用于LCD背光的LED技術進步(08-100)
從小型的手機液晶顯示器(LCD)到大型的70寸液晶電視面板,LED正迅速發展成為背光的首選技術。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/91774.htm因其具有高亮度、長壽命、色彩均勻和節約空間等優點,LED在越來越多的應用中逐步取代了傳統的冷陰極熒光燈(CCFL)。
在歷史上,LCD背光已使用了不同的光源,包括白熾燈、熒光燈和LED。OEM用來決定最適合自己應用的背光技術的選擇標準包括成本、亮度、均勻度、效能、燈的使用壽命、堅固性、尺寸、集成度和近來越來越為人們所關注的環境因素。
LED多年來一直是小型LCD背光技術的首選,尤其是用于手機、掌上電腦、MP3播放器等對角線小于5英寸以下的手持設備。對于更大的屏幕尺寸,傳統上,CCFL更加節約成本,并且一直為大多數大中型工業顯示器提供背光??墒?,由于日益提高的性能和現在高亮度LED(HBLED)的成本穩步下降等因素,它的亮度已經可以與用于大型顯示器背光的CCFL媲美,因而向LED的轉型正在進行中。
HBLED的優勢
HBLED在背光應用中有眾多超越CCFL的重要優勢。HBLED能夠提供比CCFL更高的亮度,并且,在正確地集成入系統時,LED背光的使用壽命更長。此外,HBLED可在更廣的溫度范圍內高效工作,尤其是在低溫下。在那些很難提供CCFL所需高壓的應用中,LED則擁有獨特的優勢,因為它們可以在低直流電壓下正常工作。HBLED的其他優點包括單位電能輸入下光輸出越來越高,以及優化色域的能力。最后,LED寬廣的調光能力也是某些應用中的一個重要優勢。
隨著高亮度HBLED的價格因用量增加而持續下降,許多專家預測,HBLED將最終達到CCFL的同等價格。這種成本均衡已促使OEM廠商選擇HBLED來用于較大型的顯示器,如GPS系統、便攜式DVD播放器、筆記本電腦、臺式機顯示器以及在工業中使用的6.5-20.1寸的LCD。LED也正在用于尺寸從32寸一直到70寸的大型平板LCD電視中。表1顯示了LED同其他常用光源的對比。
掌控均勻度
當將多個LED用于為較大的LCD提供背光時,LED光源的發光必須分散在更大的范圍,重要的是確保每種顏色的亮度和波長保持均勻以避免出現亮點和暗塊。這點對于直接投影的LED背光單元(BLU)尤其關鍵,哪怕是很小的顏色差異都會降低顯示屏的均勻度。為了更好地掌控均勻度,每個背光的各種顏色波長都必須嚴格匹配,綠色和藍色為5nm,因為它們是兩種最重要的顏色。
LED制造過程中,可能會出現性能與技術數據表所給出的平均值略有出入的情況?;谶@個原因,LED制造商根據光通量、顏色和正向電壓(V1)來分裝元件。亮度和顏色的精細分裝可以用來獲得較好的一致性。對于亮度來說,1/4分裝以及每個燈管擴譜15%是亮度的標準。
優化LED的使用壽命
LEDBLU的正確散熱管理非常重要,因為隨著驅動電流和結溫的升高,LED的效率會迅速下降,從而降低亮度,縮短LED的壽命。更高的電流將引起結溫升高,如果不能限制電流,結點將最終因高溫而發生故障,這種現象有時被稱為熱逸散。因此,通常的做法是將LED安裝在金屬芯PCB上以將LED的熱量快速傳導出去。根據不同的整體設計,可能需要對LED的背板實施直接冷卻(如使用冷卻風扇)。
在LED的使用過程中保持亮度和色彩的一致性也很重要。LED的三種主要顏色(紅、綠和藍)有不同的亮度衰減率。采用閉環控制系統來保持三種顏色的個體亮度,是在長時間和寬工作溫度范圍內實現最佳亮度和正確色彩平衡的最佳解決方案。一些商用三色光學傳感器加上適當的控制電路就可實現這一功能。
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