就像Intel带领笔记型业界以LED背光技术取代冷阴极射线管一样,在电视机产业位居领导地位数十年之久的Sony,也正在积极引领消费性电子产品制造商以LED背光技术取代大尺寸液晶电视中的CCFL。LED背光在色域范围、使用寿命、高速闪烁发光等关键特性上相对于CCFL背光所具备的压倒性优势,更是让Sony决心向LED背光迈进的主要原因。
LED背光让液晶电视画质更惊艳
LED背光之所以吸引众多领导厂商投入研发,最主要的关键还是在于其色彩表现力强于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,而且其长达10万小时的组件寿命,也让液晶电视以往最为消费者所诟病的使用寿命问题得到了很大的改善。除此之外,闪烁频率可达20ns的特性,也可以大幅改善液晶电视的残影问题。整体而言,采用LED背光技术,可以让液晶电视的画质获得很大的改善。
“基于以上的理由,Sony认为以LED背光取代CCFL,即使目前还有技术成熟度与成本方面的疑虑,但整体而言已经是大势所趋。Sony从2004年开始就在日本销售第一款以LED作为背光的液晶电视,且过去几年来一直持续推出采用LED背光源的新机型,也显示Sony对于LED背光技术的前景是非常看好的。”日前应芝初总合之邀首次来台演讲的Sony核心技术开发本部担当部长柿沼孝一郎(Koichiro Kakinuma),接受本刊独家专访表示。
LED背光技术的挑战
就像许多新型技术一样,LED背光技术虽然拥有许多诱人的优点,但同时也存在着一些技术难点。大体上来说,LED的发光效率目前仍低于CCFL,而且系统的整体功耗也远高于采用CCFL作为背光源的液晶电视。“不过,现在全球有大量的企业从事相关研究,LED发光效率提升相当快,几乎可说每个月都有突破性的进展,相信离成熟仅是咫尺之遥。”柿沼孝一郎乐观地说。
但在发光效率之外,柿沼孝一郎也指出一些其它的问题,像是用LED作为背光源存在白光的一致性问题,比起CCFL就是个劣势,这也是Sony投入很多资源去改善的目标之一。除此之外,站在系统的观点,与LED背光模块搭配的彩色滤光片也有重新设计开发的必要,毕竟LED与CCFL在发光波长方面有些不同之处,传统针对CCFL所设计的彩色滤光片并不能完全发挥LED背光的性能。
除了这些技术上的困难之外,LED本身的质量与可靠度对于背光应用而言也是非常重要的。毕竟LED背光模块是以串联的方式将众多LED晶粒组合成一个Light Bar,只要其中的一个晶粒损坏故障,整个Light Bar就会报销。
针对近年业界讨论到LCD TV是否需要6色LED背光的课题,身为该技术的研发先驱,柿沼部长指出,理想上,相对于RGB 3原色分别添加CMY 3原色的 6原色显示色域的三角形,它会形成六角形,而且色域扩大。然而实际上6色的表达仍有其困难,它无法取出CMY的原色点,且构成一色必需 6 Pixel,目前仍有技术上的困难。此外,相较于3色,6色的光穿透力更低,在一定画面大小时,无法避免分辨率会降低,而且分解 6色的CF彩色滤光片制作上相当困难。由于6色LED背光有以上的优缺点,因此消费性商品短期内仍将以3色为主。
此外,散热问题一直是业界致力改善的方向,对此,柿沼部长指出,成本是重要的考虑,终极目标是不要有散热的东西,根本之道是提高LED效率。SONY透过与LED协力厂商合作,确保LED的质量与可靠性,可望在短期内令色均匀与低耗电上达到理想成绩。
符合xvYCC规范的重要性
目前,大多影像广播内容的颜色范围多考虑到CRT电视的色再现性,以sRGB(ITU-R BT.709)规格作为基础。但是这有一些问题存在,因为即使市场上出现色表现能力比sRGB大范围的显示产品,就会因为这样的限制使得影像广播内容只能达到sRGB的范围,那么这些高阶产品的色彩显示特性就无法得以充分的发挥。
为了要打破这样的状况,日本电子情报产业协会(JEITA)的Color Management标准化团体,便提出色再现性范围更宽广的新一代色域标准“xvYCC”。xvYCC的特色是,在HDTV的条件下,因为要确保与sRGB的兼容性,所以采用了ITU-R BT.709色域来规范更宽广的色域空间,而能够让目前包括电视等影像输出产品,都能够即使接受到xvYCC规格的影像内容,也可无误的依照sRGB色域定义显示影片颜色。日本电子情报产业协会在2005年将xvYCC规格提交给了IEC。2006年1月17日IEC发布xvYCC为国际色彩规格。这种新的规格可以定义所有肉眼能见的颜色,可说是今后所有显示器的对应终极规格。
柿沼部长特别提醒台湾LED相关业界应关注符合xvYCC规范的重要性。目前日本已领先其它国家在消费电子设计上符合这个新规格,以Sony为例,包括数字相机、电视与录放机都已符合xvYCC色彩规格。
在2006年初,SONY便发表了全球第一部符合xvYCC规范的82英寸液晶电视,利用RGB三色LED作为背光光源,并且配合高阶影像控制电路而完成的,达到HDTV的1920*1080像素高精细影像显示能力。