Tecnologia de retroiluminação LED da TV LCD LED

1. Breve descrição das características da TV LED

As TVs de LED são visualizadas diretamente por LEDs, usando o princípio da emissão de luz ativa. A tela colorida de LED usa três tubos LED R / G / B para formar um ponto de pixel e realiza a exibição da imagem controlando a ativação / desativação de cada ponto de pixel. O princípio da imagem é muito semelhante ao do plasma luminoso ativo. Não há circuito de luz de fundo dentro da TV LED, e toda a máquina é muito fina (cerca de 2 cm), conforme mostrado na Figura 1. Atualmente, embora o efeito de imagem e a eficiência energética das TVs LED sejam melhores do que as das TVs LCD, o o preço é mais alto, de modo que o volume de vendas atual é muito menor do que o das TVs LCD, e levará algum tempo para que elas substituam as TVs LCD.

2. O que é luz de fundo LED

Do ponto de vista do princípio, a tela de cristal líquido é algo como uma caixa de luz de publicidade de rua. A fonte de luz por trás dele é difundida até certo ponto e irradiada uniformemente no filme transparente com a imagem, transmitindo assim uma imagem brilhante. O painel LCD é como aquela camada de filme, mas sua imagem está mudando, conforme mostrado na Figura 2.

Dispositivos tradicionais de cristal líquido usam CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamps) como fonte de luz. Embora o nome seja muito profissional, entendemos que é uma lâmpada fluorescente doméstica, mas o tubo é muito fino, conforme mostrado na Figura 3.

A retroiluminação LED deve utilizar díodos emissores de luz LED em vez das lâmpadas fluorescentes tradicionais (CCFL), de modo a ser a retroiluminação dos televisores LCD. Simplificando, a lâmpada fluorescente original cheia de gás inerte é substituída por um tubo contendo diodos emissores de luz, como mostrado na Figura 4. Claro, em aplicações práticas, os diodos emissores de luz não são necessariamente feitos em tubos de lâmpadas, mas também pode ser organizado em matrizes. Conforme mostrado na Figura 5.

3. Introdução ao princípio da iluminação LED

LED é a abreviatura de Inglês Light Emitting Diode (diodo emissor de luz), sua estrutura básica é um pedaço de material semicondutor eletroluminescente, colocado em uma prateleira com chumbo (como mostrado na Figura 6), selada com resina epóxi ao redor, para proteger o núcleo interno fio, então o LED tem um bom desempenho sísmico.

O núcleo do diodo emissor de luz é uma pastilha composta de semicondutores do tipo P e N. Existe uma camada de transição entre o semicondutor do tipo P e o semicondutor do tipo N, que é chamada de junção PIN. Na junção PN de certos materiais semicondutores, quando os portadores minoritários injetados e os portadores majoritários se recombinam, o excesso de energia é liberado na forma de luz, convertendo assim diretamente a energia elétrica em energia luminosa. Com a tensão reversa aplicada à junção PN, é difícil injetar portadoras minoritárias, por isso não emite luz. Esse tipo de diodo, feito pelo princípio da eletroluminescência por injeção, é chamado de diodo emissor de luz, ou LED, abreviadamente. Quando o LED está no estado de condução direta (ou seja, a voltagem positiva é aplicada a ambas as extremidades) e a corrente flui do ânodo para o cátodo do LED, o cristal semicondutor emite luz de cores diferentes, do ultravioleta ao infravermelho. II. A intensidade da luz está relacionada à corrente.

No campo do vídeo, as pessoas geralmente usam o NTSC como padrão para medir as características de reprodução de cores dos dispositivos de vídeo. Esse indicador se refere ao grau de saturação que o dispositivo de exibição pode exibir em várias cores em todo o espaço de cores, ou seja, em que grau de azul, verde e vermelho pode ser exibido. As TVs LCD tradicionais geralmente usam lâmpadas fluorescentes de cátodo frio (CCFL) como fonte de luz. Na vida cotidiana, muitas vezes é visto que as cores de muitos objetos sob lâmpadas fluorescentes são distorcidas. Isso ocorre porque a luz emitida pelas lâmpadas fluorescentes não é luz branca no verdadeiro sentido, então as cores da tela não são ricas o suficiente, a reprodução de cores é pobre e a gama de cores que pode ser coberta. A faixa é de apenas 65% a 75% do padrão NTSC. A luz de fundo LED pode estender a gama de cores das TVs LCD para 105% do padrão NTSC e pode basicamente reproduzir as cores de cenas naturais.

Quarto, o esquema de composição da luz de fundo LED

Ao usar LED como fonte de luz de fundo, existem duas soluções: uma é usar RGB-LED e a outra é usar LED branco.

Quando o RGB-LED é utilizado para compor a fonte de backlight, ele está parcialmente de acordo com o número de 1: 1: 1, ou seja, cada unidade é composta por um LED vermelho, azul e verde, conforme mostrado na Figura 7. Em presente, a solução mais comum é que cada unidade consiste em 1 LED vermelho, 1 azul e 2 verdes. Porque este método de combinação pode efetivamente evitar a diferença na eficiência luminosa do LED.

As vantagens de usar a TV com luz de fundo RGB-LED são principalmente em termos de expressão de cor e contraste. Isso ocorre porque o uso de elementos emissores de luz independentes de três cores primárias RGB, sua gama de cores pode exceder 120% do NTSC, e alguns modelos podem chegar a 150%, o que atende completamente ou excede o nível das TVs de plasma. A TV RGB-LED suporta tecnologia de ajuste de área de luz de fundo e o ajuste de brilho é fácil de implementar. Portanto, em termos de contraste, muitas vezes é possível obter um contraste dinâmico muito alto, o que pode melhorar muito a qualidade da imagem.

Embora o desempenho da TV RGB-LED seja bom, ela também tem as seguintes desvantagens: uma é que não há vantagem no custo; a outra é que um circuito de dimerização separado e uma melhor estrutura de dissipação de calor são necessários, o que também levará a uma estrutura de TV complicada até certo ponto. Além disso, se uma das fontes de luz de fundo estiver quebrada, o brilho da imagem naquele ponto é obviamente anormal.

O LED branco é muito mais simples do que o RGB-LED. Substitui o tubo fluorescente CCFL por uma fonte de luz LED que só pode emitir luz branca. Uma vez que os LEDs brancos não requerem escurecimento da fonte de luz de fundo como RGB-LEDs, os requisitos na estrutura do circuito são relativamente baixos. Embora o desempenho de cor do LED de luz branca não seja tão bom quanto o LED RGB, é pior do que o tubo CCFL. Além disso, cada LED pode se complementar na emissão de luz. Mesmo se um determinado LED estiver danificado, ele pode basicamente garantir a uniformidade do brilho. Além disso, tem uma vantagem de custo. Os LEDs brancos tornaram-se a solução preferida para as populares TVs de LCD de LED.

5. Como instalar a luz de fundo LED

Na instalação da retroiluminação LED, de acordo com a posição do atirador, esta pode ser dividida em duas categorias: tipo direto (substituir toda a parte posterior do ecrã por LED) e tipo pessoa lateral (LED na periferia).

A luz de fundo com iluminação direta é fácil de instalar e não requer uma placa guia de luz. O conjunto de LEDs é colocado na parte inferior da caixa de luz. A luz emitida pelo LED é refletida na parte inferior e nas laterais e, em seguida, emitida uniformemente através do difusor e do módulo óptico na superfície, conforme mostrado na Figura 8.

A espessura da luz de fundo com iluminação direta é determinada pela distância entre a parte inferior da caixa de luz e o difusor. Geralmente, quanto mais espessa for a espessura, melhor será a uniformidade da luz de fundo. Quando a luz de fundo é mais fina, a uniformidade de cor e brilho se torna a tecnologia-chave da luz de fundo direta. O tipo de distribuição do campo de luz da lâmpada LED desempenha um papel importante na uniformidade da cor e do brilho da luz de fundo. Atualmente, as lâmpadas LED usadas em fontes de luz de fundo geralmente têm dois tipos: tipo lambertiano e tipo emissor de borda. Uma vez que os LEDs emissores de borda são mais propícios à uniformidade de luz da luz de fundo, a maioria das luzes de fundo com iluminação direta usa LEDs de emissão de borda, mas não é adequado usar LEDs de emissão lateral de grande ângulo. Isso ocorre porque a intensidade da luz é baixa, o que é fácil de causar manchas escuras. Afeta a uniformidade da luz de fundo.

O tipo de entrada lateral significa que o LED é instalado na lateral de uma placa guia de luz especialmente projetada. Conforme mostrado na Figura 9. Como a fonte de luz é colocada na lateral da placa guia de luz, apenas uma folha reflexiva é necessária na parte traseira, para que a TV possa ser muito fina, mas a taxa de utilização da fonte de luz deste método é menor, e quanto mais fina a fonte de luz, menor é a taxa de utilização, o máximo é cerca de 50%.

Seis, as vantagens da luz de fundo LED

1. Baixa tensão de trabalho

O LED usa uma fonte de alimentação de baixa tensão e a tensão da fonte de alimentação está entre 5V e 24V. Portanto, o circuito de reforço da retroiluminação do cátodo frio é omitido e o fator de segurança da fonte de alimentação é muito melhorado, o que é especialmente adequado para locais públicos. Ao mesmo tempo, o design de seu módulo de fonte de alimentação é bastante simples.

2. Alta eficiência e baixo consumo

A potência das TVs LCD coloridas com retroiluminação LED é 1/3 ou mais menor do que a das TVs LCD coloridas do mesmo tamanho com retroiluminação CCFL, o que é incomparável às TVs coloridas de plasma. Se uma retroiluminação LED dinâmica for usada, o consumo mínimo de energia de uma TV LCD com retroiluminação LED de 47 polegadas pode ser tão baixo quanto 10W.

Além disso, o LED tem vida útil de até 100.000 horas (decadência da luz é 50% do inicial), alta estabilidade e sem substâncias tóxicas como o mercúrio, que é ecologicamente correto.

3. Curto tempo de resposta e boa resistência ao choque

Os tubos CCFL tradicionais têm baixa frequência luminosa e as cenas dinâmicas podem causar saltos na imagem. A retroiluminação LED pode ajustar de forma flexível a frequência luminosa e a frequência é muito mais elevada do que a do CCFL, por isso pode apresentar perfeitamente imagens em movimento. Além disso, a estrutura plana permite que o LED tenha uma estrutura interna estável com desempenho sísmico extremamente alto, que é muito mais forte do que o tubo CCFL.

4. Ampla faixa de ajuste de brilho e contraste

A faixa de ajuste de brilho do LED é grande, ao contrário do CCFL, há um limite para o brilho mais baixo. O balanço de branco da luz de fundo LED pode garantir o contraste e o brilho gerais ao mesmo tempo. O LED é uma fonte de luz plana. A unidade emissora de luz mais básica é uma pequena peça quadrada com um comprimento lateral de 3 mm ~ 5 mm, que pode ser facilmente combinada para formar uma fonte de luz de superfície de uma determinada área, e seu brilho tem uma alta uniformidade e, ao mesmo tempo , ele precisa de auxiliar Os componentes ópticos também são muito simples.