LED-achtergrondverlichtingstechnologie van LED LCD-tv

1. Korte beschrijving van de kenmerken van LED TV

LED-tv's worden rechtstreeks in beeld gebracht door LED's, met behulp van het principe van actieve lichtuitstraling. Het kleuren-LED-scherm gebruikt R / G / B drie LED-buizen om een pixelpunt te vormen en realiseert de beeldweergave door de aan / uit van elk pixelpunt te regelen. Het beeldvormingsprincipe lijkt erg op het actieve lichtgevende plasma. Er is geen achtergrondverlichtingscircuit in de LED-tv en de hele machine is erg dun (ongeveer 2 cm), zoals weergegeven in figuur 1. Op dit moment zijn het beeldeffect en de energie-efficiëntie van LED-tvs beter dan die van LCD-tvs, maar de prijs is hoger, dus het huidige verkoopvolume is veel kleiner dan dat van LCD-tvs, en het zal enige tijd duren voordat ze LCD-tv's vervangen.

2. Wat is LED-achtergrondverlichting

Vanuit het oogpunt van het principe lijkt de weergave van vloeibaar kristal enigszins op een straatreclamelichtdoos. De lichtbron erachter wordt tot op zekere hoogte verspreid en gelijkmatig bestraald op de transparante film met het beeld, waardoor een helder beeld wordt overgedragen. Het LCD-paneel is als die laag film, maar het beeld verandert, zoals te zien is in figuur 2.

Traditionele apparaten voor het weergeven van vloeibare kristallen gebruiken CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamps) als lichtbron. Hoewel de naam zeer professioneel is, begrijpen we het als een huishoudelijke fluorescentielamp, maar de buis is erg dun, zoals weergegeven in figuur 3.

LED-achtergrondverlichting is om LED-lichtgevende diodes te gebruiken in plaats van traditionele fluorescentielampen (CCFL), om de achtergrondverlichting van LCD-tv's te zijn. Simpel gezegd wordt de originele fluorescentielamp gevuld met inert gas vervangen door een buis met lichtgevende diodes, zoals weergegeven in figuur 4. In praktische toepassingen worden de lichtgevende diodes natuurlijk niet noodzakelijkerwijs tot lampbuizen gemaakt, maar kunnen ze ook in arrays worden gerangschikt. Zoals weergegeven in figuur 5.

3. Inleiding tot het principe van LED-verlichting

LED is de afkorting van English Light Emitting Diode (light emitting diode), de basisstructuur is een stuk elektroluminescent halfgeleidermateriaal, geplaatst op een loodplaat (zoals weergegeven in figuur 6), verzegeld met epoxyhars rond, Om de interne kerndraad te beschermen, zodat de LED goede seismische prestaties heeft.

De kern van de lichtgevende diode is een wafer die bestaat uit halfgeleiders van het P- en N-type. Er is een overgangslaag tussen de P-type halfgeleider en de N-type halfgeleider, die een PIN-verbinding wordt genoemd. In de PN-verbinding van bepaalde halfgeleidermaterialen, wanneer de geïnjecteerde minderheidsdragers en de meerderheidsdragers opnieuw combineren, komt de overtollige energie vrij in de vorm van licht, waardoor elektrische energie rechtstreeks wordt omgezet in lichtenergie. Met omgekeerde spanning toegepast op de PN-verbinding, is het moeilijk om minderheidsdragers te injecteren, dus het zendt geen licht uit. Dit soort diode gemaakt door het principe van injectie elektroluminescentie wordt lichtgevende diode genoemd, of led in het kort. Wanneer de LED zich in de voorwaartse geleidingstoestand bevindt (dat wil zeggen dat de positieve spanning op beide uiteinden wordt toegepast) en de stroom van de anode naar de kathode van de LED stroomt, zendt het halfgeleiderkristal licht uit van verschillende kleuren van ultraviolet tot infrarood. II. De intensiteit van het licht is gerelateerd aan de stroom.

In het videoveld gebruiken mensen NTSC over het algemeen als standaard om de kleurweergavekenmerken van videoapparaten te meten. Deze indicator verwijst naar de mate van verzadiging die het weergaveapparaat kan weergeven op verschillende kleuren in de hele kleurruimte, dat wil zeggen in welke mate blauw, groen en rood kunnen worden weergegeven. Traditionele LCD-tv's gebruiken meestal koude kathode fluorescentielampen (CCFL) als lichtbron. In het dagelijks leven wordt vaak gezien dat de kleuren van veel objecten onder fluorescentielampen vervormd zijn. Dit komt omdat het licht dat door fluorescentielampen wordt uitgezonden geen wit licht in de ware zin van het woord is, dus de weergavekleuren zijn niet rijk genoeg, de kleurweergave is slecht en het kleurengamma dat kan worden bedekt Het bereik is slechts 65% tot 75% van de NTSC-standaard. De LED-achtergrondverlichting kan het kleurengamma van LCD-tvs uitbreiden tot 105% van de NTSC-standaard en kan in principe de kleuren van natuurlijke scènes reproduceren.

Ten vierde, het compositieschema van LED-achtergrondverlichting

Bij het gebruik van LED als achtergrondverlichtingsbron zijn er twee oplossingen: de ene is om RGB-LED te gebruiken en de andere is om witte LED te gebruiken.

Wanneer RGB-LED wordt gebruikt om de achtergrondverlichtingsbron samen te stellen, is deze gedeeltelijk in overeenstemming met het getal van 1:1:1, dat wil zeggen dat elke eenheid bestaat uit één rode, blauwe en groene LED, zoals weergegeven in figuur 7. Op dit moment is de meest voorkomende oplossing dat elke eenheid bestaat uit 1 rode, 1 blauwe en 2 groene LED's. Omdat deze combinatiemethode het verschil in LED-lichtopbrengst effectief kan voorkomen.

De voordelen van het gebruik van RGB-LED backlight TV zijn vooral in termen van kleurexpressie en contrast. Dit komt omdat het gebruik van RGB drie-primaire kleuronafhankelijke lichtgevende elementen, het kleurengammabereik meer dan 120% van NTSC kan overschrijden en sommige modellen 150% kunnen bereiken, wat volledig voldoet aan of hoger is dan het niveau van plasma-tvs. RGB-LED TV ondersteunt de aanpassingstechnologie voor achtergrondverlichtingsgebieds en helderheidsaanpassing is eenvoudig te implementeren. Daarom kan in termen van contrast vaak een zeer hoog dynamisch contrast worden bereikt, wat de beeldkwaliteit aanzienlijk kan verbeteren.

Hoewel de prestaties van RGB-LED TV goed zijn, heeft het ook de volgende nadelen: een daarvan is dat er geen voordeel in kosten is; de andere is dat een apart dimcircuit en een betere warmteafvoerstructuur nodig zijn, wat ook tot op zekere hoogte zal leiden tot een gecompliceerde tv-structuur. Bovendien, als een van de achtergrondverlichtingsbronnen kapot is, is de helderheid van het beeld op dat moment duidelijk abnormaal.

Witte LED is veel eenvoudiger dan RGB-LED. Het vervangt CCFL TL-buis door LED-lichtbron die alleen wit licht kan uitzenden. Omdat witte LED's niet hoeven te worden gedimd van de achtergrondverlichtingsbron zoals RGB-LED's, zijn de vereisten voor de circuitstructuur relatief laag. Hoewel de kleurprestaties van witlicht-LED niet zo goed zijn als RGB-LED, is het slechter dan CCFL-buis. Bovendien kan elke LED elkaar aanvullen in lichtemissie. Zelfs als een bepaalde LED beschadigd is, kan deze in principe de uniformiteit van de helderheid garanderen. Bovendien heeft het een kostenvoordeel. Witte LED's zijn de voorkeursoplossing geworden voor populaire LED LCD-tv's.

5. Hoe LED-achtergrondverlichting te installeren

Bij de installatie van LED-achtergrondverlichting, afhankelijk van de positie van de persoon die fotografeert, kan deze worden onderverdeeld in twee categorieën: direct type (vervang de volledige achterkant van het displayscherm door LED) en het type zijpersoon (LED aan de periferie).

De direct verlichte achtergrondverlichting is eenvoudig te installeren en vereist geen lichtgeleidingsplaat. De LED-array wordt onderaan de lichtbak geplaatst. Het licht dat door de LED wordt uitgezonden, wordt aan de onderkant en zijkanten gereflecteerd en vervolgens gelijkmatig uitgezonden door de diffuser en optische module op het oppervlak, zoals weergegeven in figuur 8.

De dikte van de direct verlichte achtergrondverlichting wordt bepaald door de afstand tussen de onderkant van de lichtbak en de diffuser. Over het algemeen, hoe dikker de dikte, hoe beter de lichtuniformiteit van de achtergrondverlichting. Wanneer de achtergrondverlichting dunner is, wordt de uniformiteit van kleur en helderheid de belangrijkste technologie van de directe achtergrondverlichting. Het lichtveldverdelingstype van de LED-lamp speelt een belangrijke rol in de kleur- en helderheidsuniformiteit van de achtergrondverlichting. Momenteel hebben LED-lampen die worden gebruikt in achtergrondverlichtingsbronnen meestal twee typen: Lambertiaans type en randuitstralend type. Aangezien leds met randuitstralen gunstiger zijn voor de lichtuniformiteit van de achtergrondverlichting, gebruiken de meeste direct verlichte achtergrondverlichting leds met randuitstralende leds, maar het is niet geschikt om leds met grote hoeken aan de zijkant te gebruiken. Dit komt omdat de lichtintensiteit laag is, wat gemakkelijk donkere vlekken veroorzaakt. Beïnvloed de uniformiteit van de achtergrondverlichting.

Zijingangtype betekent dat de LED aan de zijkant van een speciaal ontworpen lichtgeleidingsplaat is geïnstalleerd. Zoals weergegeven in figuur 9. Omdat de lichtbron aan de zijkant van de lichtgeleidingsplaat wordt geplaatst, is alleen een reflecterend blad aan de achterkant nodig, zodat de tv erg dun kan worden gemaakt, maar de gebruiksgraad van de lichtbron van deze methode lager is, en hoe dunner de lichtbron, hoe lager de bezettingsgraad, het maximum is ongeveer 50% .

Zes, de voordelen van LED-achtergrondverlichting

1. Lage werkspanning

De LED maakt gebruik van een laagspanningsvoeding en de voedingsspanning ligt tussen 5V en 24V. Daarom wordt het boostcircuit van de koude kathode-achtergrondverlichting weggelaten en is de veiligheidsfactor van de voeding sterk verbeterd, wat vooral geschikt is voor openbare plaatsen. Tegelijkertijd is het ontwerp van de voedingsmodule vrij eenvoudig.

2. Hoog rendement en laag verbruik

De kracht van LCD-kleuren-tv's met LED-achtergrondverlichting is 1/3 of meer lager dan die van lcd-kleuren-tv's van dezelfde grootte met CCFL-achtergrondverlichting, wat onvergelijkbaar is met plasmakleuren-tv's. Als een dynamische LED-achtergrondverlichting wordt gebruikt, kan het minimale stroomverbruik van een 47-inch LED-lcd-tv met achtergrondverlichting zo laag zijn als 10 W.

Bovendien heeft de LED een levensduur van maximaal 100.000 uur (licht verval is 50% van de initiële), hoge stabiliteit en geen giftige stoffen zoals kwik, wat milieuvriendelijk is.

3. Korte responstijd en goede schokbestendigheid

Traditionele CCFL-buizen hebben een lage lichtfrequentie en dynamische scènes kunnen beeldsprongen veroorzaken. LED-achtergrondverlichting kan de lichtfrequentie flexibel aanpassen en de frequentie is veel hoger dan die van CCFL, zodat het bewegende beelden perfect kan presenteren. Bovendien zorgt de planaire structuur ervoor dat de LED een stabiele interne structuur heeft met extreem hoge seismische prestaties, die veel sterker is dan de CCFL-buis.

4. Breed aanpassingsbereik van helderheid en contrast

Led helderheid aanpassing bereik is groot, in tegenstelling tot CCFL, er is een drempel voor de laagste helderheid. De witbalans van de LED-achtergrondverlichting kan tegelijkertijd het algehele contrast en de helderheid garanderen. LED is een vlakke lichtbron. De meest elementaire lichtuitstralende eenheid is een klein vierkant stuk met een zijlengte van 3 mm ~ 5 mm, dat gemakkelijk kan worden gecombineerd om een oppervlaktelichtbron van een bepaald gebied te vormen, en de helderheid heeft een hoge uniformiteit en tegelijkertijd heeft het hulp nodig De optische componenten zijn ook heel eenvoudig.