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背光是什么,有哪些类型,LED背光源与CCFL背光板各有什么优势?

发布来源:www.xyhlcd.com   发布时间:2015-10-25

什么是背光
维基百科上给出的定义是“背光是一种被用于LCD显示上的照明形式。背光式和前光式不同之处在于背光是从侧边或是背后照射,而前光顾名思义则从前方照射。其用途为增加在低光源环境中的照明度和电脑显示器、液晶屏幕上的亮度,以和CRT显示类似的方式来产生光。”需要补充的是,背光不是单一的一件元件,而是以背光模组正体的形式提供光源。之前兴宇合技术人员在LCD与LED区别中有介绍到LCD的结构图示,可清楚的看出背光在LCD液晶屏中的位置和起到的作用。
上面介绍了背光是什么,那么背光有哪些类型呢?
背光模块是液晶电视必不可少的部件液晶本身并不会发光因此背光源十分重要从诞生到现在LCD背光源几乎都是冷阴极荧光灯CCFL,现在LED(发光二极管)作为背光材料已逐渐成为一种趋势。市场上多数显示屏的背光为这两种类型。
液晶屏背光主要有CCFL和LED这两种不同类型,LED与CCFL相比有什么特点,优势在哪里?
CCFL背光缺点
CCFL,的物理构成是在玻璃管内封入隋性气体Ne和Ar。其中含有微量水银蒸气,并于玻璃内壁涂布荧光体,CCFL>通过灯管两端的电极,让灯管内的气态汞激发的紫外线碰撞管壁上的荧光粉,从而发出光线,其波长由荧光粉的特性决定
CCFL无论发光原理还是物理结构,都和常用的日光灯管非常接近,这种光源具有结构简单,灯管表面温升小灯管表面亮度高,易加工成各种形状的优秀特性,但是寿命较短,含汞,色域较窄,只能达到NTSC的70%左右。
其一,最让人头痛的问题是使用寿命较短。CCFL背光源使用寿命一般为15000小时~25000小时,LCD(尤其是笔记本电脑的液晶屏)使用时间愈长亮度下降愈明显,在使用2~年后,LCD屏幕就会发暗、变黄,这正是CCFL使用寿命期较短的缺陷所造成的。
其二,限制了液晶显示器色彩的发挥。液晶显示器中每个像素都是由R、G、B三个长方形色块组成,而液晶显示器色彩表现完全取决于背光模块和滤色膜的性能。滤色膜的三基色默认CCFL发出的白光和日光一样均匀(三基色所占的成分),但是CCFL背光模块实际上并不能达到设计的要求,仅能够达到NTSC标准的70%左右。
其三,结构复杂、亮度输出均匀性差。由于冷阴极荧光灯不是平面光源,因此为了实现背光源均匀的亮度输出,LCD的背光模组需要搭配扩散片、导光板、反射板等众多辅助器件,但是在显示全白或全黑画面时,屏幕边缘和中心亮度的差异十分明显。
其四,体积较大,功耗不理想。由于CCFL背光源必须包含扩散板、反射板等复杂的光学器件,因此LCD的体积无法再进一步缩小。在功耗方面,采用CCFL作为背光源的LCD也无法令人满意,14英寸LCD的CCFL背光源往往需要消耗20W甚至更多的电能。
LED背光源优势
1)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,色彩还原好;
2)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;
3)亮度调整范围大。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;
4)完美的运动图像。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;
5)实时色彩管理。由于红绿蓝3色独立发光,很容易精确控制目前的显示色彩特性;
6)可以调整的背光白平衡,同时保证整体对比度。当用户的视频源在计算机和DVD机间切换时,可以轻松在9600K和6500K间调整白平衡,而且不会牺牲亮度和对比度;
7)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;
8)安全。LED使用的是5~24V的低压电源,十分安全,供电模块的设计也颇为简单;
9)环保。LED光源没有任何射线产生,也没有水银之类的有毒物质,可谓是绿色环保光源;
10)抗震。平面状结构让LED拥有稳固的内部结构,抗震性能很出色。
LED背光缺点 
1)LED的发光效率较低,与同等尺寸CCFL背光源相比耗电量高。目前CCFL的输出光通量多在5000~7000lm范围,实际屏幕的输出光通量高于300lm,而多数LED背光都还无法达到这一指标。不过,现在全球有大量的企业从事相关研究,LED发光效率提升相当之快,目前光通量达到10000lm的高亮型LED背光也已经出现,相信离成熟仅是咫尺之遥。
2)成本太高、价格昂贵,同等尺寸的背光源,LED是CCFL价格的4倍。对于目前价格竞争激烈的市场而言,让厂家有些望而却步。只有索尼为了图像质量不计成本。当然,随着工艺的成熟和生产规模的增加,LED背光的成本会逐步下降。
3)用LED作为背光源存在白光的一致性问题,这比起CCFL是个劣势。
4)LED在网点设计上较线性光源CCFL难,需考虑LED辐射状的光强衰减。
5)RGBLED背光源时间一久会产生色移波长会随温度变化,产生不同颜色。
在显示效果上,我们可以从下表中清楚比较LED背光板与CCFL背光板的特点。

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