Tehnologie LED de iluminare din spate de la televizor LCD LED

1. Scurtă descriere a caracteristicilor televizorului LED

Televizoarele cu LED-uri sunt reprezentate direct de LED-uri, utilizând principiul emisiilor active de lumină. Ecranul LED color folosește trei tuburi LED R / G / B pentru a forma un punct de pixel și realizează afișarea imaginii controlând pornirea / oprirea fiecărui punct de pixel. Principiul imagistic este foarte similar cu plasma luminoasă activă. Nu există circuit de iluminare din spate în interiorul televizorului LED, iar întreaga mașină este foarte subțire (aproximativ 2cm), așa cum se arată în Figura 1. În prezent, deși efectul de imagine și eficiența energetică a televizoarelor LED sunt mai bune decât cele ale televizoarelor LCD, prețul este mai mare, deci volumul actual de vânzări este mult mai mic decât cel al televizoarelor LCD și va dura ceva timp pentru ca acestea să înlocuiască televizoarele LCD.

2. Ce este lumina de fundal cu LED-uri

Din punctul de vedere principal, afișajul cu cristale lichide seamănă oarecum cu o cutie de lumină publicitară de stradă. Sursa de lumină din spatele acesteia este difuzată într-o anumită măsură și iradiată uniform pe filmul transparent cu imaginea, transmitând astfel o imagine strălucitoare. Panoul LCD este ca acel strat de film, dar imaginea sa se schimbă, așa cum se arată în Figura 2.

Dispozitivele tradiționale de afișare cu cristale lichide utilizează CCFL (lămpile fluorescente cu catod rece) ca sursă de lumină. Deși numele este foarte profesionist, îl înțelegem ca o lampă fluorescentă de uz casnic, dar tubul este foarte subțire, așa cum se arată în Figura 3.

Lumina de fundal cu LED-uri este de a utiliza diode LED-uri emițătoare de lumină în loc de lămpi fluorescente tradiționale (CCFL), astfel încât să fie lumina de fundal a televizoarelor LCD. Pentru a o simplifica, lampa fluorescentă originală umplută cu gaz inert este înlocuită cu un tub care conține diode emițătoare de lumină, așa cum se arată în Figura 4. Desigur, în aplicații practice, diodele emițătoare de lumină nu sunt neapărat transformate în tuburi de lampă, dar pot fi aranjate și în tablouri. Așa cum se arată în Figura 5.

3. Introducere în principiul iluminării cu LED-uri

LED-ul este prescurtarea de la English Light Emitting Diode (dioda cu emisie de lumină), structura sa de bază este o bucată de material semiconductor electroluminiscent, plasat pe un raft cu plumb (așa cum se arată în Figura 6), sigilat cu rășină epoxidică în jur, Pentru a proteja miezul intern sârmă, deci LED-ul are performanțe seismice bune.

Nucleul diodei cu lumină este o plachetă compusă din semiconductori de tip P și N. Există un strat de tranziție între semiconductorul de tip P și semiconductorul de tip N, care se numește joncțiune PIN. În joncțiunea PN a anumitor materiale semiconductoare, atunci când purtătorii minoritari injectați și purtătorii majoritari se recombină, excesul de energie este eliberat sub formă de lumină, transformând astfel energia electrică în energie luminoasă. Cu tensiunea inversă aplicată joncțiunii PN, este dificil să injectați purtători minoritari, deci nu emite lumină. Acest tip de diodă realizată prin principiul electroluminescenței prin injecție se numește diodă cu lumină sau LED pe scurt. Când LED-ul se află în starea de conducere directă (adică tensiunea pozitivă este aplicată la ambele capete), iar curentul curge de la anod la catodul LED-ului, cristalul semiconductor emite lumină de diferite culori de la ultraviolet la infraroșu. II. Intensitatea luminii este legată de curent.

În domeniul video, oamenii folosesc în general NTSC ca standard pentru a măsura caracteristicile de reproducere a culorilor dispozitivelor video. Acest indicator se referă la gradul de saturație pe care dispozitivul de afișare îl poate afișa pe diferite culori în întregul spațiu de culoare, adică la ce grad de albastru, verde și roșu poate fi afișat. Televizoarele LCD tradiționale folosesc de obicei lămpi fluorescente cu catod rece (CCFL) ca sursă de lumină. În viața de zi cu zi, se vede adesea că culorile multor obiecte sub lămpi fluorescente sunt distorsionate. Acest lucru se datorează faptului că lumina emisă de lămpile fluorescente nu este lumină albă în adevăratul sens, astfel încât culorile afișajului nu sunt suficient de bogate, reproducerea culorilor este slabă și gama de culori care poate fi acoperită Gama este de numai 65% până la 75% a standardului NTSC. Lumina de fundal cu LED poate extinde gama de culori a televizoarelor LCD la 105% din standardul NTSC și poate reproduce practic culorile scenelor naturale.

În al patrulea rând, schema de compoziție a luminii de fundal cu LED

Când utilizați LED-ul ca sursă de iluminare din spate, există două soluții: una este utilizarea RGB-LED, iar cealaltă este utilizarea LED-ului alb.

Când RGB-LED este utilizat pentru a compune sursa de iluminare din spate, acesta este parțial în conformitate cu numărul de 1: 1: 1, adică fiecare unitate este compusă dintr-un LED roșu, albastru și verde, așa cum se arată în Figura 7. La prezent, cea mai comună soluție este aceea că fiecare unitate este formată din 1 LED roșu, 1 albastru și 2 LED-uri verzi. Deoarece această metodă de combinație poate evita în mod eficient diferența de eficiență luminoasă a LED-urilor.

Avantajele utilizării televizorului cu iluminare din spate RGB-LED sunt în principal în ceea ce privește expresia culorilor și contrastul. Acest lucru se datorează faptului că utilizarea elementelor RGB cu trei culori primare independente care emit lumină, gama sa de culori poate depăși 120% din NTSC, iar unele modele pot ajunge la 150%, ceea ce corespunde complet sau depășește nivelul televizoarelor cu plasmă. Televizorul RGB-LED acceptă tehnologia de reglare a zonei de iluminare din spate, iar reglarea luminozității este ușor de implementat. Prin urmare, din punct de vedere al contrastului, se poate obține adesea un contrast dinamic foarte ridicat, care poate îmbunătăți foarte mult calitatea imaginii.

Deși performanța televizorului RGB-LED este bună, are și următoarele dezavantaje: unul este că nu există niciun avantaj în ceea ce privește costul; cealaltă este că este necesar un circuit de estompare separat și o structură mai bună de disipare a căldurii, ceea ce va duce, de asemenea, la o structură TV complicată într-o anumită măsură. În plus, dacă una dintre sursele de iluminare din spate este ruptă, luminozitatea imaginii în acel moment este evident anormală.

LED-ul alb este mult mai simplu decât LED-ul RGB. Înlocuiește tubul fluorescent CCFL cu o sursă de lumină LED care poate emite doar lumină albă. Deoarece LED-urile albe nu necesită diminuarea sursei de iluminare din spate, cum ar fi LED-urile RGB, cerințele privind structura circuitului sunt relativ scăzute. Deși performanța culorilor LED-urilor cu lumină albă nu este la fel de bună ca LED-ul RGB, este mai proastă decât tubul CCFL. În plus, fiecare LED se poate completa reciproc în emisie de lumină. Chiar dacă un anumit LED este deteriorat, acesta poate asigura practic uniformitatea luminozității. În plus, are un avantaj de cost. LED-urile albe au devenit soluția preferată pentru televizoarele LCD LED populare.

5. Cum se instalează lumina de fundal cu LED-uri

La instalarea luminii de fundal cu LED-uri, în funcție de poziția persoanei care trage, poate fi împărțită în două categorii: tip direct (înlocuiți întregul spate al ecranului cu LED) și tip lateral de persoană (LED la periferie).

Lumina de fundal cu iluminare directă este ușor de instalat și nu necesită o placă de ghidare ușoară. Tabloul de LED-uri este plasat în partea de jos a cutiei de lumină. Lumina emisă de LED-ul este reflectată în partea de jos și laterale, și apoi emisă uniform prin difuzor și modulul optic de pe suprafață, așa cum se arată în Figura 8.

Grosimea luminii de fundal cu iluminare directă este determinată de distanța dintre partea de jos a cutiei de lumină și difuzor. În general, cu cât este mai groasă grosimea, cu atât uniformitatea luminii este mai bună. Când lumina de fundal este mai subțire, uniformitatea culorii și luminozității devine tehnologia cheie a iluminării directe. Tipul de distribuție a câmpului de lumină al lămpii cu LED-uri joacă un rol important în uniformitatea culorii și luminozității luminii de fundal. În prezent, lămpile cu LED-uri utilizate în sursele de iluminare din spate au de obicei două tipuri: tip Lambertian și tip emițător de margine. Deoarece LED-urile care emit margini sunt mai favorabile uniformității luminoase a luminii de fundal, majoritatea luminilor de fundal cu iluminare directă utilizează LED-uri care emit margini, dar nu este potrivit să se utilizeze LED-uri cu unghi mare care emit lateral. Acest lucru se datorează faptului că intensitatea luminii este scăzută, ceea ce este ușor de cauzat pete întunecate. Afectează uniformitatea luminii de fundal.

Tipul de intrare laterală înseamnă că LED-ul este instalat pe partea laterală a unei plăci de ghidare a luminii special concepute. Așa cum se arată în Figura 9. Deoarece sursa de lumină este plasată pe partea laterală a plăcii de ghidare a luminii, este nevoie doar de o foaie reflectorizantă în spate, astfel încât televizorul să poată fi foarte subțire, dar rata de utilizare a sursei de lumină a acestei metode este mai mică și cu cât sursa de lumină este mai subțire, cu atât rata de utilizare este mai mică, maximul este de aproximativ 50%.

Șase, avantajele luminii de fundal cu LED

1. Tensiune de lucru scăzută

LED-ul folosește o sursă de alimentare de joasă tensiune, iar tensiunea de alimentare este între 5V și 24V. Prin urmare, circuitul de impuls al iluminării din spate a catodului rece este omis, iar factorul de siguranță al sursei de alimentare este mult îmbunătățit, ceea ce este potrivit în special pentru locurile publice. În același timp, proiectarea modulului său de alimentare este destul de simplă.

2. Eficiență ridicată și consum redus

Puterea televizoarelor LCD color care utilizează lumini de fundal LED este cu 1/3 sau mai mică decât cea a televizoarelor color LCD de aceeași dimensiune care utilizează lumini de fundal CCFL, ceea ce este incomparabil cu televizoarele color plasmă. Dacă se utilizează o lumină de fundal dinamică cu LED, consumul minim de energie al unui televizor LCD cu iluminare din spate cu LED de 47 inch poate fi de până la 10W.

În plus, LED-ul are o durată de viață de până la 100.000 de ore (degradarea luminii este de 50% din valoarea inițială), stabilitate ridicată și nu are substanțe toxice precum mercurul, care este ecologic.

3. Timp scurt de răspuns și rezistență bună la șocuri

Tuburile tradiționale CCFL au o frecvență luminoasă redusă, iar scenele dinamice pot provoca salturi de imagine. Lumina de fundal cu LED-uri poate regla flexibil frecvența luminoasă, iar frecvența este mult mai mare decât cea a CCFL, deci poate prezenta perfect imagini în mișcare. În plus, structura plană permite LED-ului să aibă o structură internă stabilă cu performanțe seismice extrem de ridicate, care este mult mai puternică decât tubul CCFL.

4. Gama largă de reglare a luminozității și a contrastului

Gama de reglare a luminozității LED-ului este mare, spre deosebire de CCFL, există un prag pentru cea mai mică luminozitate. Balansul de alb al luminii de fundal cu LED-uri poate asigura contrastul general și luminozitatea în același timp. LED-ul este o sursă de lumină plană. Cea mai elementară unitate emițătoare de lumină este o piesă mică pătrată cu o lungime laterală de 3 mm ~ 5 mm, care poate fi ușor combinată pentru a forma o sursă de lumină de suprafață a unei zone date, iar luminozitatea sa are o uniformitate ridicată și în același timp , are nevoie de componente auxiliare. Componentele optice sunt, de asemenea, foarte simple.