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LED背光源国内外技术现状和发展趋势

 
 


自2004年以来,索尼推出了首款LED背光液晶电视。随着LED器件技术和性能的不断提高,国内外电视应用LED背光技术的研发也得到了充分发展,并不断深化。

LED是低压启动的低压工作装置;易于控制工作电流,可操作性好;固态光源,抗冲击性好,寿命长;宽色域,约100%NTSC;没有汞等有害物质;它的响应速度远高于液晶分子的响应速度。因此,LED是作为背光的理想发光装置。随着LED技术的不断发展,LED的发光效率将进一步提高,散热问题将得到极大改善。

各种LED背光技术可以分为不同的分类。根据背光光学架构的定义,LED背光技术大致可分为直下型,侧面引导型和混合型(拼接型);如果按LED芯片的类型划分,则可分为单色(包括蓝色芯片)。黄色荧光粉,蓝色芯片红色,绿色双色荧光粉等),双色和三色等;如果考虑液晶面板的因素,无滤波液晶面板可用于定时颜色叠加和调光。

另外,在LED背光的动态控制技术中,相同的硬件结构,由于其调光机制完全不同,其完成的功能和实现效果也不同。如果仅从技术角度来看,LED背光技术可以实现的功能大致可以分为:提高动态对比度,减少液晶显示器的拖尾现象,节能,提高图像质量。因此,LED背光液晶电视系统的设计应考虑LED背光技术可以执行的功能和所需的硬件架构(参考LED背光布置驱动)。 LED背光布置,分区数量,LED背光LCD分区阵列电视可以实现的显示性能和节能等性能指标有很大影响。

就LED液晶电视的发展趋势而言,LED的技术创新是促进其发展的重要方面。发光效率更高,散热更好的LED器件的发展是大势所趋。LED液晶电视发展的关键之一是LED背光控制技术的发展。 LED背光控制功能的发展目标日益明显,即克服或改善液晶显示器的固有问题:如暗灰度级漏光问题,液晶显示拖尾现象和改善图像质量,改善色域,节能环保。在各种LED背光控制算法中,分区动态控制算法可以很好地解决上述液晶显示器的两个缺点,是选择和大势所趋。

(1)LED选择

发光效率和色域对LCD TV背光LED的选择具有重要影响。红色,绿色和蓝色LED具有最高的白色色域,但光效率非常低。驱动电路需要色彩控制模块控制,这增加了电路成本。蓝色芯片+红色和绿色荧光粉LED是液晶电视的理想白色LED背光。

(2)直下式LED的分区

通用LED封装比CCFL小得多。 LED被LED取代,LED的数量远远大于CCFL的数量。因此,LED的驱动模式,LED控制算法的复杂性和可靠性以及如何布置LED有利于提高LCD显示质量,这是设计LED背光时要考虑的问题。

在分区块中安排和驱动LED是一个不错的选择。然而,对于LCD背光,如何分区,分区的大小和数量是提高LCD显示器的图像质量的重要问题。海信42英寸LED背光液晶电视的LED背光分区数量约为100.整个液晶显示器的对比度,显示效果,驱动成本和算法复杂度最佳。

LED背光采用均匀分区,也可以应用背光扫描算法来改善或消除液晶显示器的动态图像拖尾问题。

(3)LED的布置(分区形状)

LED隔板的形状通常为矩形或正方形,并且隔板中的LED串联连接。由于流过分区中的每个LED的电流相同,因此分区中每个LED的光学性能差异主要取决于LED性能的离散性。子间隔之间光学性能的差异主要与外围电路有关,例如外围电压波动。(4)LED背光的0D/1D/2D/3D控制

LED背光0D/1D/2D/3D(D是尺寸的缩写)是指通过LED在背光平面上的分割,布置和驱动形成的尺寸。 LED背光的尺寸设计直接影响LED分区布置的硬件设计和驱动方法以及LED背光控制算法的设计。

(1)0DLED背光:LED背光的所有LED同时被驱动,并显示在背光平面上,以便同时照明和相同的亮度。平面上的行和列之间的亮度灰度没有差异,因此这种LED背光被称为0D LED背光。 0DLED背光可分为直下型和侧光型。直接型0DLED背光所有LED串联连接,因此LED背光的显示效果由LED平面的明暗灰度变换表示。侧面照明的0D LED背光将LED组合在长而窄的PCB板上,并且LED发出的光以平面光束的形式通过导光板等表示,从而使得平坦的光和可以实现黑暗的变化。

(2)1DLED背光:一行或多行LED被布置为分区,并且多个这样的分区构成一维LED背光。 1DLED背光基于行分区作为布置驱动中的基本单元,并且分区中的LED同时点亮并具有相同的亮度。在列方向上,可以表示不同的亮度灰度变换。附图说明图1是1D LED背光的示意性平面图。在该图中,两排LED串联驱动以形成行分区。背光具有三个行分区,并且每个行分区可以独立地执行亮度灰度调整。

(3)2DLED背光:几个LED布置为分区。在行和列方向上,有多个分区。每个分区可以独立调整亮度灰度转换。这种LED背光被称为2D LED背光。 。图2是2D LED背光的示意性平面图。该图有9个分区,每个分区有4个LED。分区中的4个LED串联驱动,独立调节亮度灰度。(4)3D LED背光:3D LED背光与2D LED背光相同,但白光由RGB三色LED合成,R/G/B三色LED分别驱动。除了每个分区的亮度灰度调整之外,还可以独立调整RGB颜色。因此,3D LED背光可以独立控制行和列分区的亮度和颜色。图3是3D LED背光的示意性平面图。每个LED由三个RGB内核组成,可以独立驱动。 (

 
 
 
 
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