從前都是采用白色LED作為背光，為得到更好的色域表示才能，改為采用RGB三色的LED來混雜成白色，然而這樣做需要更多的LED。而且因?yàn)樵瓉砭托枰@示彩色，完整不必要先將RGB的彩色混成白色太陽能路燈，再用RGB濾色片濾出彩色。為此三星公司推出了一種無濾色片的場順序RGB LED背光技術(shù)。
圖1：場次序的工作時(shí)序。
場順序?qū)嶋H上就是讓液晶屏順序地發(fā)出三種不同顏色的圖象，而后靠人腦來合成彩色圖象。從人眼感觸到的后果來看是完全一樣的。固然在硬件實(shí)現(xiàn)上發(fā)生了極大的差別，但它卻帶來了良多長處。
首先，這種方法省去了彩色濾色片，而濾色片是光能的主要接收者，它會喪失光能70％以上。圖2表明了光能從光源動身以后所受到的損失。
用場順序方法除去濾色片
但是，想要直接用RGB的LED來代替濾色片看上去似乎很簡略，實(shí)在是不可能的。因?yàn)闉V色片是把每一個(gè)像素都分成三種不同顏色的子像素，如果直接用三種顏色的LED來代替濾色片，就必需采用小到和子像素尺寸一樣大的LED來照耀每一個(gè)子像素，才不會使紅光照到綠光的子像素上。這樣，LED的個(gè)數(shù)就要多少百萬個(gè)之多。為保持像素?cái)?shù)不變，獨(dú)一的方式是反復(fù)應(yīng)用這些像素，也就是采用時(shí)候復(fù)用制。這樣只有順序地發(fā)射出紅光、綠光、藍(lán)光，同時(shí)控制每個(gè)像素的薄膜晶體管(TFT)，使其相應(yīng)地依照該像素在這種顏色時(shí)所應(yīng)該存在的的強(qiáng)度來開啟液晶光閥。但是，要順序地發(fā)出紅、綠、藍(lán)三種顏色，并能造成一個(gè)彩色的視頻圖象，就必需利用人眼的視覺殘留作用。只有這三種色彩順序反復(fù)的周期小于人眼的視覺殘留時(shí)間，就可以在人們的大腦中構(gòu)成一個(gè)彩色的圖象。視覺殘留時(shí)間實(shí)際上就是電視的場頻周期，在PAL制中為五非常之一秒。這也就要求在五十分之一秒的時(shí)間內(nèi)必須實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三個(gè)圖象的顯示。因此，這種方法被稱為“場順序”體系，也有人稱之為“色順序”體系。它的工作時(shí)序如圖1所示。
圖2：從背光源動身的光能的損失
拿掉濾色片以后，豈但能罷黜了濾色片70％的光能喪失，而且還可以節(jié)儉濾色片的成本。濾色片的本錢在總本錢中占19％，是相稱可觀的一局部(見圖3)。實(shí)際上，省去濾色片以后，還可以提高成品率，減少出產(chǎn)時(shí)光，這些無形的改良都非常主要。
圖4：場次序不須要把每個(gè)像素分成三個(gè)子像素。
由此可見，采用處順序后所帶來的利益是成千上萬的。
場順序的重要問題是請求液晶的響應(yīng)時(shí)間要快。尤其是假如采用了100Hz或120Hz的場頻，就請求其響應(yīng)時(shí)間小于3ms甚至更短。最近的研討結(jié)果表明，采用摻入金屬納米的辦法，可以把液晶的響應(yīng)時(shí)間縮短到500微秒。
不外，也只有采用場順序以后能力使得LED背光實(shí)現(xiàn)貿(mào)易化，也才干夠真正和CCLF競爭。
圖3：背光板的成天職析。
其中背光源的25％成本是基于CCFL的數(shù)據(jù)，如果采用LED作為背光源，它所占的成本將大大超過這個(gè)比例，大概要占到50％的成本。采用場順序制以后太陽能路燈，拿掉了濾色片就相稱于發(fā)光效率提高了70％，這是異常可觀的。這象征著LED的數(shù)目可以減少70％，LED的成本就可以減少70％。而且LED數(shù)量減少70％以后，其發(fā)燒量可以減少70％，耗電也可以減少70％。
不僅如斯，采用處順序當(dāng)前，因?yàn)椴恍枰侔衙恳粋€(gè)像素分為三個(gè)子像素，薄膜晶體管TFT也可以減少三倍，因而相稱于像素面積加大了三倍LED燈具；或者說，假如堅(jiān)持像素面積不變，在雷同的屏幕尺寸下，可以將分辯率提高三倍(見圖4)。
三星公司在06年推出了多少款采用場順序的LED背光液晶電視機(jī)。其中一款為40寸的LE40M91，它的辨別率為1366×768，色域達(dá)到110％，比較度可達(dá)10,000:1，亮度可達(dá)450cd/m2，場頻為100Hz路燈，背光體系的功耗比CCFL降低了70％。背光板的壽命提高一倍以上，更主要的是不含汞，合乎RoHS尺度。它的售價(jià)為3,000美元。
區(qū)域亮度掌握
采用LED背光時(shí)，從前存在一個(gè)如何使屏幕的亮度勻稱的問題，通過采用區(qū)域亮度控制豈但可以解決亮度平均的問題，而且還可進(jìn)一步下降背光功耗。這是由于實(shí)際的圖像在每個(gè)詳細(xì)部位的亮度是不一樣的，可能有的區(qū)域較亮、有的區(qū)域較暗，所以完整不必要在全部屏幕采用平勻亮度的背光，能夠采用根據(jù)圖象內(nèi)容決議的區(qū)域亮度把持。實(shí)現(xiàn)方式是：將整個(gè)屏幕分隔為例如20個(gè)等份，根據(jù)圖象內(nèi)容測出其最高亮度，確決該區(qū)域所需的背光明度LED路燈，而后對該區(qū)域的背光LED亮度應(yīng)用PWM技巧進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。在采用背光的區(qū)域亮度節(jié)制當(dāng)前路燈，該區(qū)域的圖象信號也應(yīng)加以相應(yīng)的彌補(bǔ)，免得發(fā)生亮度失真。
在2006年SID會議上，臺灣交通大學(xué)提出了一種整體上是直下式，而單個(gè)來看卻是采用側(cè)射式的LED，從而提高了其光芒應(yīng)用率，減少了所需LED數(shù)量并提高了效力。這種技術(shù)重要是采用側(cè)射式LED搭配以六角形導(dǎo)光單元(見圖5)。
顯然，CCFL背光是不可能實(shí)現(xiàn)這種區(qū)域亮度控制的，一方面是因?yàn)镃CFL的外形是長條形，基本無奈按屏幕分成20個(gè)等份的區(qū)域；另一方面則是因?yàn)樗牧炼纫膊豢赡芤勒請D象的內(nèi)容進(jìn)行疾速調(diào)劑。不外，在采用LED作為區(qū)域亮度控制時(shí)，只能采用直下式背光，而不能采用側(cè)射式。
由圖中可見，在270×480mm的面積里LED燈具，一共須要R、G、B各14顆，總共42顆側(cè)射式LED(圖6)。
圖6：側(cè)射式LED的方向性圖。
對32寸的屏幕，其面積比上述面積大2.22倍，所以大概需要93顆LED，這一數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于個(gè)別的直下式背光系統(tǒng)。但由于采用六角形的構(gòu)造，所以只能采用RGB，而無奈采用RGGB。這要求綠色的LED要有足夠大的光輸出。
最近三星公司推出了70英寸的LED背光液晶電視PAVV LED 70(LA70F91BD)，它實(shí)現(xiàn)了高低左右180度的視角，采用了120Hz驅(qū)動，使影像響應(yīng)時(shí)光進(jìn)步到8ms。并且采用了三星公司的LED智能光源技巧(Smart Lighting)，即區(qū)域亮度把持(Local Dimming)。它把全部屏幕分為192個(gè)區(qū)域。依據(jù)輸入的圖象的內(nèi)容來分辨調(diào)節(jié)各個(gè)區(qū)域的亮度，從而明顯地進(jìn)步了畫面的對照度跟顏色表示才能。其辨別率為1920×1080，亮度600cd/m2，比較度到達(dá)2,000:1，動態(tài)對照度到達(dá)50萬:1，能夠顯示10億7,000萬種色彩。而且耗電量也下降了50％，延伸了液晶屏的壽命。而且，通過高速影像模式(LED掃描)，可能實(shí)現(xiàn)圖像無抖動無殘像的影像畫質(zhì)。產(chǎn)品厚度節(jié)制在149mm。
韓國LG公司稱這種技術(shù)為AFLC(Area Focused Luminance Control，即區(qū)域聚焦亮度控制)技術(shù)，而日本的NEC稱之為AGCPS(Auto Gama Control and Power Saving， 即主動伽碼控制和功耗控制)，采用這種技術(shù)以后，功耗還可以減少一半。
因此，如果把場順序和區(qū)域背光相聯(lián)合，就有可能把整個(gè)背光系統(tǒng)的功耗降低到CCFL的一半以下。這是無比驚人的功耗節(jié)儉。
本文小結(jié)
采取LED作為液晶電視的背光已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的潮流。依據(jù)Insight Media 在2006年作出的估量，用LED背光的LCD TV將在2010年超過CCFL背光的液晶電視機(jī)。估量的相對數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏小，然而絕對值仍是可托的LED路燈。
LED背光看上去似乎沒有什么太龐雜的技術(shù)，只要把LED點(diǎn)亮就可以。但如果要利用到液晶電視中就波及許多十分龐雜的技術(shù)。這種技術(shù)是生產(chǎn)背光板的企業(yè)所不能獨(dú)自實(shí)現(xiàn)的，而必須由生產(chǎn)液晶電視機(jī)的企業(yè)、生產(chǎn)背光板的企業(yè)和出產(chǎn)LED驅(qū)動芯片的企業(yè)三方嚴(yán)密配合才有可能完成。如果不盡早起步，咱們又將遠(yuǎn)遠(yuǎn)落伍于日本和韓國，甚至?xí)僖淮蚊媾R繳納巨額專利費(fèi)的窘境。“中國事家電生產(chǎn)的大國，但是不是家電生產(chǎn)的強(qiáng)國。”咱們必須徹底轉(zhuǎn)變這個(gè)狀態(tài)！獨(dú)一的辦法就是加大研發(fā)投入。美國的良多企業(yè)都將營業(yè)收入的20％以上用于研發(fā)。盼望未來政府也要激勵(lì)和支撐企業(yè)加大研發(fā)的投入，這才是中國企業(yè)的前途。
起源：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
