LED TV只是行銷術語? LED TV規格深入探討- LED TV 專題09 (四)

LED TV只是行銷術語,但優點仍比缺點多

目前市場上有越來越多電視廠商推出號稱「LED TV」的產品,包括日本廠商Sony、夏普(Sharp)與南韓大廠三星(Samsung)、LG等等,但事實上,LED TV並不是和液晶電視(LCD TV)不一樣的產物,它本質上還是液晶電視,只是使用的背光技術不同而已。

傳統的液晶電視(LCD TV)使用的是CCFL背光(冷陰極光源),而新世代的液晶電視則採用發光二極體(LED)來當背光源,最大的差異在於採用背光技術的不同。

而正因為這個背光技術的不同,造成了LED背光液晶電視和CCFL背光液晶電視有顯示畫面、對比、耗能程度、機身厚度與成本上產生了差異。

LED背光液晶電視不是沒有缺點的,但它的優點還是很多,而且已經是未來液晶電視產品的趨勢,短時間內很難有技術會取而代之。

LEDinside從以下幾個點來分析,探討LED TV的真實風貌:

1、LED TV術語的誕生

LED TV喊得滿天價響,最大的推手是韓廠三星,他們在2007年開始推廣的LED背光液晶電視產品,就已經採用LED TV這個名詞了。

之後包括Sony、Sharp、Toshiba,陸續都推出LED背光的液晶電視,無可避免地也主動或被動地使用LED TV這個行銷術語。

使用LED TV這個術語來行銷LED背光源電視,雖然已經誤導了消費者把LED TV當成新型態的電視機,但在推動LED背光電視產品的能見度很有幫助,在某些定義下是合理的。

不過,如果要認真審視,以LED背光液晶電視來當作正式名稱,會更為恰當。

不論是當前市場上最大宗的CCFL背光液晶電視或越來越熱門的LED背光液晶電視,它們都需要有燈條之類的光源來幫忙把光打在液晶面板上,我們才看得到液晶電視顯示的顏色、明暗(桌電用的液晶監視器、筆電用的液晶螢幕亦然)。而過去一度也被看好的大尺寸電視種類之一的電漿電視(Plasma TV),以及許多廠商銳意開發的OLED TV(有機發光二極體電視),這兩種顯示技術和液晶顯示技術最大的不同,就是不需要使用背光源來幫忙,它們的螢幕面板在通電後,本身就會發光了,面板上的每一個畫素都可以是發光源。

2、採用LED背光源最主要目的為節能

根據之前我們寫過的「大尺寸電視的資源與節能迷思- LED TV 專題09 (一)」,按照EPA與能源之星的規範,超過50吋的液晶電視就是不夠環保,即使這個產品再如何強調節能,但還是沒辦法達到節能標章的要求。而先實施的4.0版本能源之星要求,希望46吋、50吋的電視能夠提供比市面產品耗電量少於一半的電視,從市場角度來看,即是LED TV的產品才有辦法達到4.0版能源之星的標章。

LED背光源的採用,主要原因之一是具備節能的效果,LED背光源模組會比同等發光量的CCFL背光模組要省電30%到50%。以單位發光源而言,「理論上」LED每瓦可產生的流明數(lm/w),要比CCFL要高。不過,還是有CCFL背光源的產品經過特化,發光效率不輸LED背光,但隨著LED發光效率的持續提昇,這個部份就不再是問題。同時,LED背光模組還有一項優點,即點亮、點滅的速度快,明暗控制加上能源使用效率最佳化,會比CCFL背光源更省電。如果和電漿電視相比,LED TV的省電效益就更明顯了,高達3倍。



3、採用LED背光源之次要目的為環保

從歐盟發布ROHS環境指令後,各國對於電子產品使用材料的環境友善度日益重視,而關於顯示產品的環保規範,已經從要求低水銀(汞)含量,進一步期望能夠無汞,就是不使用水銀。CCFL背光源產品已經有非常低含汞量的版本,但是如果要完全無汞,採用LED背光是更適合的方式。

至於生產CCFL背光模組,以及生產LED背光模組在製程上,整體而言誰比較環保,這仍有爭議,不過就產品的最終使用目的而言,LED背光在對環境友善這一項的分數比較高,而且還有相對較節能的優點。

4、採用LED背光源目的之三為提高對比度

LED TV「號稱」可以提供顯示畫面的對比度,這是因為LED背光源形式的不同,採用直下式LED背光(Direct-lit,Direct Illumination-type LED Backlight)的液晶電視,能夠擁有區域調光(local dimming)的功能,可以針對液晶螢幕中任何區域面板後方的背光源去指定調光的等級,這能夠讓不同區域的明暗度更明顯,整體影像的對比度也會更高。直下式LED TV在顯示黑色的時候,可直接關掉該黑色區域位置後方的LED,可展現出非常完美的黑色。

某些廠商的行銷術語上,會說它們的產品有動態對比技術高達幾十萬比一以上的數值,主要的訴求原點即在於此,但這個只是行銷術語,實際上是不容易有那麼高的數值。

對於CCFL背光液晶螢幕而言,就沒有這種區域調光技術,要讓畫面增亮或減暗,除了改變顏色以外,背光源因為是螢光燈管搭配導光板,是整個區域的亮度進行改變。

另外,除了直下式LED背光源,還有另一種側光式LED背光源(Edge-lit,side-edge type LED backlight),這種LED TV就沒有區域調光功能了,下面會詳述。

5、LED背光源的形式以直下式和側光式為主

LED的背光源前面提到了直下式與側光式,這兩種LED背光源的差異很大,在成本方面也有差異,但在終端產品售價上則互有高低。

前者是LED背光液晶電視甫發表時,電視大廠普遍採用的形式,把LED晶粒均勻地配置在液晶面板的後方當作發光源,使得背光可以均勻傳達到整個螢幕,畫面細節更細膩逼真,但比起側光式LED背光就得要用上更多的LED晶粒。這種形式的好處是能夠分別設置不同的背光源模組權責區域,理論上要做到每一顆LED獨立發光控制亮度也可以,但線路與設計成本不容易,實際上都是在螢幕的背光源設定多個區域,讓這些區域能夠獨立調整明暗度。

一台直下式LED背光的大尺寸液晶電視需要用到上千顆LED晶粒,成本相對較高。尤其是早期LED TV剛推出時,使用RGB三色LED來提高演色性,讓畫面色彩能夠更鮮艷,這樣的機種成本自然高攀不下。而隨著近年業界採用較便宜的白光LED來當LED背光源,儘管演色性一開始不佳,但目前已經可以調整到夠好的水準。

至於側光式LED背光源,是把LED晶粒配置在液晶螢幕的四周邊緣,再搭配導光板,讓LED背光模組發光時,把從螢幕邊緣發射的光透過導光板輸送到螢幕中央的區域去,這樣整體就有足夠的背光量,可讓液晶螢幕顯示畫面。

側光式LED背光源的好處有兩個。

其一是可使用較少顆的LED晶粒,節省成本。
其二就是能夠打造比較輕薄的機身,讓LED TV液晶面板的後方不需要配置LED模組,而是放置在側邊。這樣可減少螢幕整體的厚度,打造出較直下式LED背光液晶電視更薄的機種來。

6、直下式LED背光的缺點 - 模糊現象與較側光式耗電

這種LED背光源的優點前面已經提過是藉由區域調光提供較佳的動態對比,整體液晶螢幕的畫面會更為真實。但缺點呢?

除了成本比較高以外,直下式LED背光的缺點還有兩個。

其一是區域調光雖然可以讓畫面有更佳的明暗層次,但會因為畫面變換過程中,畫面上的亮區域要調整成暗區域時,鄰近畫面區域的灰階層次會被影響而降低,產生了些微模糊(blooming)的現象。這個缺點在不同廠商、不同機種上,會有程度不一的差別。理論上,如果直下式LED背光模組配置在液晶螢幕後方的LED晶粒密度越高,或者是分區調光的區域越多,產生模糊現象的機率會比較小。這個缺點是側光式LED背光液晶電視所沒有的(但它有其他的缺點後述)。

另一個缺點是較側光式LED TV耗電,原因是採用較多的LED晶粒數,但整體而言,還是比CCFL背光液晶電視省電。

再來一個缺點是液晶螢幕本身的可視角度問題,在直下式LED TV的觀賞過程中會更明顯。我們都知道液晶螢幕的可視角度範圍較窄,就算是改成LED背光也不會改善這項缺點,甚至是更加重。消費者必須在螢幕正前方觀看,才能獲得看起來「最佳」的畫面。如果坐在比較旁邊的位置來看LED TV,再來和坐在中央位置時比較,就會有很明顯的落差。這種可視角度問題,不只是水平方面的,垂直方向也可以感受出來,站起來和坐下來看到的畫面觀感也會有不一樣的地方,感受程度因人而異。



7、側光式LED背光的缺點 - 畫面均勻性不佳

側光式LED背光技術最大的好處前面提過是可以打造比較輕薄的LED TV機種,成本上也比較便宜(但不一定反應在售價上)。缺點呢?

當前側光式LED背光最大的缺點,就是畫面均勻性不佳,儘管側光式LED TV的厚度較薄,可是使用的LED晶粒數量比較少,而且是透過導光板的方式把光送到畫面中樣,這會造成這種LED TV的四周邊緣畫面亮度,要比螢幕中央要亮。不論是透過全黑或全白的影像畫面做測試,消費者在許多側光式LED TV機種上可以看到這個現象,同時,也可以注意到側光式LED TV螢幕的邊緣區域會比畫面中間的溫度高,畢竟當前LED發光還是會產生熱的。



LEDinside觀點:兩種LED背光技術將會繼續改善並壓低成本

儘管LED TV的兩種背光方式仍舊有缺點,但是人們喜歡新東西,而且LED TV的主要優點在未來會越來越受歡迎,當前各國廠商的努力目標,自然是設法改善直下式LED TV的模糊現象、厚度與成本(靠LED晶粒配置數量最佳化、提高發光效率、降低LED價格來完成),以及改善側光式LED TV的畫面均勻性(除了改善LED發光效率,從四個側光式LED改成2個,再來是只要配置1個著手即可)等缺點。



目前還不能斷定直下式LED TV或側光式LED TV誰能夠勝出,但LEDinside認為,隨著人們喜歡超薄電視的喜好度持續增加,側光式LED TV的銷量成長會比直下式LED TV要快,同時在價格上會更平易近人。而直下式LED TV也會賣得不錯,特別是需要高階影音設備的消費者,對於更佳畫面的追求度應該是共通的意識。

在不久的將來,LED背光液晶電視和CCFL背光液晶電視的差價就不會那麼明顯,這個差距會日益縮小,屆時也才是LED TV真正能夠普及,LED產業找到長期穩定的產能大出口時刻。

Sharp關於LED TV的教學說明:

延伸閱讀:

大尺寸電視的資源與節能迷思- LED TV 專題09 (一)

LED上下游台廠啟動擴產計畫,受惠於LED TV需求增加 - LED TV 專題09 (二)

LED TV市場進入戰國時代 - LED TV 專題09 (三)

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