¿Entiendes la retroiluminación LCD?

Una luz de fondo es un tipo de iluminación que se utiliza en las pantallas LCD. A diferencia de CRT, LCD no genera luz por sí solo. Para producir una imagen, una pantalla LCD requiere iluminación, también conocida como luz ambiental o luz de fondo. Actualmente existen dos tipos de retroiluminación en el mercado: CCFL y LED.

1. Introducción

Las pantallas LCD TFT han utilizado tradicionalmente lámparas fluorescentes de cátodo frío como retroiluminación. Antes de la introducción de la retroiluminación LED, era el jugador dominante en el mercado. CCFL es una tecnología madura que produce una fuente de luz de color constante. Sin embargo, la luz de fondo CCFL es relativamente grande e ineficiente. Actualmente se está eliminando gradualmente del mercado.

LED: Por otro lado, la retroiluminación LED es pequeña, tiene un bajo consumo de energía, alto brillo y una larga vida útil. Como resultado, el LED está desplazando a CCFL en el mercado de la retroiluminación LCD.

Retroiluminación LED de la pantalla LCD El LED, o diodo emisor de luz, es un diodo semiconductor que emite luz cuando se le aplica un voltaje eléctrico. Las retroiluminaciones LED se clasifican en dos tipos según el lugar donde se instalan.

Iluminación de borde: las bombillas LED están unidas al borde de la pantalla LCD TFT. Para dirigir la luz hacia el frente, se utiliza una placa de guía de luz (un panel acrílico típicamente hecho de resina PMMA pura). La luz de fondo de una pantalla LCD con iluminación de borde puede ser muy delgada. Sin embargo, es ineficiente. Cuanto menos eficiente sea la luz de fondo iluminada en los bordes, más delgada será.

Iluminación inferior: Como su nombre lo indica, las bombillas LED se distribuyen uniformemente en la parte posterior de la pantalla LCD TFT. La uniformidad y el brillo de la luz de fondo iluminada son ventajas. Sin embargo, la luz de fondo iluminada desde abajo es más gruesa que la iluminada por los bordes, y la calefacción puede ser un problema.

La luz de fondo LED de conducción es sensible a la temperatura. También tiene una característica no lineal de voltios-amperios que depende de la temperatura.

A medida que aumenta la temperatura, la caída de voltaje directo disminuye y la corriente directa aumenta significativamente.

Las bombillas LED con conducción de corriente constante se conectan en serie. La temperatura del LED aumenta cuando se aplica una corriente constante a la luz de fondo del LED. Debido a que la corriente de suministro permanece constante, el voltaje aplicado a la luz de fondo LED disminuye. Además, la retroiluminación LED producirá un brillo constante.

2. Conducción con voltaje constante

Debido a la propiedad única de voltios-amperios de los LED, una temperatura más alta da como resultado una corriente más alta cuando se suministra voltaje constante a las luces de fondo LED conectadas en serie. Una corriente más alta genera más calor. Para el circuito en serie, este efecto se amplificará. La alta corriente acelera la degradación de los LED y reduce su vida útil. Además, debido a que cada LED tiene una propiedad de voltio-amperio ligeramente diferente, cada LED tiene una corriente de paso diferente. Como resultado, la retroiluminación LED será desigualmente brillante.

Como resultado, cuando se usa una pantalla LCD TFT con retroiluminación LED, el ingeniero debe aplicar corriente constante a la fuente de alimentación de la retroiluminación LED y controlar el brillo con la función PWM.

3. Tendencias en retroiluminación LCD

La pantalla LCD no emite luz. Se basa en la luz de fondo para iluminar sus píxeles, lo cual es especialmente importante en entornos con poca luz. Antes de entrar en las tendencias de la retroiluminación de LCD, repasemos un poco de historia.

4. Historia de la retroiluminación LCD

La bombilla incandescente se utilizó como fuente de luz para LCD al principio. Sin embargo, debido al calor que produce y la energía que consume, fue reemplazado rápidamente.

Los retadores fueron las lámparas fluorescentes de cátodo frío (CCFL) y los paneles electroluminiscentes (ELP), que eliminan los problemas de calor asociados con las bombillas incandescentes y consumen menos energía.

La retroiluminación LED es ahora la tecnología dominante. Tiene un tiempo de encendido / apagado más corto, menos calor generado y un mayor brillo.

5. Las nuevas tendencias

La mayoría de las pantallas LCD actuales tienen retroiluminación con iluminación de borde. Varios LED blancos están montados detrás de un borde de la pantalla LCD, dirigiendo la luz hacia una complicada variedad de guías de luz, reflectores y difusores. Para controlar el brillo de la pantalla, la retroiluminación LED generalmente es impulsada por una señal modulada de ancho de pulso.

La retroiluminación LED mini de matriz activa, que fue inventada por los fabricantes de televisores LCD, ahora se está abriendo camino en aplicaciones LCD industriales y de consumo. Los mini LED sirven como fuentes de retroiluminación en la estructura de una mini pantalla retroiluminada por LED y están dispuestos en matrices para formar diferentes zonas de atenuación local que permiten un brillo u oscuridad total para que la pantalla LCD anterior logre un alto brillo y contraste.

El uso de mini LED como retroiluminación LCD proporciona una alta relación de contraste, conservación de energía y beneficios de adelgazamiento, lo que le permite competir con OLED y demostrar un rendimiento distinto en aplicaciones LCD.

6. ¿Qué es exactamente un ángulo de visión LCD?

El ángulo de visión máximo de una pantalla LCD es el ángulo desde el cual un cliente puede ver la pantalla. El término "ver bien" se define comúnmente como tener al menos un contraste de 10:1 y sin inversión en escala de grises.

Para adaptarse a tantas aplicaciones como sea posible, los fabricantes de LCD diseñan paneles LCD para que se vean mejor desde un ángulo (llamado sesgo) desplazado de la perpendicular en ciertos grados. El ángulo de visión es el ángulo que abarca ambos lados del ángulo de polarización mientras la pantalla LCD continúa "viendo bien".

El término "dirección de visión" aparecerá en las especificaciones de una pantalla LCD. La dirección de visualización se especifica en el formato de un reloj. El eje Z es normal, el eje X es horizontal y el eje Y es vertical, como se muestra en la figura siguiente. El ángulo de visión de una pantalla LCD "por encima" del eje Z tiene una dirección de visión al mediodía. Como resultado, la pantalla LCD de dirección de visualización de las 6 en punto se ve mejor desde "debajo" del eje Z.

En teoría, los fabricantes de LCD pueden producir pantallas LCD con direcciones de visualización de 3, 12, 9 y 6 en punto. En la práctica, sin embargo, solemos ver la pantalla LCD desde la posición de las 12 o las 6 en punto.

Mejorar el ángulo de visión de la pantalla LCD

Una simple pantalla LCD TFT tipo TN, por ejemplo, tiene un ángulo de visión de 4565 grados. El ángulo de visión de una pantalla LCD tipo TN se puede aumentar agregando una película polarizadora extra ancha (EWP). Un polarizador de mejora de película O, por otro lado, aumentará el ángulo de visión a 75 grados en cada dirección. Sin embargo, estas mejoras dan como resultado una reducción en el contraste. Se debe ajustar el contraste de la pantalla LCD. Otra forma de mejorar el ángulo de visión de la pantalla LCD es utilizar una estructura de celda avanzada. Los ángulos de visión en los paneles LCD de tipo IPS y VA son más amplios que en los paneles TN.

Conclusión

El uso de una pantalla de cristal líquido con un ángulo de visión adecuado es fundamental para el éxito de su producto. Además, tenga en cuenta que el contraste optimizado es esencial. Ambos parámetros influyen en la apariencia visual de la pantalla LCD, así como en el atractivo general de su producto. Las compensaciones de costo-rendimiento impulsan las decisiones.

Por ejemplo, si su proyecto requiere una pantalla LCD TFT de 2,4" con un amplio ángulo de visión. Un panel TN TFT con una solución de película O puede ser preferible a una pantalla LCD IPS. Los ingenieros de Topway están disponibles para ayudarlo a tomar decisiones de diseño.