Verstehen Sie LCD-Hintergrundbeleuchtung?

Eine Hintergrundbeleuchtung ist eine Art der Beleuchtung, die in LCDs verwendet wird. Im Gegensatz zu CRT erzeugt LCD kein Licht von selbst. Um ein Bild zu erzeugen, benötigt ein LCD-Display eine Beleuchtung, die auch als Umgebungslicht oder Hintergrundbeleuchtung bezeichnet wird. Derzeit gibt es zwei Arten von Hintergrundbeleuchtungen auf dem Markt: CCFL und LED.

1. Einleitung

TFT-LCDs verwenden traditionell Kaltkathoden-Leuchtstofflampen als Hintergrundbeleuchtung. Vor der Einführung von LED-Hintergrundbeleuchtungen war es der dominierende Akteur auf dem Markt. CCFL ist eine ausgereifte Technologie, die eine Lichtquelle mit gleichbleibender Farbe erzeugt. Allerdings ist die CCFL-Hintergrundbeleuchtung relativ groß und ineffizient. Es wird derzeit vom Markt genommen.

LED: Auf der anderen Seite ist die LED-Hintergrundbeleuchtung klein, hat einen geringen Stromverbrauch, eine hohe Helligkeit und eine lange Lebensdauer. Infolgedessen verdrängt LED CCFL auf dem Markt für LCD-Hintergrundbeleuchtung.

LED-Hintergrundbeleuchtung des LCD-Displays LED oder Light Emitting Diode ist eine Halbleiterdiode, die Licht emittiert, wenn eine elektrische Spannung an sie angelegt wird. LED-Hintergrundbeleuchtungen werden je nach Installationsort in zwei Typen eingeteilt.

Kantenbeleuchtet: LED-Glühbirnen werden am Rand des TFT-LCDs angebracht. Um das Licht nach außen zu lenken, wird eine Lichtleiterplatte (eine Acrylplatte, die typischerweise aus reinem PMMA-Harz besteht) verwendet. Die Hintergrundbeleuchtung eines kantenbeleuchteten LCD-Displays kann sehr dünn sein. Es ist jedoch ineffizient. Je weniger effizient die kantenbeleuchtete Hintergrundbeleuchtung ist, desto dünner ist sie.

Von unten beleuchtet: Wie der Name schon sagt, sind LED-Glühbirnen gleichmäßig über die Rückseite des TFT-LCDs verteilt. Die Gleichmäßigkeit und Helligkeit der von unten beleuchteten Hintergrundbeleuchtung sind Vorteile. Die Hintergrundbeleuchtung mit Bodenbeleuchtung ist jedoch dicker als die mit Kantenbeleuchtung, und die Erwärmung kann ein Problem darstellen.

Die LED-Hintergrundbeleuchtung ist temperaturempfindlich. Es hat auch eine nichtlineare Volt-Ampere-Charakteristik, die temperaturabhängig ist.

Mit steigender Temperatur nimmt der Durchlassspannungsabfall ab und der Durchlassstrom steigt deutlich an.

LED-Glühbirnen mit Konstantstromansteuerung werden in Reihe geschaltet. Die LED-Temperatur steigt, wenn ein konstanter Strom an die LED-Hintergrundbeleuchtung angelegt wird. Da der Versorgungsstrom konstant bleibt, sinkt die an die LED-Hintergrundbeleuchtung angelegte Spannung. Darüber hinaus sorgt die LED-Hintergrundbeleuchtung für eine gleichmäßige Helligkeit.

2. Fahren mit konstanter Spannung

Aufgrund der einzigartigen Volt-Ampere-Eigenschaft von LEDs führt eine höhere Temperatur zu einem höheren Strom, wenn seriell geschaltete LED-Hintergrundbeleuchtungen mit konstanter Spannung versorgt werden. Ein höherer Strom erzeugt mehr Wärme. Für die serielle Schaltung wird dieser Effekt verstärkt. Hohe Ströme beschleunigen die Degradation von LEDs und verkürzen ihre Lebensdauer. Da jede LED eine leicht unterschiedliche Volt-Ampere-Eigenschaft hat, hat jede LED einen anderen Durchgangsstrom. Infolgedessen ist die LED-Hintergrundbeleuchtung ungleichmäßig hell.

Daher sollte der Ingenieur bei der Verwendung eines TFT-LCD mit einer LED-Hintergrundbeleuchtung einen konstanten Strom an das Netzteil der LED-Hintergrundbeleuchtung anlegen und die Helligkeit mit der PWM-Funktion steuern.

3. Trends bei der LCD-Hintergrundbeleuchtung

Das LCD gibt kein Licht ab. Es verlässt sich auf Hintergrundbeleuchtung, um seine Pixel zu beleuchten, was besonders in Umgebungen mit schlechten Lichtverhältnissen wichtig ist. Bevor wir uns mit den Trends bei der LCD-Hintergrundbeleuchtung befassen, lassen Sie uns einen Blick auf die Geschichte werfen.

4. Geschichte der LCD-Hintergrundbeleuchtung

Die Glühbirne wurde anfangs als Lichtquelle für LCD verwendet. Aufgrund der Wärme, die es produziert, und der Energie, die es verbraucht, wurde es jedoch schnell ersetzt.

Die Herausforderer waren Kaltkathoden-Leuchtstofflampen (CCFL) und Elektrolumineszenz-Panels (ELP), die Wärmeprobleme im Zusammenhang mit Glühlampen beseitigen und gleichzeitig weniger Strom verbrauchen.

LED-Hintergrundbeleuchtung ist heute die dominierende Technologie. Es hat eine kürzere Ein-/Ausschaltzeit, weniger Wärmeentwicklung und eine höhere Helligkeit.

5. Die neuen Trends

Die meisten heutigen LCDs verfügen über eine kantenbeleuchtete Hintergrundbeleuchtung. Hinter einer Kante des LCD-Bildschirms sind mehrere weiße LEDs angebracht, die das Licht in eine komplizierte Anordnung von Lichtleitern, Reflektoren und Diffusoren lenken. Um die Bildschirmhelligkeit zu steuern, wird die LED-Hintergrundbeleuchtung in der Regel von einem pulsweitenmodulierten Signal angetrieben.

Die Aktivmatrix-Mini-LED-Hintergrundbeleuchtung, die von den Herstellern von LCD-Fernsehern erfunden wurde, findet nun ihren Weg in LCD-Anwendungen für Verbraucher und Industrie. Mini-LEDs dienen als Hintergrundbeleuchtungsquellen in der Struktur eines Mini-Displays mit LED-Hintergrundbeleuchtung und sind in Arrays angeordnet, um verschiedene lokale Dimmzonen zu bilden, die volle Helligkeit oder Dunkelheit für das obige LCD ermöglichen, um hohe Helligkeit und Kontrast zu erreichen.

Die Verwendung von Mini-LED als LCD-Hintergrundbeleuchtung bietet ein hohes Kontrastverhältnis, Energieeinsparung und Verdünnungsvorteile, sodass sie mit OLED konkurrieren und eine ausgeprägte Leistung in LCD-Anwendungen demonstrieren kann.

6. Was genau ist ein LCD-Betrachtungswinkel?

Der maximale Betrachtungswinkel eines LCD-Bildschirms ist der Winkel, aus dem ein Kunde den Bildschirm sehen kann. Der Begriff "gute Betrachtung" wird allgemein so definiert, dass er einen Kontrast von mindestens 10:1 und keine Graustufeninversion aufweist.

Um so viele Anwendungen wie möglich zu ermöglichen, entwickeln LCD-Hersteller LCD-Panels so, dass sie am besten aus einem Winkel (Bias) betrachtet werden können, der um bestimmte Gradpunkte von der Senkrechten versetzt ist. Der Betrachtungswinkel ist der Winkel, der beide Seiten des Schrägwinkels umfasst, während das LCD weiterhin "gut sichtbar" ist.

Der Begriff "Blickrichtung" wird in den technischen Daten eines LCD-Displays angezeigt. Die Blickrichtung wird im Format einer Uhr angegeben. Die Z-Achse ist normal, die X-Achse ist horizontal und die Y-Achse ist vertikal, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Der Betrachtungswinkel eines LCDs "über" der Z-Achse hat eine Mittagsblickrichtung. Infolgedessen wird das LCD mit 6-Uhr-Blickrichtung am besten von "unter" der Z-Achse aus betrachtet.

LCD-Hersteller können theoretisch LCDs mit Blickrichtungen von 3, 12, 9 und 6 Uhr herstellen. In der Praxis betrachten wir das LCD jedoch meist aus der 12- oder 6-Uhr-Position.

Verbessern Sie den LCD-Betrachtungswinkel

Ein einfaches TFT-LCD vom Typ TN hat beispielsweise einen Betrachtungswinkel von 4565 Grad. Der Betrachtungswinkel eines TN-Typ-LCDs kann durch Hinzufügen einer extra breiten Polarisationsfolie (EWP) vergrößert werden. Ein Polarisator zur O-Film-Verstärkung hingegen vergrößert den Betrachtungswinkel auf 75 Grad in jede Richtung. Diese Verbesserungen führen jedoch zu einer Verringerung des Kontrasts. Der LCD-Kontrast muss angepasst werden. Eine weitere Möglichkeit, den LCD-Betrachtungswinkel zu verbessern, ist die Verwendung einer fortschrittlichen Zellstruktur. Die Blickwinkel von IPS- und VA-LCD-Panels sind breiter als bei TN-Panels.

Schlussfolgerung

Die Verwendung eines Flüssigkristalldisplays mit dem richtigen Betrachtungswinkel ist entscheidend für den Erfolg Ihres Produkts. Denken Sie auch daran, dass ein optimierter Kontrast unerlässlich ist. Beide Parameter beeinflussen sowohl das optische Erscheinungsbild des LCD als auch die Gesamtattraktivität Ihres Produkts. Kompromisse zwischen Kosten und Leistung sind die Grundlage für Entscheidungen.

Zum Beispiel, wenn Ihr Projekt ein 2,4-Zoll-TFT-LCD mit einem weiten Betrachtungswinkel erfordert. Ein TN-TFT-Panel mit einer O-Film-Lösung kann einem IPS-LCD vorzuziehen sein. Die Ingenieure von Topway stehen Ihnen zur Verfügung, um Sie bei Designentscheidungen zu unterstützen.