深度解析如今的“ＬＥＤ液晶”顯示器

毋庸置疑，時下液晶顯示器已經成為網吧桌面的流行配置，也是網吧爭奪客戶眼球的一大亮點。因此在近兩年中，幾乎所有的網吧都淘汰了CRT顯示器，換上了全新的17英寸以上的液晶顯示器。或許網吧顯示器的更新換代僅僅才是開始，因為新一代LED顯示器已經閃亮登場了。雖然現在推進市場的LED背光液晶顯示器還很少，價格也過高，不過LED顯示器產品化正在加速，相信這種市場狀況很快就會改變。LED背光液晶顯示器的普及使用，將會給網吧注入新的生機與活力。從顯示方面來說，畫質柔和通透的LED背光液晶顯示器，無論是看視頻還是玩DX10游戲，都能夠為顧客帶來淋漓盡致視覺享受。從經營成本來說，更能讓網吧大受益。預計成熟LED背光液晶顯示器與傳統背光液晶顯示器的功耗比大約為1:10，而現在先期上市的產品耗電量只相當傳統顯示器的60％，僅此一項就能為網吧增加很可觀的收入。相信在未來兩三年內，LED顯示器將會像液晶顯示器一樣普及使用。

雖然我們現在所說的LED顯示器，其實還是液晶顯示器。真正意義上的LED顯示器屏幕應該是LED面板，而且現在LB3面板生產技術還不夠成熟。現在我們所認識的LED顯示器，屏幕依然是液晶面板，只不過是由LED背光模組替代了傳統背光源而已。但這僅僅是背光源的變換，卻能充分發揮LED光源的優秀特性，大幅度提升液晶顯示器的色域值，使液晶顯示器在較低的功耗下實現更高的亮度和色彩飽和度，以及動畫表現力。

LED發展歷程與趨勢

LED即發光二極管，英文全稱為Light-Emitting-Diode。這種全固體冷光源技術有三大顯著優點都非常適合應用于液晶顯示器當中。工作電壓低、耗電量少，一般來說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A，電能消耗不超過0.1W；二是高亮度，低熱量、性能穩定、壽命長一般為10萬到1000萬小時；三是重量輕，體積小、抗沖擊、耐振動性強、成本低。而發光二極管的結構主要由PN結芯片、電極和光學系統組成。LED的心臟是一個半導體的晶片，它有一個特性是由PN結芯片的材料來決定發光的顏色。因為不同材料的LED會發出不同色彩的光線，并且在各種色彩上都包含足夠的能量，所以組合不同的LED可以形成獨特的光源，可以用做照明、廣告燈飾、大幅面顯示屏，這些優秀的性能也成為液晶顯示器的一種理想背光源。

早期的紅色LED每瓦大約能提供0.1流明(Iumens)的輸出光通量，比一般的60至100瓦白熾燈的15流明要低上100倍。全球第一款商用化發光二極管(LED)是在1965年用鍺材料做成的，其單價為45美元。隨后不久Monsanto和惠普公司也推出了用GaAsP材料制作的商用化LED。1968年，LED的研發取得了突破性進展，利用氮摻雜工藝使GaAsP器件的效率達到了1流明／瓦，并且能夠發出紅光、橙光和黃色光。在20世紀70年代其間，LED研究開始主攻數字與文字顯示，如液晶，等離子體和真空熒光管顯示器。20世紀BO年代，AIGaAs開發出新的LED，它能以每瓦10流明的發光效率發出紅光。1991年至2001年期間，LED技術重大突破，這些LED能夠發出綠光、藍光或紫羅蘭等顏色，光通量提高了近20倍，使顯示屏能夠顯示真彩、全運動的視頻圖像。

目前，三星電子、三星SDI、LG飛利浦都十分重視主動矩陣AMOLED(Active Matrix／Organic Light Emitting Diode)有機發光二極體面板(AMOLED)的開發。該主動矩陣面板被稱為下一代顯示技術，它具備三大優勢：無需背光燈；色彩飽和度更大；可以達到IPS或者VA面板的180度可視角度。如果AMOLED產品成本能夠得到有效控制的話，那么傳統的LCD面板技術將受到極大挑戰，不過這還有一段很長的路要走。

采用LED背光源的技術優勢

LED具有多波長的特性，可依照需求生產出獨特的波長，及利用電路設計來完成亮度控制。以LED作為液晶顯示器背光源，不僅完全符合綠色環保的時尚，而且能夠解決液晶顯示器的色域問題，并具備節能和延長液晶顯示器使用壽命的優勢。在以CCLF冷陰極熒光燈作為背光源的LCD中，其所不能缺少的一個主要元素就是汞，這也就是大家所熟悉的水銀，而這種元素無疑是對人體有害的。雖然目前廠商在降低熒光管中的汞含量已經做了很大努力，但是依然不能完全解決無汞所帶來新技術問題。而發光二極管不含汞，以LED作為液晶顯示器背光源，完全符合綠色環保的時尚。

色域廣成為液晶顯示器王牌

眾所周知，液晶面板本身并不發光，必須透過背光的光線才能夠顯示畫面，其色彩的還原范圍主要取決于面板的偏光板、背光燈管、三原色濾光膜、液晶分子粘滯性這四項色彩還原指標。傳統的CCFL背光技術，由于存在熒光材質的限制，燈管紅光呈現能力偏弱，所搭配的彩色濾光片的混色效果也較差，只能實現NTSC 65—75％的NTSC色彩區域。目前的主流液晶產品，無論是TN類面板還是VA，或者IPS類面板，它們在面板構成都沒有根本差別，因此都不能提供優異的色彩效果，最終呈現的畫面總是灰蒙蒙的。因此，近年各大顯示器廠商都致力于新的背光技術的研發，以提升顯示色域，實現逼真的高清晰顯示。

目前提升液晶顯示色域的方法主要有增加液晶面板的原色數目與改進背光兩類技術。增加液晶面板的原色數目的方法，一般通過采用多色彩色濾光片，來增大色域范圍。這當中奇美電子在同樣使用CCFL作為背光燈源的模組基礎下，采用4色以上多色濾光片來作為色彩表現，即分別在原有的R(紅色)、G (綠色)和B(藍色)3色上，增加了追加了Y(黃色)和c(青色)的5色濾光片的面板。這樣的設計，雖然能擴大液晶面板色彩表現范圍，色域范圍可提升到115％／NTSC—109％NTSC，但是卻依然不能克服CCFL背光的先天限制。

從目前液晶面板的多種提高影像表現能力的背光技術應用來看，LED背光源是新一代液晶顯示器的最佳選擇，因此最近兩三年世界各大顯示器生產商的目光也都集中在“LED”這個焦點上，并紛紛推出了傳統顯示器不可比擬的LED背光源顯示器。例如，三星為專業級用戶量身打造的XL30液晶顯示器，其色域達到了驚人的123％。

功耗低壽命長

LED內部驅動電壓遠低于CCFL，功耗比大約為1:10。CCFL交流電壓要求相對較高，啟動時達到1500～1600 Vac，然后穩定至700或800Vac，而LED只在12～24Vdc或更低電壓下就能工作。因此，采用LED背光源的液晶顯示器，功耗和安全性大大優于CCFL。傳統CCFL被光源的液晶顯示器，額定使用壽命(半亮)一般在8000～100000小時之間，而LED背光源的液晶顯示器的使用壽命則可以達到CCFL的兩倍左右。當然由于目前這一技術還不夠完善，LED背光源的使用壽命還受到散熱方面的影響。

高色域LED背光模組姍姍來臨

LED背光液晶示器比傳統背光液晶示器有更高的色域，與普通的色域概念不同的是高色域(Color Gamut)背光技術。液晶顯示器的技術關鍵在三色或多色背光模組，目前這一技術應用已經達到商業化。從理論上來說，液晶顯示器的色域越大，RGB三原色就越鮮艷，提高液晶顯示器色彩范圍與飽和度的方法是提高背光亮度和液晶的透光度。傳統液晶顯示器的背光亮度和透光度比低，因此所能顯示的三原色不夠鮮艷。采用三色或多色LED作為背光源，能夠大大提高RGB子像素的色純度，在混色的表現上并不會出現部分色域窄化的問題，尤其在紅光的部分，可以獲得非常寬廣的色再現范圍，也不會造成類似CCFL所出現不純輝線的subpeak。

目前日本LElz所發表的三色LED背光模組，可達到NTSC的100％色域。該LED背光模組使用了40顆高亮度的三色LED，并且在模組兩邊設置了Heatslnk，讓三色LED在模組內進行混光，可為液晶顯示器顯示提供足夠的光源。2004年底，SONY推出的由R、G、B三色LED作為背光源的顯示器，其RGB三色LED色域表現超過CCFL的150％，同時也超越了CRT顯示器色彩表現。傳統的顯像管顯示器，在色彩表現上無法顯示的天藍色系、深綠色、深紅色以及一些大自然中的鮮艷顏色，但在R、G、B三色LED作為背光源的液晶顯示器則都不是問題，如果對照Pointer的768色高彩度色票上表現，使用LED背光模組的液晶電視可以高達其涵蓋顏色領域的82％，尤其是在綠色與紅色可以表現出非常寬廣色彩度，黃色與橙色部分更超過SRGB的色域，然而CCFL或傳統CRT屏幕，僅能達到約一半的色彩領域。三菱電機與三星也都已經成功開發6色LED背光模組和6色彩色濾光片面板新技術。三星6色LED背光源，以場序交互點燈方式將顯示時間錯開，依次打開R(紅)、G(綠)、B(藍)LED，解析度為1366×768、亮度為500cd／，1000:1的對比度，色彩表現達到了NTSC規格的110％。三菱電機6色LED背光源，則利用LED不同的波長來達到6種不同的顏色，其23英寸顯示器，藍光與紅光LED各使用26顆，而綠光LED則使用了56顆。該產品解析度為1280×768，亮度為80cd／m2，sRGB色域提高到了175％，可以涵蓋自然界物體色彩的96％，耗電量82W相當于同樣亮度老式液晶面板耗能的60％。

目前成功應用LED技術的液晶顯示器產品已經面市，在本身技術仍需發展的前提下，目前的LED液晶產品已經非常優秀，可見LED應用于液晶顯示器的前景廣闊。在如今能源短缺時代，節能成為每一款電子產品的永恒主題，讓我們繼續關注LED產品，期待新技術帶來的實惠能盡快普及到每一個網吧當中。