. 邊緣發光LED

我們都知道 LCD 是靠LCD分子的光柵效應來控制畫面亮度...
所以 3 , 在控制亮度的技術上 會比較單純
只要交給LCD來控制就好了... 當然面板的驅動位元數越高... 灰階層次也越多...

可是 2. 的狀況 就會變的複雜...
因為 後面的LED 會跟著畫面明暗 ON/OFF...
相對的 畫面亮度的明暗層次控制 相對的應該也會變的相當複雜...
Q1. 不知道 灰階線性表現 如何?
Q2. 大區域明暗的圖像交界處,是否會有光散射的干擾?

3.的驅動模式更加複雜了... RGB三原色獨立運作了...
相對的控制上的複雜度 應該高上許多...
Q1. 不知道 灰階線性表現 如何?
Q2. 大區域明暗的圖像交界處,是否會有光散射的干擾?
Q3. 中間色彩(黃、青、洋紅) & 三原色 在中低灰階的表現正確性 ?

73_troop wrote:
小弟很好奇一個問題....(恕刪)



不只是所用的光源會影響
連材料不同也會跟著不同

光的表現,只有實際組好後,量測才知道,『真正』是如何
量光的表現,量一次全視角也只要幾十秒的時間,就知道結果了~~
cowonart wrote:
看完了LED背光的成...(恕刪)


真的會有廠商,推出直下式白光LED背光的電視??
超耗電的,整個面用了N顆的LED.....這要浪費多少電呀
散熱也是一大問題~~
直下式白光LED可以勝過CCFL的色域嗎?
目前新一代的W-CCFL大概可以到92~98% NTSC
白光LED應該還不到90%NTSC
這應該是它最大的致命傷
NEC 設計的專業監視器, 有使用一種新款的 W-LED, 亮度跟色域表現比目前的一般 W-LED 更佳...
它的設計原理其實蠻有趣的, 算是 LED + CCFL 的合體技...

這種 W-LED 內部當然包含了 LED, 然後再加上了發出紅綠藍光的磷螢光體...
LED 會發射出近紫外線波長的光, 打在那些螢光體上, 發出的光會混合成白光...

簡單的說, 這種設計內的 LED 就是取代了氣化後的汞(Hg ... 水銀)分子, 給它加入電壓之後的角色~~~
之前有聽過您說的這種W-LED
一方面可以規避目前白光LED的專利(特別是Nichia)
另一方面也可以達到更高的色域
不過當時並沒有看到確切的數字
所以不能確定它比W-CCFL還高
不過我個人是相信 它應該會更好

但目前各廠商好像還沒打算大量採用這種W-LED
其中是有什麼樣的考慮嗎?
目前三星的LED TV 就是用Blue chip + red and green phospher
NTSC 可達到70~75% (因為成本考量,不然可做到90%以上)

發文大大所提供之圖片
第一章為OSRAM 的 high power solution
但由於成本考量
故只有少量出貨(SONY)

第二章好像也是OSRAM的 Middle power solution

第三張應該不是白光而是3 IN 1 RGB solution
這應該算是low power的

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