Tecnologia di retroilluminazione a LED da TV LCD a LED

1. Breve descrizione delle caratteristiche della TV LED

I televisori a LED vengono visualizzati direttamente dai LED, utilizzando il principio dell'emissione di luce attiva. Lo schermo LED a colori utilizza tre tubi LED R/G/B per formare un punto pixel e realizza la visualizzazione dell'immagine controllando l'accensione/spegnimento di ciascun punto pixel. Il principio di imaging è molto simile al plasma luminoso attivo. Non c'è alcun circuito di retroilluminazione all'interno della TV LED e l'intera macchina è molto sottile (circa 2 cm), come mostrato nella Figura 1. Al momento, sebbene l'effetto dell'immagine e l'efficienza energetica dei TV LED siano migliori di quelli dei TV LCD, il il prezzo è più alto, quindi il volume di vendita attuale è molto inferiore a quello dei televisori LCD e ci vorrà del tempo prima che sostituiscano i televisori LCD.

2. Cos'è la retroilluminazione a LED?

Dal punto di vista principale, il display a cristalli liquidi è un po' come una scatola luminosa per la pubblicità stradale. La sorgente luminosa dietro di essa viene diffusa in una certa misura e irradiata in modo uniforme sulla pellicola trasparente con l'immagine, trasmettendo così un'immagine luminosa. Il pannello LCD è come quello strato di pellicola, ma la sua immagine sta cambiando, come mostrato nella Figura 2.

I dispositivi di visualizzazione a cristalli liquidi tradizionali utilizzano CCFL (lampade fluorescenti a catodo freddo) come fonte di luce. Sebbene il nome sia molto professionale, lo intendiamo come una lampada fluorescente domestica, ma il tubo è molto sottile, come mostrato nella Figura 3.

La retroilluminazione a LED consiste nell'utilizzare diodi emettitori di luce LED al posto delle tradizionali lampade fluorescenti (CCFL), in modo da essere la retroilluminazione dei televisori LCD. Per dirla semplicemente, la lampada fluorescente originale riempita di gas inerte viene sostituita con un tubo contenente diodi emettitori di luce, come mostrato nella Figura 4. Naturalmente, nelle applicazioni pratiche, i diodi emettitori di luce non sono necessariamente trasformati in tubi della lampada, ma possono anche essere organizzati in array. Come mostrato in Figura 5.

3. Introduzione al principio dell'illuminazione a LED

LED è l'abbreviazione di English Light Emitting Diode (diodo a emissione luminosa), la sua struttura di base è un pezzo di materiale semiconduttore elettroluminescente, posto su un ripiano piombato (come mostrato in Figura 6), sigillato con resina epossidica intorno, per proteggere il nucleo interno filo, quindi il LED ha buone prestazioni sismiche.

Il nucleo del diodo emettitore di luce è un wafer composto da semiconduttori di tipo P e N. Esiste uno strato di transizione tra il semiconduttore di tipo P e il semiconduttore di tipo N, chiamato giunzione PIN. Nella giunzione PN di alcuni materiali semiconduttori, quando i portatori minoritari iniettati e i portatori maggioritari si ricombinano, l'energia in eccesso viene rilasciata sotto forma di luce, convertendo così direttamente l'energia elettrica in energia luminosa. Con la tensione inversa applicata alla giunzione PN, è difficile iniettare portatori di minoranza, quindi non emette luce. Questo tipo di diodo realizzato secondo il principio dell'elettroluminescenza a iniezione è chiamato diodo a emissione di luce, o LED in breve. Quando il LED è nello stato di conduzione diretta (ovvero, la tensione positiva viene applicata a entrambe le estremità) e la corrente scorre dall'anodo al catodo del LED, il cristallo a semiconduttore emette luce di diversi colori dall'ultravioletto all'infrarosso. II. L'intensità della luce è correlata alla corrente.

Nel campo video, le persone generalmente usano NTSC come standard per misurare le caratteristiche di riproduzione del colore dei dispositivi video. Questo indicatore si riferisce al grado di saturazione che il dispositivo di visualizzazione può visualizzare su vari colori nell'intero spazio colore, ovvero a quale grado di blu, verde e rosso possono essere visualizzati. I televisori LCD tradizionali di solito utilizzano lampade fluorescenti a catodo freddo (CCFL) come fonte di luce. Nella vita quotidiana si vede spesso che i colori di molti oggetti sotto le lampade fluorescenti sono distorti. Questo perché la luce emessa dalle lampade fluorescenti non è luce bianca nel vero senso della parola, quindi i colori del display non sono abbastanza ricchi, la riproduzione dei colori è scarsa e la gamma di colori che può essere coperta La gamma è solo dal 65% al ​​75% dello standard NTSC. La retroilluminazione a LED può estendere la gamma cromatica dei televisori LCD al 105% dello standard NTSC e può sostanzialmente riprodurre i colori delle scene naturali.

In quarto luogo, lo schema di composizione della retroilluminazione a LED

Quando si utilizza il LED come sorgente di retroilluminazione, ci sono due soluzioni: una è utilizzare il LED RGB e l'altra è utilizzare il LED bianco.

Quando si utilizza un LED RGB per comporre la sorgente di retroilluminazione, è parzialmente conforme al numero di 1:1:1, ovvero ogni unità è composta da un LED rosso, blu e verde, come mostrato nella Figura 7. A presente, la soluzione più comune è che ogni unità sia composta da 1 LED rosso, 1 blu e 2 verdi. Perché questo metodo di combinazione può evitare efficacemente la differenza nell'efficienza luminosa dei LED.

I vantaggi dell'utilizzo di TV con retroilluminazione RGB-LED sono principalmente in termini di espressione del colore e contrasto. Questo perché l'uso di elementi emettitori di luce indipendenti a tre colori primari RGB, la sua gamma di colori può superare il 120% di NTSC e alcuni modelli possono raggiungere il 150%, che soddisfa o supera completamente il livello dei televisori al plasma. La TV LED RGB supporta la tecnologia di regolazione dell'area di retroilluminazione e la regolazione della luminosità è facile da implementare. Pertanto, in termini di contrasto, è spesso possibile ottenere un contrasto dinamico molto elevato, che può migliorare notevolmente la qualità dell'immagine.

Sebbene le prestazioni del TV LED RGB siano buone, presenta anche i seguenti svantaggi: uno è che non vi è alcun vantaggio in termini di costi; l'altro è che sono necessari un circuito di regolazione separato e una migliore struttura di dissipazione del calore, il che porterà anche a una struttura TV complicata in una certa misura. Inoltre, se una delle sorgenti di retroilluminazione è rotta, la luminosità dell'immagine in quel punto è ovviamente anormale.

Il LED bianco è molto più semplice del LED RGB. Sostituisce il tubo fluorescente CCFL con una sorgente luminosa a LED che può emettere solo luce bianca. Poiché i LED bianchi non richiedono l'attenuazione della sorgente di retroilluminazione come i LED RGB, i requisiti sulla struttura del circuito sono relativamente bassi. Sebbene le prestazioni cromatiche dei LED a luce bianca non siano buone come quelle dei LED RGB, sono peggiori del tubo CCFL. Inoltre, ogni LED può completarsi a vicenda nell'emissione luminosa. Anche se un determinato LED è danneggiato, può sostanzialmente garantire l'uniformità della luminosità. Inoltre, ha un vantaggio di costo. I LED bianchi sono diventati la soluzione preferita per i popolari TV LCD a LED.

5. Come installare la retroilluminazione a LED?

Nell'installazione della retroilluminazione a LED, in base alla posizione della persona che riprende, può essere suddivisa in due categorie: di tipo diretto (sostituisci l'intera parte posteriore dello schermo con LED) e di tipo laterale (LED sulla periferia).

La retroilluminazione a luce diretta è facile da installare e non richiede una piastra di guida della luce. L'array di LED è posizionato nella parte inferiore della scatola luminosa. La luce emessa dal LED viene riflessa sul fondo e sui lati, quindi emessa uniformemente attraverso il diffusore e il modulo ottico sulla superficie, come mostrato in Figura 8.

Lo spessore della retroilluminazione a luce diretta è determinato dalla distanza tra il fondo della scatola luminosa e il diffusore. In genere, maggiore è lo spessore, migliore è l'uniformità della luce della retroilluminazione. Quando la retroilluminazione è più sottile, l'uniformità di colore e luminosità diventa la tecnologia chiave della retroilluminazione diretta. Il tipo di distribuzione del campo luminoso della lampada a LED gioca un ruolo importante nell'uniformità del colore e della luminosità della retroilluminazione. Attualmente, le lampade a LED utilizzate nelle sorgenti di retroilluminazione di solito hanno due tipi: tipo lambertiano e tipo a emissione di bordi. Poiché i LED a emissione laterale favoriscono maggiormente l'uniformità della luce della retroilluminazione, la maggior parte delle retroilluminazione a illuminazione diretta utilizza LED a emissione laterale, ma non è adatto l'utilizzo di LED a emissione laterale ad ampio angolo. Questo perché l'intensità della luce è bassa, il che è facile da causare macchie scure. Influenza l'uniformità della retroilluminazione.

Il tipo con ingresso laterale significa che il LED è installato sul lato di una piastra di guida della luce appositamente progettata. Come mostrato nella Figura 9. Poiché la fonte di luce è posizionata sul lato della piastra di guida della luce, è necessario solo un foglio riflettente sul retro, in modo che la TV possa essere molto sottile, ma il tasso di utilizzo della fonte di luce di questo metodo è inferiore e più sottile è la sorgente luminosa, minore è il tasso di utilizzo, il massimo è di circa il 50%.

Sei, i vantaggi della retroilluminazione a LED

1. Bassa tensione di lavoro

Il LED utilizza un'alimentazione a bassa tensione e la tensione di alimentazione è compresa tra 5 V e 24 V. Pertanto, il circuito boost della retroilluminazione a catodo freddo viene omesso e il fattore di sicurezza dell'alimentatore è notevolmente migliorato, il che è particolarmente adatto per i luoghi pubblici. Allo stesso tempo, il design del suo modulo di alimentazione è abbastanza semplice.

2. Alta efficienza e basso consumo

La potenza dei televisori a colori LCD che utilizzano la retroilluminazione a LED è 1/3 o più inferiore a quella dei televisori a colori LCD delle stesse dimensioni che utilizzano la retroilluminazione CCFL, il che è incomparabile con i televisori a colori al plasma. Se si utilizza una retroilluminazione a LED dinamica, il consumo energetico minimo di un televisore LCD con retroilluminazione a LED da 47 pollici può arrivare fino a 10 W.

Inoltre, il LED ha una durata fino a 100.000 ore (il decadimento della luce è il 50% dell'iniziale), un'elevata stabilità e l'assenza di sostanze tossiche come il mercurio, che rispetta l'ambiente.

3. Tempi di risposta brevi e buona resistenza agli urti

I tubi CCFL tradizionali hanno una bassa frequenza luminosa e le scene dinamiche possono causare salti di immagine. La retroilluminazione a LED può regolare in modo flessibile la frequenza luminosa e la frequenza è molto più alta di quella del CCFL, quindi può presentare perfettamente le immagini in movimento. Inoltre, la struttura planare consente al LED di avere una struttura interna stabile con prestazioni sismiche estremamente elevate, molto più resistenti del tubo CCFL.

4. Ampia gamma di regolazione di luminosità e contrasto

L'intervallo di regolazione della luminosità del LED è ampio, a differenza del CCFL, esiste una soglia per la luminosità più bassa. Il bilanciamento del bianco della retroilluminazione a LED può garantire il contrasto e la luminosità complessivi allo stesso tempo. Il LED è una fonte di luce piatta. L'unità di emissione di luce più elementare è un piccolo pezzo quadrato con una lunghezza laterale di 3 mm ~ 5 mm, che può essere facilmente combinato per formare una sorgente luminosa superficiale di una determinata area e la sua luminosità ha un'elevata uniformità e allo stesso tempo , ha bisogno di ausiliari I componenti ottici sono anche molto semplici.