LED背光显示器的节能秘技
作者: CBISMB编辑
责任编辑: 阚智
来源: 天极网
时间: 2012-06-03 12:51
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我们渡过了液晶取代纯平的时期,但那个时期的液晶,无论是尺寸,功耗,其实还不那么优秀,一个普通的15寸液晶,功耗也高达30W,虽然相比当时的纯平还是低不小。然而现在新出的LED液晶,采用了更节能的LED,更加节能。功耗继续下探50%左右,而且液晶也可以做的更薄了。然而,他的工作原理又是怎么样的呢?下边简述一下两者的差别。
显示设备和人类一样,都在经历进化,从凸面到纯平,到CCFL到大尺寸LED。几乎和摩尔定律一样,一个周期的革新就会迎来翻倍的性能,19寸的LED功耗已经下降到15W,和当年的15寸纯平对比简直是天壤之别。

而现在的LED,由于摆脱了功耗的影响,即使是26、27寸这样的大尺寸显示器,依然能做到30W左右的功耗,而这样功耗放在CCFL灯管上,估计早已破百(八个灯管),如此多的灯管使用寿命也是问题,然而两者的差别是什么呢?要理解这个差别先从原理开始,其实我们显示器使用的灯管,和一般家庭的灯管原理是接近的。

灯管
CCFL,全称Cold Cathode Fluorescent Lamp冷阴极萤光灯管。在一玻璃管内封入惰性气体Ne+Ar混合气体,其中含有微量水银蒸气(数mg),并于玻璃内壁涂布萤光体,于二电极间加上一高压高频电场,则水银蒸气在此电场内被激发即产生释能发光效应,放出波长253.7nm的紫外线光,而内壁的萤光体原子则因紫外线激发而提升其能阶,当原子反回原低能阶时放射出可见光(此可见光波长由萤光体物质特性决定)。 由于制造成本较低,高功率,高亮度,低能耗等优点。但惰性气体保存存在一定的寿命,所以长时间使用后,灯管会发黄,甚至烧毁。
但很多东西都是相对的,在LED出来之后,CCFL的所有优点都成了缺点,寿命,效能,能耗,都被LED超越。而唯一的优势,就只有亮度和成本了。从09年开始到现在12年,LED整机成本和CCFL已经差不多(在液晶上)而CCFL灯管,成本更是下探到1元一条的水平。然而,LED为啥具有如此牛逼的优势呢?下边以偶的电筒为例

手电灯
这是一个典型的LED灯珠,10W的功率,转换效率高达90%,可发出960流明的最亮光。
为什么一颗这么小的灯管可以发出这么大的亮度呢?下边探讨一下。

LED
在液晶上,采用的LED也是这样的灯管,不过功率会下降一点。
LED灯晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。

发光二极管构造图
由于不用惰性气体保护,LED的使用寿命高达10万小时,而且不会出现像CCFl这样由于惰性气体变化而产生的老化变黄现象。由于使用升压原理,其电压效率得到了提高,一般而言LED的效能高达90%,比CCFL的40%要高得多,因而获得了更小的体积和更节能的称呼,同样地,不需要惰性气体保护也让其使用寿命得到提升。
总结:显示器在近年经历了2次革命,第一次是液晶取代纯平,功耗下降了大概50%,而第二次发生在LED取代CCFL上,更低的功耗令大面积的液晶如G2631,即使面积达到26寸,但功耗却能控制在30W左右,同时还拥有更强大的寿命和相对差不多的成本。