新型LED背光源技术与应用实践研究

我国的科技发展迅速,背光源在各个领域也得到了广泛的应用.本文主要探讨LED背光源的技术以及应用.首先分析了LED背光源的技术,主要从技术、工艺、特点等方面进行分析,同时阐述了新型LED背光源在电视显示屏、机器视觉检测等领域的运用及关键要点,最后对全文进行了总结.     

大尺寸TFT-LCD的LED背光技术

传统的薄膜晶体管液晶显示器(thin film transister crystal display,TFT-LCD)通常采用冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamps,CCFL)作为背光光源。相比较而言,由于发光二极管(LED)TFT-LCD背光源系统具有色彩还原性好、对比度高、亮度高等优点,近年来应用于大尺寸TFT-LCD的LED背光技术取得了长足的进步。当前应用于大尺寸TFT-LCD的LED背光源主要有两种:RGBLED背光源和白光LED背光源。大尺寸的LED背光系统结构主要采用直下式和侧式结构。本文将对这几方面进行系统阐述,并对大尺寸TFT-LCD的LED背光系统的应用前景进行预测。     

LED背光源将成市场主流

据市场调研机构DisplaySearch日前公布的一份调查报告指出,2009年LED背光源在液晶电视市场的渗透率仍然不到3%,但随着笔记本电脑(NB)、显示器以及液晶电视(LCD TV)的积极推出,LED背光源应用的渗透率,至2013年将大幅增长到40%,届时将有约21%的显示器采用LED背光源,而NB更将100%采用LED背光源。至2014年,LED背光源将可超越冷阴极萤光灯管(CCFL),成为市场上主要的背光源技术。     

新型LED背光源技术及应用

介绍了LED背光源的最新技术进展,最新设计工艺,并分析了侧光式与直下式LED背光源工艺设计中应注意的问题,以及LED背光源相对于CCFL背光源在大尺寸LCD应用上的优势,分析结果表明LED背光源将是LCD最理想的背光源。     

一种直下式LED背光源驱动电路的设计

传统的背光源采用的是CCFL,色彩还原性差,含有对人体有害的汞蒸汽。LED背光源是一种新型的背光源,色彩还原性好,寿命长;不含汞,有利于环境保护。本文设计的直下式LED背光源,单灯电流可精确控制,光学效果良好,支持PWM调光。中尺寸、大尺寸LED背光源均可借鉴使用。     

大尺寸LED背光源现况与展望

现阶段大尺寸TV背光源由原来的CCFL灯管向LED灯转变,背光源使用LED的优势包括低能耗、无汞环保、超薄结构设计灵活化、高色彩饱和度、区域控制的高品质显示,并且LED背光源应用领域广阔,包括小尺寸到中尺寸,再到大尺寸.介绍了国内外LED背光源标准体系建立情况,并且根据当前产业面临的困难提出LED背光源发展方向.     

LED用于LCD背光源的前景展望

随着液晶显示(LCD)模组不断向更亮、更轻、更薄、尺寸更大的方向发展，对背光源的要求也就越来越高，本文介绍了目前LCD的背光源：冷阴极荧光灯(CCFL)、电致发光(EL)和发光二极管(LED)背光源，特别是LED背光源及其相关动态，通过LED与CCFL和EL的比较，预测LED将成为LCD理想的背光源。     

LED背光源现况与展望

现阶段,LED被广泛地应用到中小尺寸背光源中,大尺寸TV背光源也由原来的CCFL向LED转变。LED背光源的优势有低能耗、无汞环保、超薄化结构设计、高色彩饱和度、高品质画面显示,其应用领域广阔,几乎涵盖了中小尺寸、大尺寸显示应用领域。文章介绍了国内外LED背光源的标准体系建立情况,并根据当前产业面临的困难提出大尺寸LED背光源的发展方向。     

关于LED背光源及其驱动方法的研究

LCD制造商们已经减缓了将传统灯箱式LED背光源应用于高性能、高可靠性的彩色液晶显示器的步伐,特别是对于较大尺寸的显示屏。目前,在市面上背光源解决方案花样繁多,例如,边光式和直下式背光源。本文将介绍几种主要的LED背光方案。     

LED背光源热设计研究

在分析LED背光源热设计已有解决方案的基础上,指出已有的解决方案虽然从客观上缓解了LED背光源热设计问题,但却增加了LED背光源的生产成本。同时本文还指出最根本解决LED热设计的方案还需要从LED本身的光效上来考虑,也就是说,如何提高LED本身的发光效率依然是LED背光源热设计的关键。     

大尺寸LED背光源的热分析

以119.4cm(47in)侧光式LED背光源为模型,采用有限元方法对其进行热分析,计算出不同情况下的温度场。由计算结果可知:采用铝材做背板,散热性能比电镀锌钢板(EGI)材料好20%以上。对LED背光源的温度场进行了实际测量,计算结果和实测温度相一致,证明所提出的分析方法是可行的。     

大尺寸LED背光源散热结构的仿真、设计与测试

过高的工作温度会直接降低LED使用寿命,并且会影响其发光强度以及发光效率,导致大尺寸LED背光源光学性能大幅下降。从侧边式LED背光源模组的角度出发,设计并采用IcePak软件仿真散热铝挤的宽度和厚度对背光模组温度的影响,最终给出了适用于大尺寸LED背光模组的散热结构。结果表明,随着铝挤的长度或厚度的增加,LED Bar的温度都会减少,取铝挤长度为200 mm,厚度为2 mm,此时LED Bar的温度为69.4℃,小于70℃,符合设计要求且成本最低。进一步测量对应样机的LED Bar温度,其最高温度为69.7℃,与仿真实验结果非常接近。该结构制造工艺较为简单、成本低廉,并且符合背光模组轻薄化的要求,具有一定的市场价值。     

关于超薄LED背光模组设计探讨

背光模组随着彩色液晶显示器的应用领域不断加大,其厚度也向超薄方面发展,并解决了液晶电视中LED背光源的结构设计难题.本文通过对传统背光模组和超薄LED背光模组、传统侧光式背光模组和超薄LED背光模的结构设计来进行分析与探讨.     

一种LED灯串故障自检测电路的设计与实现

LED背光模组因其具有诸多优势已经成为液晶显示器背光方式的主要选择,而在实际应用当中,若某串LED故障,液晶显示器就会出现暗线,导致亮度均匀性不能满足要求。为了保证液晶显示器的亮度均匀性和后期的维修效率,LED灯串需具备故障自检测的能力。本文设计了一种基于DSP的LED背光模组中灯串故障自检测电路,以546mm(21.5in)液晶显示器的直下式LED背光模组为例,设计了灯板、驱动板的具体硬件电路,利用CCS3.1开发工具,C语言编写软件控制逻辑。自检测结果表明:该电路可有效的对LED灯串进行故障自检测,满足了设计的要求。     

用大功率白光LED实现高亮度背光源设计

本文以一个高亮度LED背光模块的设计为例,阐述了在用大功率白光LED实现高亮度背光设计中所要解决的若干问题,着重对背光模块中高亮度的实现、亮度的高精度调节以及背光板的散热问题进行了分析,并提出一些较为新颖且可靠的解决方案。     

关于点阵式LED动态背光源及其驱动电路的设计

由于液晶本身不发光,需要通过背光照明,因此目前大多数产品采用冷阴极射线荧光灯（CCFL）作为背光源,但因CCFL的亮度不容易控制和响应速度慢等缺点,造成液晶显示的能源浪费和动态模糊。文章提出了一种基于点阵式LED的动态背光源结构,将单个LED发出的光投射区域限制在散光膜的单一区域,即每个LED只负责液晶部分区域的背光照明。文章还设计了动态背光源的驱动电路,通过对显示的画面进行分析．采用亮度动态控制的方式可以得到不同区域的最佳亮度,同时驱动LED背光达到相应的亮度。并利用Matlab软件仿真LED背光源,结果表明采用动态背光源能有效地降低功耗．提高图像对比度。     

提高LED背光源质量的研究

随着LED产业的发展,LED光源在背光应用领域也不断拓展。文章主要参照IEC61747液晶和固态显示器件系列标准,从LED背光源的结构特点探讨如何提高亮度和均匀性,同时减少漏光现象,并指出LED背光源将具有良好的发展前景。     

不同防蓝光眼镜对屏幕显示效果的影响比较

为了定量分析不同防蓝光眼镜的使用对屏幕显示画面彩色三要素的影响,分别采集6 500K和5 000K色温下的OLED屏幕与LED背光的LCD的光谱分布,以及当前销量较大的5种不同材质防蓝光眼镜透射率数据,通过OriginPro拟合、色度软件分析、Matlab计算,定量比较5种防蓝光眼镜对不同色温下两种屏幕1931CIE XYZ色坐标、主波长、饱和度及光通量的影响,结合人眼分辨率对计算结果进行分析。结果表明,5种眼镜对屏幕色坐标Z值降低效果相差最大值高达1 881倍,相同色温同一眼镜对LED背光的LCD屏的防蓝光效果略强于OLED屏;5种防蓝光眼镜对色温为5 000K的LED背光的LCD屏幕主波长影响不大;能过滤掉色温6 500K的OLED屏幕99.626%蓝光的眼镜,可使其饱和度增加22.7倍。能过滤掉色温6 500K的LED背光LCD屏幕99.59%蓝光的眼镜,可使其色温下降为原来的0.322倍,均严重影响屏幕的显示效果。该研究方法与结论可为相关产品的使用和研发提供借鉴。