2009年,液晶電視市場掀起LED背光潮,即液晶電視的背光采用LED。LED體積小巧,屬于點光源,它為實現真正的區域調光技術提供了可能。以主流的側背光為例,其LED燈分布在液晶屏的四周,而系統對LED燈的控制可以按矩陣式區域控制,如圖2所示。
2D區域調光的優點
2DDimming能對LCD背光源作不同區域、不同程度明暗變化的調節,可大幅降低耗電量,提高顯示畫面對比度,增加灰階數,減少殘影,提升LCD顯示器畫質,是最佳的區域調光技術。
為何2DDimming區域控制可大幅降低LCD顯示器耗電量?這是因為不論平面光源、直線光源CCFL還是EEFL,其背光源一般都處在全亮狀態,而當顯示暗態畫面時則通過降低液晶穿透率來實現,故它們對于降低耗電量沒有幫助。與之相對,2DDimming在顯示暗態畫面時,LED亮度隨之降低,故可減少整體背光源的耗電量。日本電氣通信大學針對不同型態背光源測量同一顯示畫面耗電量,測量結果顯示:倘若0DDimming平均耗電量為100%,2DDimming型態背光源平均耗電量僅43%。
2DDimming區域控制除了可降低耗電量,也可改善LCD顯示器畫質表現。因為2DDimming可以對區域亮度獨立控制,而傳統平面背光源只能整片點亮,故2DDimming可大幅提高畫面的動態對比度。
LED光源快速點滅特性對于LCD顯示器運動拖尾也大有改善。傳統CCFL背光源因持續點亮緣故,以移動中的人眼球看去會有晃動、拖影感覺;當LED背光源模擬CRT顯示器脈沖式發光,即背光源也采用間歇性點滅方式,LED背光在極短時間關斷時可遮住快速移動物體所產生的拖影畫面,故所呈現畫質較為清楚。
2D區域調光面臨的難題及機遇
上面提到的2DDimming技術需要CPU同時去分析一個圖像多個區域的亮度,然后根據計算結果分別控制各區域亮度,實質是通過控制LED驅動來調節各區域LED燈的亮暗。軟件對圖像分析的算法對CPU性能是一個考驗,LED驅動時序控制在設計上也是難題,倘若時序控制不當,容易造成LED燈燒壞。
目前液晶電視主芯片較少具有2Dlocaldimming功能,這樣整機在設計2Dlocaldimming時需要外加DSP,且分區越多LED驅動使用越多,算法和時序控制越復雜,這大大增加了整機的成本,所以當前市場上的液晶電視使用2Dlocaldimming功能還比較少。
隨著技術的發展,逐漸有一些60Hz轉120Hz的FRC芯片將2Dlocaldimming算法集成進來,并提供相應接口,且一般為SPI接口,因此對于120HzLED背光液晶電視而言,實現2Dlocaldimming功能只需增加LED驅動器成本,從而使得功能模塊成本大大降低,這對該技術在120Hz液晶電視上的普及帶來了機遇。然而120Hz屏比60Hz屏貴很多,基于成本原因,目前市場上占主流的液晶電視還是60Hz液晶電視,而60Hz屏又不需要用到FRC芯片,因此2Dlocaldimming功能規;比較困難。
所幸的是,3D電視在2011年快速普及,而快門式3D電視必須采用120Hz屏,因此2Dlocaldimming功能搭借快門式3D電視的東風將有望得到快速成長。
《平顯時代》2012年1月,第88期,歡迎廣大客戶踴躍訂閱、投稿、投放廣告,謝謝您對本期雜志的厚愛!