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LED-Hintergrundbeleuchtung für LCD-Bildschirme verschiedener Größen

03.15.2024

Aufgrund einer Vielzahl von Vorteilen wie Energieeffizienz, Sicherheit, langer Lebensdauer, schneller Reaktionszeit, exzellenter Farbwiedergabe, quecksilberfreier Zusammensetzung und Einhaltung von Umweltanforderungen hat die LED die herkömmliche CCFL-Hintergrundbeleuchtung ersetzt und ist zur Hauptlichtquelle für LCDs geworden. Heutzutage wird die LED-Hintergrundbeleuchtung allmählich zur dominierenden Wahl bei der Anwendung von LCDs in großen Größen.

Kleinformatige LCD-Bildschirme mit LED-Hintergrundbeleuchtung werden hauptsächlich in Mobiltelefonen, Digitalkameras und monochromen LCD-Modulen für industrielle Instrumente verwendet. Diese Bildschirme haben Größen von 3 bis 7 cm und erfordern in der Regel 3 bis 6 weiße LEDs als Hintergrundbeleuchtung, die in Serie oder parallel geschaltet werden können. Wenn dasselbe Gerät weiße LED-Taschenlampen verwendet, wird ein größerer Treiberstrom benötigt. Manchmal ist die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung einstellbar, was erfordert, dass der Treiber eine Helligkeitsregelungsfunktion hat (d.h. Änderung des Treiberstroms). Um dieser wachsenden Nachfrage gerecht zu werden, haben viele Hersteller von analogen integrierten Schaltungen und integrierten Schaltungen für Energiemanagement verschiedene integrierte Schaltungen zur Steuerung von LEDs entwickelt und produziert. Diese Schaltungen umfassen in der Regel Steuerfunktionen für LED-Hintergrundbeleuchtung und LED-Taschenlampen sowie Schaltersteuerung und Mehrstufen-Helligkeitsregelung. Sie zeichnen sich durch leistungsstarke Funktionen aus und erfordern weniger externe Komponenten. Viele LED-Treiberchips gehören zu dieser Kategorie, und es stehen zahlreiche Anbieter und Produktmodelle zur Auswahl. Für Anzeigegeräte, die größer als Mobiltelefone und Digitalkameras sind, wie persönliche digitale Assistenten (PDA), tragbare Media-Player (PMP), elektronische Wörterbücher und Handheld-Spielekonsolen, können die Bildschirmgrößen von 9 bis 10 cm reichen, wobei einige bis zu 18 cm erreichen. Derzeit ist es für große Bildschirme eine Herausforderung, eine gleichmäßige Ausleuchtung mit LEDs zu erreichen. Daher ist es unabhängig von der Größe nicht geeignet, mehrere LEDs direkt als Hintergrundbeleuchtungsquellen zu konfigurieren. Stattdessen werden Hintergrundbeleuchtungsmodule verwendet, die Maßnahmen wie Brechung und Lichtleiterplatten integrieren, um eine gleichmäßige Ausleuchtung von weißen LEDs zu gewährleisten und den Anforderungen der Benutzer gerecht zu werden. Hersteller von PDAs und PMPs kaufen diese Module direkt bei Hintergrundbeleuchtungsmodul-Lieferanten, anstatt einige LEDs als Hintergrundbeleuchtungsquelle zu verwenden. In einigen Designs werden jedoch immer noch mehr LEDs (z.B. 8 bis 10 LEDs) als Hintergrundbeleuchtungsquellen für größere LED-LCD-Bildschirme verwendet.

Mittelgroße LCD-Bildschirme mit LED-Hintergrundbeleuchtung finden hauptsächlich Anwendung in tragbaren DVD-Playern, Laptops und Auto-Navigationssystemen, mit Bildschirmgrößen von 7 bis 12 Zoll. Die für diese Geräte verwendeten LED-Hintergrundbeleuchtungsquellen basieren auf den LED-Hintergrundbeleuchtungslösungen für kleinformatige LCD-Bildschirme. Sie ersetzen CCFL-Lichtquellen durch aluminiumbasierte LED-Lichtleisten, und das Netzteil sollte mit den vorhandenen CCFL-Hintergrundbeleuchtungsnetzteilen an der Schnittstelle kompatibel sein. Einfache Gleichstromtreiber (batteriebetrieben, normalerweise mit 12V Stromversorgung) ersetzen komplexe Wechselstromtreiber. Obwohl die Gesamtkosten etwas höher sind, sind sie mit herkömmlichen CCFL-Hintergrundbeleuchtungsmodulen vergleichbar.In diesem Fall werden bei der Verwendung mehrerer LEDs zur Bildung eines Arrays die in Serie und parallel geschalteten LED-Gruppen in der Regel als Ganzes behandelt, und ihr Strom wird durch das Netzteil gesteuert und die Helligkeit angepasst.

Für große LED-Hintergrundbeleuchtungsquellen für LCD-Bildschirme werden möglicherweise Hunderte oder mehr LEDs gleichzeitig beleuchtet, um ausreichende Helligkeit zu bieten. Dies erfordert eine höhere Spannung, einen größeren Strom, flexiblere Steuermethoden und strengere Anforderungen an die Wärmeableitung des Netzteil. Es stellt auch höhere Anforderungen an die Konsistenz der LED-Eigenschaften, bei denen der Strom zwischen dem Treiber und den LEDs übereinstimmen und geteilt werden muss. Die verwendeten LEDs sollten aufgrund ihrer Emissionswellenlänge und Helligkeit einer strengen Auswahl und Klassifizierung unterzogen werden. Bei der Prüfung der optischen Eigenschaften und Definition von Parametern von LEDs wird in der Regel ein konsistenter Nennstromwert als Grundlage verwendet und ein zulässiger Bereich von Vorwärtsspannungsabfällen angegeben. Es ist zu erwarten, dass große LED-Bildschirm-Hintergrundbeleuchtungsquellen in naher Zukunft CCFL als Hauptprodukt ablösen werden. Die Anwendungsaussichten von LED-Hintergrundbeleuchtung in Laptops, Monitoren und LCD-Fernsehern sind vielversprechend. Um Kosten zu sparen, verwenden LCD-Fernseher randbeleuchtete Hintergrundbeleuchtungsmodule, obwohl die Qualität nicht so perfekt ist wie bei bottom-lit-Lösungen und nur als kurzfristige Lösung für ultradünne LCD-Fernseher betrachtet werden kann.