Tecnología de retroiluminación LED de TV LCD LED

1. Breve descripción de las características de los televisores LED

Las imágenes de los televisores LED se obtienen directamente mediante LED, utilizando el principio de emisión de luz activa. La pantalla de visualización LED en color utiliza tres tubos LED R / G / B para formar un punto de píxel y realiza la visualización de la imagen controlando el encendido / apagado de cada punto de píxel. El principio de formación de imágenes es muy similar al del plasma luminoso activo. No hay un circuito de retroiluminación dentro del televisor LED, y toda la máquina es muy delgada (aproximadamente 2 cm), como se muestra en la Figura 1. En la actualidad, aunque el efecto de imagen y la eficiencia energética de los televisores LED son mejores que los de los televisores LCD, el El precio es más alto, por lo que el volumen de ventas actual es mucho menor que el de los televisores LCD, y llevará algún tiempo reemplazar los televisores LCD.

2. ¿Qué es la retroiluminación LED?

Desde el punto de vista principal, la pantalla de cristal líquido es algo así como una caja de luz publicitaria en la calle. La fuente de luz detrás de ella se difunde hasta cierto punto y se irradia uniformemente sobre la película transparente con la imagen, transmitiendo así una imagen brillante. El panel LCD es como esa capa de película, pero su imagen está cambiando, como se muestra en la Figura 2.

Los dispositivos de visualización de cristal líquido tradicionales utilizan CCFL (lámparas fluorescentes de cátodo frío) como fuente de luz. Aunque el nombre es muy profesional, lo entendemos como lámpara fluorescente de uso doméstico, pero el tubo es muy delgado, como se muestra en la Figura 3.

La luz de fondo LED es utilizar diodos emisores de luz LED en lugar de las lámparas fluorescentes tradicionales (CCFL), para que sea la luz de fondo de los televisores LCD. En pocas palabras, la lámpara fluorescente original llena de gas inerte se reemplaza por un tubo que contiene diodos emisores de luz, como se muestra en la Figura 4. Por supuesto, en aplicaciones prácticas, los diodos emisores de luz no se convierten necesariamente en tubos de lámpara, pero también se pueden organizar en matrices. Como se muestra en la Figura 5.

3. Introducción al principio de iluminación LED

LED es la abreviatura de English Light Emitting Diode (diodo emisor de luz), su estructura básica es una pieza de material semiconductor electroluminiscente, colocado en un estante con plomo (como se muestra en la Figura 6), sellado con resina epoxi alrededor, Para proteger el núcleo interno cable, por lo que el LED tiene un buen rendimiento sísmico.

El núcleo del diodo emisor de luz es una oblea compuesta por semiconductores de tipo P y N. Existe una capa de transición entre el semiconductor de tipo P y el semiconductor de tipo N, que se denomina unión PIN. En la unión PN de ciertos materiales semiconductores, cuando los portadores minoritarios inyectados y los portadores mayoritarios se recombinan, el exceso de energía se libera en forma de luz, convirtiendo así directamente la energía eléctrica en energía luminosa. Con voltaje inverso aplicado a la unión PN, es difícil inyectar portadores minoritarios, por lo que no emite luz. Este tipo de diodo fabricado por el principio de electroluminiscencia de inyección se llama diodo emisor de luz, o LED para abreviar. Cuando el LED está en el estado de conducción directa (es decir, el voltaje positivo se aplica a ambos extremos) y la corriente fluye desde el ánodo al cátodo del LED, el cristal semiconductor emite luz de diferentes colores, desde ultravioleta a infrarrojo. II. La intensidad de la luz está relacionada con la corriente.

En el campo del video, la gente generalmente usa NTSC como estándar para medir las características de reproducción del color de los dispositivos de video. Este indicador se refiere al grado de saturación que el dispositivo de visualización puede mostrar en varios colores en todo el espacio de color, es decir, en qué grado se puede mostrar el azul, el verde y el rojo. Los televisores LCD tradicionales suelen utilizar lámparas fluorescentes de cátodo frío (CCFL) como fuente de luz. En la vida diaria, a menudo se ve que los colores de muchos objetos bajo lámparas fluorescentes están distorsionados. Esto se debe a que la luz emitida por las lámparas fluorescentes no es luz blanca en el verdadero sentido, por lo que los colores de la pantalla no son lo suficientemente ricos, la reproducción del color es deficiente y la gama de colores que se puede cubrir El rango es solo del 65% al ​​75% del estándar NTSC. La luz de fondo LED puede ampliar la gama de colores de los televisores LCD al 105% del estándar NTSC y, básicamente, puede reproducir los colores de escenas naturales.

En cuarto lugar, el esquema de composición de la retroiluminación LED.

Cuando se usa LED como fuente de luz de fondo, hay dos soluciones: una es usar RGB-LED y la otra es usar LED blanco.

Cuando se usa RGB-LED para componer la fuente de luz de fondo, está parcialmente de acuerdo con el número de 1: 1: 1, es decir, cada unidad está compuesta por un LED rojo, azul y verde, como se muestra en la Figura 7. En Actualmente, la solución más común es que cada unidad consta de 1 LED rojo, 1 azul y 2 verdes. Porque este método de combinación puede evitar efectivamente la diferencia en la eficiencia luminosa del LED.

Las ventajas de utilizar televisores con retroiluminación LED RGB se encuentran principalmente en términos de expresión y contraste del color. Esto se debe al uso de elementos emisores de luz independientes de tres colores primarios RGB, su gama de gama de colores puede superar el 120% de NTSC, y algunos modelos pueden alcanzar el 150%, lo que cumple o supera por completo el nivel de los televisores de plasma. El televisor LED RGB admite la tecnología de ajuste del área de luz de fondo y el ajuste de brillo es fácil de implementar. Por lo tanto, en términos de contraste, a menudo se puede lograr un contraste dinámico muy alto, lo que puede mejorar en gran medida la calidad de la imagen.

Aunque el rendimiento del televisor LED RGB es bueno, también tiene las siguientes desventajas: una es que no hay ventajas en el costo; la otra es que se requieren un circuito de atenuación separado y una mejor estructura de disipación de calor, lo que también conducirá a una estructura de TV complicada hasta cierto punto. Además, si una de las fuentes de luz de fondo está rota, el brillo de la imagen en ese punto es obviamente anormal.

El LED blanco es mucho más simple que el LED RGB. Reemplaza el tubo fluorescente CCFL con una fuente de luz LED que solo puede emitir luz blanca. Dado que los LED blancos no requieren atenuación de la fuente de luz de fondo como los LED RGB, los requisitos en la estructura del circuito son relativamente bajos. Aunque el rendimiento del color del LED de luz blanca no es tan bueno como el del LED RGB, es peor que el del tubo CCFL. Además, cada LED se puede complementar en la emisión de luz. Incluso si un determinado LED está dañado, básicamente puede garantizar la uniformidad del brillo. Además, tiene una ventaja de costes. Los LED blancos se han convertido en la solución preferida para los populares televisores LCD LED.

5. Cómo instalar la retroiluminación LED

En la instalación de retroiluminación LED, según la posición de la persona que dispara, se puede dividir en dos categorías: tipo directo (reemplace toda la parte posterior de la pantalla con LED) y tipo de persona lateral (LED en la periferia).

La luz de fondo con iluminación directa es fácil de instalar y no requiere una placa de guía de luz. La matriz de LED se coloca en la parte inferior de la caja de luz. La luz emitida por el LED se refleja en la parte inferior y los lados, y luego se emite de manera uniforme a través del difusor y el módulo óptico en la superficie, como se muestra en la Figura 8.

El grosor de la luz de fondo con iluminación directa está determinado por la distancia entre la parte inferior de la caja de luz y el difusor. Generalmente, cuanto más grueso sea el grosor, mejor será la uniformidad de luz de la luz de fondo. Cuando la luz de fondo es más fina, la uniformidad del color y el brillo se convierte en la tecnología clave de la luz de fondo directa. El tipo de distribución del campo de luz de la lámpara LED juega un papel importante en la uniformidad de color y brillo de la luz de fondo. Actualmente, las lámparas LED utilizadas en fuentes de retroiluminación suelen tener dos tipos: tipo lambertiano y tipo emisor de bordes. Dado que los LED que emiten bordes son más propicios para la uniformidad de la luz de la luz de fondo, la mayoría de las luces de fondo con iluminación directa utilizan LED que emiten bordes, pero no es adecuado utilizar LED que emiten un ángulo grande. Esto se debe a que la intensidad de la luz es baja, lo que es fácil de provocar manchas oscuras. Afecta la uniformidad de la luz de fondo.

El tipo de entrada lateral significa que el LED se instala en el lateral de una placa de guía de luz especialmente diseñada. Como se muestra en la Figura 9. Debido a que la fuente de luz se coloca en el costado de la placa de guía de luz, solo se necesita una hoja reflectante en la parte posterior, para que el televisor se pueda hacer muy delgado, pero la tasa de utilización de la fuente de luz de este método es menor, y cuanto más delgada es la fuente de luz, menor es la tasa de utilización, el máximo es aproximadamente el 50%.

Seis, las ventajas de la retroiluminación LED.

1. Voltaje de funcionamiento bajo

El LED utiliza una fuente de alimentación de bajo voltaje y el voltaje de la fuente de alimentación está entre 5 V y 24 V. Por lo tanto, se omite el circuito de refuerzo de la retroiluminación de cátodo frío y se mejora enormemente el factor de seguridad de la fuente de alimentación, lo que es especialmente adecuado para lugares públicos. Al mismo tiempo, el diseño de su módulo de fuente de alimentación es bastante simple.

2. Alta eficiencia y bajo consumo.

La potencia de los televisores LCD en color que utilizan retroiluminación LED es 1/3 o más menor que la de los televisores LCD en color del mismo tamaño que utilizan retroiluminación CCFL, que es incomparable con los televisores de plasma en color. Si se utiliza una retroiluminación LED dinámica, el consumo mínimo de energía de un televisor LCD con retroiluminación LED de 47 pulgadas puede ser tan bajo como 10W.

Además, el LED tiene una vida útil de hasta 100.000 horas (la degradación de la luz es el 50% de la inicial), alta estabilidad y ausencia de sustancias tóxicas como el mercurio, que es respetuoso con el medio ambiente.

3. Tiempo de respuesta corto y buena resistencia a los golpes.

Los tubos CCFL tradicionales tienen una frecuencia luminosa baja y las escenas dinámicas pueden provocar saltos de imagen. Las luces de fondo LED pueden ajustar de manera flexible la frecuencia luminosa, y la frecuencia es mucho más alta que la de CCFL, por lo que puede presentar perfectamente imágenes en movimiento. Además, la estructura plana permite que el LED tenga una estructura interna estable con un rendimiento sísmico extremadamente alto, que es mucho más fuerte que el tubo CCFL.

4. Amplio rango de ajuste de brillo y contraste.

El rango de ajuste de brillo del LED es grande, a diferencia del CCFL, existe un umbral para el brillo más bajo. El balance de blancos de la retroiluminación LED puede garantizar el contraste y el brillo generales al mismo tiempo. El LED es una fuente de luz plana. La unidad emisora ​​de luz más básica es una pequeña pieza cuadrada con una longitud lateral de 3 mm ~ 5 mm, que se puede combinar fácilmente para formar una fuente de luz de superficie de un área determinada, y su brillo tiene una alta uniformidad, y al mismo tiempo , necesita auxiliares Los componentes ópticos también son muy sencillos.