LED LCD TV의 LED 백라이트 기술
Aug 11, 2021
1. LED TV의 특성에 대한 간략한 설명
LED TV는 능동 발광 원리를 사용하여 LED에 의해 직접 영상화됩니다. 컬러 LED 디스플레이 화면은 R/G/B 3개의 LED 튜브를 사용하여 픽셀 포인트를 형성하고 각 픽셀 포인트의 온/오프를 제어하여 이미지 디스플레이를 구현합니다. 이미징 원리는 활성 발광 플라즈마와 매우 유사합니다. LED TV 내부에는 백라이트 회로가 없으며 전체 기계는 그림 1과 같이 매우 얇습니다(약 2cm). 현재로서는 LED TV의 이미지 효과와 에너지 효율이 LCD TV보다 우수하지만, 가격이 높아 현재 LCD TV에 비해 판매량이 훨씬 적고 LCD TV를 교체하는 데 시간이 좀 걸릴 전망이다.
2. LED 백라이트란?
원리의 관점에서 액정 디스플레이는 다소 거리 광고 라이트 박스와 같습니다. 그 뒤에 있는 광원이 어느 정도 확산되어 영상이 있는 투명 필름에 고르게 조사되어 밝은 영상을 투과시킵니다. LCD 패널은 그 필름 층과 비슷하지만 그림 2와 같이 그림이 변하고 있습니다.
기존의 액정 표시 장치는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamps)을 광원으로 사용합니다. 이름은 매우 전문적이지만 가정용 형광등으로 이해하지만 그림 3과 같이 튜브가 매우 얇습니다.
LED 백라이트는 기존의 형광등(CCFL) 대신 LED 발광 다이오드를 사용하여 LCD TV의 백라이트가 되는 것입니다. 간단히 말해서 그림 4와 같이 불활성 가스로 채워진 원래의 형광등을 발광 다이오드가 들어있는 튜브로 교체합니다. 물론 실제 응용에서 발광 다이오드는 반드시 램프 튜브로 만들어지는 것은 아니지만, 그러나 배열로 배열할 수도 있습니다. 그림 5와 같이.
3. LED 조명 원리 소개
LED는 English Light Emitting Diode(Light Emitting Diode)의 약자로, 기본 구조는 납이 함유된 선반(그림 6 참조)에 놓인 전자발광 반도체 재료 조각으로 주변을 에폭시 수지로 밀봉하고 내부 코어를 보호하기 위해 와이어, 그래서 LED는 좋은 내진 성능을 가지고 있습니다.
발광 다이오드의 핵심은 P형과 N형 반도체로 구성된 웨이퍼입니다. P형 반도체와 N형 반도체 사이에 전이층이 있는데 이를 PIN 접합이라고 합니다. 특정 반도체 재료의 PN 접합에서 주입된 소수 캐리어와 다수 캐리어가 재결합하면 과잉 에너지가 빛의 형태로 방출되어 전기 에너지를 직접 빛 에너지로 변환합니다. PN접합에 역전압을 인가하면 소수 캐리어를 주입하기 어려워 발광하지 않는다. 주입 전계발광의 원리로 만들어진 이러한 종류의 다이오드를 발광 다이오드 또는 줄여서 LED라고 합니다. LED가 순방향 전도 상태(양단에 양의 전압이 인가됨)이고 LED의 양극에서 음극으로 전류가 흐를 때 반도체 결정은 자외선에서 적외선까지 다양한 색의 빛을 방출한다. Ⅱ. 빛의 강도는 전류와 관련이 있습니다.
비디오 분야에서 사람들은 일반적으로 NTSC를 비디오 장치의 색재현 특성을 측정하는 표준으로 사용합니다. 이 지표는 디스플레이 장치가 전체 색 공간에서 다양한 색상으로 표시할 수 있는 채도, 즉 청색, 녹색, 적색의 정도를 표시할 수 있는 정도를 나타냅니다. 기존 LCD TV는 일반적으로 광원으로 냉음극 형광등(CCFL)을 사용합니다. 일상 생활에서 형광등 아래에서 많은 사물의 색상이 왜곡되는 것을 종종 볼 수 있습니다. 형광등에서 방출되는 빛은 진정한 의미의 백색광이 아니어서 디스플레이 색상이 충분히 풍부하지 않고 색재현성이 좋지 않으며 커버할 수 있는 색재현율 범위가 65%~75%에 불과하기 때문입니다. NTSC 표준의. LED 백라이트는 LCD TV의 색재현율을 NTSC 표준의 105%까지 확장할 수 있으며 기본적으로는 자연 장면의 색상을 재현할 수 있습니다.
넷째, LED 백라이트의 구성 방식
LED를 백라이트 소스로 사용하는 경우 두 가지 솔루션이 있습니다. 하나는 RGB-LED를 사용하는 것이고 다른 하나는 백색 LED를 사용하는 것입니다.
RGB-LED를 사용하여 백라이트 광원을 구성하는 경우 부분적으로 1:1:1의 수에 따릅니다. 즉, 각 유닛은 그림 7과 같이 하나의 빨강, 파랑 및 녹색 LED로 구성됩니다. 현재 가장 일반적인 솔루션은 각 장치가 1개의 빨간색, 1개의 파란색 및 2개의 녹색 LED로 구성된다는 것입니다. 이 조합 방법은 LED 발광 효율의 차이를 효과적으로 피할 수 있기 때문입니다.
RGB-LED 백라이트 TV를 사용할 때의 장점은 주로 색상 표현과 대비에 있습니다. 이는 RGB 3원색 독립 발광 소자를 사용하여 색재현율 범위가 NTSC의 120%를 초과할 수 있고 일부 모델은 150%에 도달할 수 있어 플라즈마 TV 수준을 완전히 충족하거나 초과하기 때문입니다. RGB-LED TV는 백라이트 영역 조정 기술을 지원하며 밝기 조정을 구현하기 쉽습니다. 따라서 대비 측면에서 매우 높은 동적 대비를 얻을 수 있어 이미지 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다.
RGB-LED TV의 성능은 좋지만 다음과 같은 단점도 있습니다. 하나는 비용면에서 이점이 없다는 것입니다. 다른 하나는 별도의 디밍 회로와 더 나은 방열 구조가 필요하며, 이는 또한 어느 정도 복잡한 TV 구조로 이어질 것이라는 점이다. 또한 백라이트 소스 중 하나가 끊어지면 그 지점의 이미지 밝기가 분명히 비정상적입니다.
백색 LED는 RGB-LED보다 훨씬 간단합니다. CCFL 형광등을 백색광만 방출할 수 있는 LED 광원으로 대체합니다. 백색 LED는 RGB-LED와 같이 백라이트 소스의 디밍이 필요하지 않기 때문에 회로 구조에 대한 요구 사항이 상대적으로 낮습니다. 백색광 LED의 색상 성능은 RGB-LED만큼 좋지는 않지만 CCFL 튜브보다 나쁩니다. 또한 각 LED는 발광 면에서 서로 보완할 수 있습니다. 특정 LED가 손상되더라도 기본적으로 밝기의 균일성을 보장할 수 있습니다. 또한 비용 이점이 있습니다. 백색 LED는 인기 있는 LED LCD TV에 선호되는 솔루션이 되었습니다.
5. LED 백라이트 설치 방법
LED 백라이트를 설치할 때 촬영하는 사람의 위치에 따라 직접형(디스플레이 화면 뒷면 전체를 LED로 교체)과 측면 사람형(주변의 LED)의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
직접 조명 백라이트는 설치가 쉽고 도광판이 필요하지 않습니다. LED 어레이는 라이트 박스 하단에 배치됩니다. LED에서 방출된 빛은 그림 8과 같이 바닥과 측면에서 반사된 후 표면의 디퓨저와 광학 모듈을 통해 균일하게 방출됩니다.
직접 조명 백라이트의 두께는 라이트 박스 바닥과 디퓨저 사이의 거리에 의해 결정됩니다. 일반적으로 두께가 두꺼울수록 백라이트의 광 균일도가 좋습니다. 백라이트가 얇을수록 색상과 밝기의 균일성이 직하형 백라이트의 핵심 기술이 됩니다. LED 램프의 라이트 필드 분포 유형은 백라이트의 색상 및 밝기 균일성에 중요한 역할을 합니다. 현재 백라이트 광원에 사용되는 LED 램프는 일반적으로 Lambertian 유형과 Edge-Emitting 유형의 두 가지 유형이 있습니다. 에지 발광 LED는 백라이트의 광 균일성에 더 도움이 되기 때문에 대부분의 직접 조명 백라이트는 에지 발광 LED를 사용하지만 큰 각도의 측면 발광 LED를 사용하는 것은 적합하지 않습니다. 이는 빛의 세기가 낮아서 다크스팟이 생기기 쉽기 때문입니다. 백라이트의 균일성에 영향을 미칩니다.
측면 진입 방식은 특수 설계된 도광판 측면에 LED를 설치하는 것을 의미합니다. 그림 9와 같이 도광판 측면에 광원을 배치하기 때문에 후면에 반사시트만 있으면 되기 때문에 TV를 매우 얇게 만들 수 있지만 이 방식의 광원 활용률은 낮고 광원이 얇을수록 활용률이 낮을수록 최대값은 약 50%입니다.
여섯, LED 백라이트의 장점
1. 낮은 작동 전압
LED는 저전압 전원을 사용하며 전원 전압은 5V ~ 24V입니다. 따라서 냉음극 백라이트의 승압 회로가 생략되고 전원 공급 장치의 안전 계수가 크게 향상되어 특히 공공 장소에 적합합니다. 동시에 전원 공급 장치 모듈의 설계는 매우 간단합니다.
2. 고효율 및 낮은 소비
LED 백라이트를 사용하는 LCD 컬러 TV의 출력은 같은 크기의 CCFL 백라이트를 사용하는 LCD 컬러 TV보다 1/3 이상 낮아 플라즈마 컬러 TV와 비교할 수 없습니다. 다이나믹 LED 백라이트를 사용할 경우 47인치 LED 백라이트 LCD TV의 최소 소비전력은 10W에 불과하다.
또한 LED는 수명이 최대 10만 시간(초기의 50% 감광), 높은 안정성, 수은 등 유해물질이 없어 친환경적이다.
3. 짧은 응답 시간과 우수한 내충격성
기존 CCFL 튜브는 발광 주파수가 낮고 동적 장면은 화면 점프를 유발할 수 있습니다. LED 백라이트는 발광 주파수를 유연하게 조정할 수 있으며 주파수가 CCFL보다 훨씬 높기 때문에 동영상을 완벽하게 표현할 수 있습니다. 또한 평면 구조로 인해 LED가 CCFL 튜브보다 훨씬 강한 매우 높은 내진 성능으로 안정적인 내부 구조를 가질 수 있습니다.
4. 밝기 및 대비의 넓은 조정 범위
LED 밝기 조정 범위는 CCFL과 달리 가장 낮은 밝기에 대한 임계값이 있습니다. LED 백라이트 화이트 밸런스는 전체 대비와 밝기를 동시에 보장할 수 있습니다. LED는 평면 광원입니다. 가장 기본적인 발광단위는 한 변의 길이가 3mm ~ 5mm인 작은 정사각형 조각으로 주어진 면적의 면광원을 형성하기 위해 쉽게 결합될 수 있고 그 밝기가 높은 균일도를 가지며 동시에 , 보조 광학 부품이 필요합니다. 또한 매우 간단합니다.