背光解決方案中的6個常見概念

2026-01-06 13:30:42 公会联盟

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CCFL

WLED

電子發光二極管

發光二極管

迷你LED

PWM

背光方案中常提到的一些常見概念,CCFL、WLED、mini LED、DLED、ELED、PWM。您知道它們代表什麼以及它們的技術差異嗎?本文簡要介紹了它們的概念。

CCFL

原來的背光源採用的是CCFL冷陰極螢光燈管。它的結構與螢光燈非常相似,具有冷陰極和非常細的管徑。

CCFL具有高色溫、高亮度、顯色性好的特性。但它也有很多缺點,所以現在基本上已經被淘汰了。

CCFL屬於管狀光源,為了使光線均勻地傳播到液晶面板的顯示區域,對背光膜系統的要求比較高。

隨著面板尺寸的增加,將需要更多的 CCFL 條形光源。背光源的厚度難以控制,結構也非常複雜。

色域比較小,如果用作LCD的背光源,最高色域覆蓋率只有72% NTSC左右。

而且其功率高、發光效率低、含有毒金屬汞。

圖 1. CCFL 背光源

WLED

WLED的全名為White Light Emitting Diode,即白光LED。與傳統的CCFL相比,該技術取得了長足的進步,是目前大多數液晶螢幕背光的解決方案。 WLED分為DLED和ELED背光結構。

電子發光二極管

ELED指的是側光式LED,是一種在面板邊框安裝多個LED燈,從側面照射光源的LED類型。導光板用於將LED光線均勻分佈到顯示區域。

從上述概念來看,DLED比ELED更厚、更耗電,因為整塊面板後面所需的LED燈數量肯定大於面板邊框所需的LED數量; ELED的優點是更薄、更節能。

發光二極管

DLED 指的是直下式 LED。直下式產品將LED燈均勻分佈在面板後面,使背光可以均勻地傳輸到整個螢幕,從而提高對比度並實現HDR和更好的顯示效果。

DLED將LED燈均勻分佈在面板後面,因此其對背光亮度和影像品質的控制相對較好。使用ELED液晶屏,製造商需要花費更多的精力和技術來控制背光亮度和影像質量,這對製造商的生產和研發技術提出了更高的要求,自然成本也更高。

圖2。 側光式LED 直下式LED

迷你LED

Mini LED又稱亞毫米發光二極管,由台灣晶電公司先提出。指晶粒(晶片)尺寸為50-200μm的LED。

Mini LED背光縮小了傳統LED晶片的尺寸。背光燈珠的數量從幾十、幾百顆變成了幾千、幾萬顆。分區數量還可以從幾十、幾百增加到幾千、萬,每個區域對應多個像素,結合區域調光技術,對背光進行更精細的明暗控制。

圖3 Mini OLED背光

在不犧牲亮度的情況下,Mini LED背光液晶面板可以實現超過1,000,000:1的對比度和更高的解析度。在螢幕顯示效果方面,甚至可以與OLED面板相媲美。

圖4. 21.5吋LCD採用mini LED,亮度可達3000nits甚至更高

並不是說Mini LED一定能秒殺側光式和直下式LED。區域調光非常重要。當低階Mini LED背光顯示器採用區域控制技術時,單位區域的光擴散會影響周圍區域,導致光暈現象。

因此,如何調整光暈區域,達到理想的區域調光效果,是高階Mini LED與低階Mini LED的判斷標準之一。這就牽涉到下面要提到的調光技術。

圖 5. 脈寬調變 (PWM)

PWM

脈衝寬度調製(PWM) 技術是指使用PWM控制訊號。其原理是透過改變LED正向工作電流的佔空比來調節LED的發光亮度。

PWM可以根據顯示影像的內容即時調整背光LED的亮度。即顯示較暗的畫面時,可以適當降低LED的亮度,甚至顯示全黑的畫面時,也可以關閉對應的背光LED。這不僅降低了功耗,還提高了對比。

PWM技術可分為全域調光和局部調光。局部調光又可以分為1D光和2D光。

全域調光

此技術根據顯示的畫面資訊來整體調整LED背光的亮度。

全域調光技術可應用於直下式和側光式背光。這種類型的調光通常用於筆記型電腦。缺點是同步對比度永遠不會大於 LCD 面板的對比度,通常約為 1000:1。

局部調光

一維區域調光

多用在側光式背光面板上,兩側的LED組可以獨立控制。此設計可實現 6,000:1 至 100,000:1 的對比。

1D 局部調光是目前 HDR 電視和顯示器中最常見的設計。

一維區域調光

不同的製造商對這種調光有不同的名稱。有的稱為棋盤分區,或是矩陣分區,全陣列分區。此設計只能在直下式 LED 和 Mini LED 背光上實現。

2D 局部調光可產生所有這些設計中的最佳影像質量,並且可以同時實現 20,000:1 至 500,000:1 的對比度。

圖 6. 2D 區域調光

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