Typy i aplikacje podświetleń (LED, CCFL i EL)

Podświetlenie

Podświetlenie dzieli się przede wszystkim na trzy typy w zależności od źródła światła: LED, CCFL i EL. W zależności od miejsca dystrybucji, dzieli się je na panele podświetlane krawędziowo i bezpośrednio. Poniżej znajduje się krótkie wprowadzenie. W dziedzinie podświetlenia LED od dawna dostarczamy naszym klientom dostosowane do indywidualnych potrzeb rozwiązania w zakresie podświetlenia LED, optymalizując układ płyta prowadząca światło (LGP) i źródła światła, aby poprawić wydajność wyświetlacza i zmniejszyć zużycie energii.

1. Podświetlenie LED

Diody LED, zwane także diodami elektroluminescencyjnymi, charakteryzują się najniższym zużyciem energii na jednostkę w porównaniu z innymi źródłami światła. Diody LED występują w różnych kolorach od niebieskiego do czerwonego. Istnieje również specjalny kolor zwany białym. Wśród różnych kolorów można je ogólnie podzielić na typy o wysokiej i niskiej jasności.

Ponieważ biały jest kolorem mieszanym bez możliwej do zidentyfikowania długości fali, jest on reprezentowany przez jego współrzędne na wykresie chromatyczności. Zdefiniowaliśmy go jako „zimny biały” i „ciepły biały”. Problemy z odchyleniami kolorów występują w przypadku wszystkich kolorów, przy czym szczególnie zauważalny jest kolor niebieski i biały, zwłaszcza biały, nad którym nawet dostawcy diod LED nie mogą skutecznie kontrolować.

Podświetlenie LED podświetlane krawędziowo:

Polega to na umieszczeniu liniowych lub punktowych źródeł światła wzdłuż boków specjalnie zaprojektowanej płyty światłowodowej w celu uzyskania podświetlenia. W zależności od rzeczywistych wymagań użytkowania może być również wykonany w wersji dwustronnej lub nawet trójstronnej. Podświetlenie krawędziowe może być ogólnie bardzo cienkie, ale stopień wykorzystania światła przez źródło światła jest stosunkowo niski, a im jest ono cieńsze, tym niższy jest stopień wykorzystania, maksymalnie wynoszący około 50%. Podstawowa technologia polega na projektowaniu i produkcji płyty światłowodowej.

Bezpośrednie podświetlenie LED:

Diody LED są równomiernie rozmieszczone pod panelem wyświetlacza. Zalety obejmują dobrą jasność i jednolitość. Wady obejmują większą grubość (ponad 4,0 mm), większe zużycie diod LED i zauważalne wytwarzanie ciepła. W projektach zazwyczaj wykorzystuje się kolory o niskiej jasności, natomiast kolory o wysokiej jasności są rzadko brane pod uwagę ze względu na ograniczenia kosztowe.

Elektryczne źródło światła odnosi się do urządzenia lub aparatury, która przekształca energię elektryczną w energię świetlną. Jest szeroko stosowany w oświetleniu codziennym, produkcji przemysłowej i rolnej, obronie narodowej i badaniach naukowych.

2. Podświetlenie EL

Elektroluminescencja (EL) to źródło zimnego światła, które emituje światło poprzez wewnętrzną luminescencję luminescencji wzbudzonych przez zmienne pole elektryczne. Jego podstawową zaletą jest cienkość, grubość waha się od 0,2 do 0,6 mm. Wady obejmują niską jasność, krótką żywotność (zwykle od 3000 do 5000 godzin), konieczność stosowania zasilacza sterowanego falownikiem oraz podatność na zakłócenia obwodów, które mogą powodować migotanie i szum. Podświetlenie EL może być sterowane przez falowniki lub układy scalone sterownika. Ponieważ jednak częstotliwość i napięcie wyjściowe obciążenia układów scalonych sterowników nie spełniają typowych wymagań dla EL (400 Hz, 100 V AC), ich jasność jest niższa niż w przypadku systemów napędzanych inwerterem. Pojawiły się również podświetlenia EL i LCD o białym świetle (pełnokolorowe).

Aplikacja:jednakże ze względu na ich niską jasność są one stosowane głównie w małych wyświetlaczach LCD o przekątnej poniżej 4 cali, takich jak telefony komórkowe, urządzenia PDA i konsole do gier. W przypadku podświetleń pełnokolorowych (białe światło) i wielkoformatowych podświetleń o dużej jasności głównym rozwiązaniem pozostaje wykorzystanie CCFL jako źródła światła.

3. Podświetlenie CCFL

Wczesne wyświetlacze wykorzystywały głównie CCFL (lampy fluorescencyjne z zimną katodą) jako źródła podświetlenia. Lampy te mają problemy, takie jak wysokie zużycie energii, wysokie wytwarzanie ciepła, ograniczona żywotność i podatność na starzenie. Dodatkowo osiągnięcie jednolitej jasności wymaga ułożenia wielu lamp, co zwiększa koszty i grubość. Różnice w liczbie i rozmieszczeniu lamp na różnych wyświetlaczach bezpośrednio wpływają na równomierność jasności podświetlenia. Główną zaletą tego podświetlenia jest jego wysoka jasność, dlatego jest ono szeroko stosowane w większych czarno-białych wyświetlaczach ciekłokrystalicznych o fazie ujemnej, w trybie niebieskim z fazą ujemną i kolorowych wyświetlaczach ciekłokrystalicznych. Teoretycznie może wytwarzać różne kolory w oparciu o zasadę mieszania kolorów przy użyciu trzech kolorów podstawowych. Jednak jego wady obejmują duży pobór mocy, konieczność stosowania obwodu inwertera do napędu i wąski zakres temperatur pracy 0–60°C, podczas gdy inne źródła podświetlenia, takie jak diody LED, mogą pracować w temperaturze od -20°C do 70°C.

Zastosowania: CCFL jest stosowany głównie w średnich i dużych wyświetlaczach LCD oraz w przemysłowych urządzeniach wyświetlających i szczególnie nadaje się do wyświetlaczy graficznych i zastosowań o wysokiej jasności.

Streszczenie

Wybór podświetlenia płyty prowadzącej światło wymaga kompleksowego uwzględnienia rozmiaru wyświetlacza, wymagań dotyczących jasności, zużycia energii, żywotności i kosztów:

Małe, lekkie wyświetlacze LCD: z podświetleniem EL lub diodami LED z podświetleniem krawędziowym

Średnie i duże wyświetlacze: podświetlenie CCFL lub diody LED z oświetleniem bezpośrednim

Wyświetlacze kolorowe: światło białe lub podświetlenie LED RGB