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LED背光国内外的技术现状与发展趋势灯具

发布时间:2019-10-13 06:36:38

  LED背光国内外的技术现状与发展趋势_灯具

  自2004年Sony推出第一款以LED为背光的液晶电视发展至今,随着LED器件技术、性能的不断提高,国内外针对电视应用的LED背光技术研发也全面开展起来,并不断走向深入。 LED为低电压工作器件,具有低电压启动;工作电流易控制,可操作性好;固态发光源,防震性好,寿命长;色域宽,在100%NTSC左右;不含有汞等有害物质;其响应速度远远高于液晶分子的响应速度等优点。因此,LED是作为背光源的理想发光器件。随着LED技术的不断发展,LED的发光效率也会进一步提高,散热问题也将大大改善。 各种LED背光技术可以不同的分类方式进行分类。如以背光源光学架构来划分,LED背光技术大体可分为直下式、侧导光以及混合(拼接)式等;若以采用LED芯片的种类来划分,又可分为单色(包括蓝光芯片+黄荧光粉、蓝光芯片+红、绿双色荧光粉等)、双色和三色等几种;若考虑液晶面板的因素,采用无滤光片液晶面板,可进行时序色彩叠加调光方式等。 另外在LED背光的动态控制技术方面,同样的硬件架构,因其调光机理完全不同,其完成的功能及实现的效果也不同。若仅仅从技术方面考虑,LED背光技术可完成的功能大体可分为:提高动态对比度、减小液晶显示的拖尾现象、节能、改善画质等。所以一个LED背光液晶电视系统的设计应该将LED背光技术所能完成的功能与所需的硬件架构(指LED背光排列驱动)统筹考虑,LED背光的排列、分区个数、分区阵列对LED背光液晶电视所能达到的显示效果以及节能等性能指标影响很大。 就LED液晶电视发展趋势而言,LED的技术革新是推动其发展的一个重要方面,光效更高、散热更好的LED器件的研发是大势所趋。 LED液晶电视发展的关键之一是LED背光控制技术的发展。LED背光的控制功能的开发目标日益明朗,即克服或改善液晶显示固有的问题:如暗灰阶的漏光问题、液晶显示拖尾现象以及改善画质,提高色域、节能环保等。在各种LED背光控制算法中,分区动态控制算法可很好的解决上述液晶显示的两大缺点,因此是不二选择、大势所趋。 (一)LED的选型 发光效率和色域对液晶电视背光源LED的选型有着重要的影响。红、绿、蓝色LED混合出的白光色域最高,但光效很低,驱动电路需颜色控制模块控制,增加了电路成本。蓝光芯片+红、绿荧光粉LED是目前液晶电视比较理想的白光LED背光源。 (二)直下式LED的分区 一般LED的封装比CCFL要小得多,由LED代替CCFL,LED的数量要远大于CCFL的数量。因此,LED的驱动方式,LED控制算法的复杂性、可靠性以及如何排列LED有利于LCD显示质量的提高,是设计LED背光需考虑的问题。 将LED进行分区块排列、驱动是比较好的选择。然而,对于一个LCD的背光源,如何进行分区,分区的大小、个数,是提高LCD显示画质的一个重要问题。海信42寸LED背光液晶电视的LED背光分区个数在100个左右,整个LCD的对比度、显示效果、驱动成本、算法复杂性是最佳的。 LED背光采用均匀分区也可应用背光扫描算法,改善或消除液晶显示动态画面拖尾问题。 (三)LED的排列方式(分区形状) LED分区的形状一般为矩形或正方形,分区内各个LED串联在一起。由于分区内流过每个LED的电流是相同的,因此分区内各个LED的光学性能差异主要依赖于LED性能的离散性。分区间光学性能的差异主要与外围电路有关,如外围电压浮动等。 (四)LED背光源的0D/1D/2D/3D控制 LED背光源的0D/1D/2D/3D(D为dimension的缩写)是指在背光源的平面上,LED的分区、排列、驱动所形成的维数。LED背光源的维数设计对LED分区排列和驱动方式等硬件设计和本文LED背光控制算法设计都有着直接的影响。 (1)0DLED背光源:LED背光源的所有LED同时驱动,在背光源平面上显示为同时点亮、同等亮度。其在平面上没有行列的亮度灰阶差异,因此这样的LED背光源称为0DLED背光源。0DLED背光源可分为直下式和侧光式两种。直下式0DLED背光源所有LED串联在一起,这样LED背光源的显示效果表现为一个LED平面的明暗灰度变换。侧光式0DLED背光源,是将LED串联于长窄的PCB板上,通过导光板等,使LED发出的光以一个平面光束的形式表现出来,这样也可达到一个平面的明暗变化。 (2)1DLED背光源:一行或多行LED作为一个分区排列驱动,多个这样的分区就构成了1DLED背光源。1DLED背光源在排列驱动方面是以行分区为基本单位,分区内LED同时点亮、同等亮度。在列方向上,可表达不同的亮度灰阶变换。图1为1DLED背光源平面示意图,图中两行LED串联驱动组成一个行分区,这个背光源有3个行分区组成,每个行分区可独立进行亮度灰阶调整。

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