《LED背光与显色》课件

背光与显色LED的发展历程LED19621第一颗可见光诞生LED1970s2技术开始应用于数字显示器和仪表盘LED1990s3高亮度的出现，推动了在照明领域的应用LED LED2000s4白光的成功，使其成为传统照明光源的替代品LED至今2010s5显示技术不断发展，应用范围不断扩大LED的基本结构与工作原理LED芯片封装Chip Package的核心，由结组成，发光材料包含在其中保护芯片，并引导光线，提升效率，常见封装形式有贴片式LED PN和通孔式SMD Through-hole的发光机理LED结电流注入PN的核心是结，它由型半当电流流过结时，电子从型LED PNP PNN导体和型半导体组成结的半导体注入到型半导体，空穴N PNP形成会产生一个内部电场，阻止从P型半导体注入到N型半导体电子和空穴的自由运动，电子和空穴在P型半导体中复合，释放能量光子发射复合过程中释放的能量以光子的形式发射出来，光子的能量对应于特定波长的光，这就是我们看到的发光LED的分类与特点LED发光二极管LED是一种固态发光器件，利用半导体材料的结在正向偏置时产生的电子空穴复LED PN-合辐射跃迁而发光按颜色分类按其发光颜色可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫外和红外等LED按功率分类按其功率可分为低功率、中功率和高功率LED LED LED LED白光的实现方式LED蓝光芯片荧光粉+1最常见的方案红绿蓝三色芯片2高显色性紫外芯片荧光粉+3理论上可实现更高效色温与显色指数色温显色指数光源的颜色，以开尔文为单位暖白光色温低，偏黄；冷白光源对物体颜色的还原程度，以值表示值越高，显色性K RaRa光色温高，偏蓝越好，物体颜色越接近自然光照射下的颜色背光技术的发展LEDMini LED1更高的亮度和对比度量子点2更宽的色域和更准确的色彩OLED3自发光技术，更高的对比度和更快的响应速度背光技术不断发展，从传统的背光到如今的、量子点和，未来将会继续朝更高亮度、更宽色域、更高对比LED CCFLMini LEDOLED度和更节能的方向发展电视机的发展历程LED早期电视LEDLED背光技术在20世纪末开始应用于电视机，最初的LED电视主要使用边缘式背光，在画面边缘布置LED灯珠，并使用导光板将光线均匀地分布到整个屏幕上直下式背光LED随着技术的发展，直下式LED背光逐渐成为主流直下式背光将LED灯珠直接安装在液晶面板的背面，可以提供更高的亮度和更均匀的背光效果局部调光局部调光技术可以根据画面内容对LED灯珠进行分区控制，提高对比度和动态范围量子点技术近年来，量子点技术开始应用于LED电视机，量子点可以发出更纯净的色彩，提升画面色彩表现力和显示技术的比较LCD LED技术原理背光源12使用液晶材料，通过控制液晶分子对光的偏振方向来通常使用冷阴极荧光灯（）或作为背光源LCD LCDCCFL LED控制显示能耗图像质量34背光比更节能，但整体能耗依然高于背光可以提供更鲜艳的色彩和更高的对比度，但LED CCFLLCD LED LED LCD响应速度较慢，可能出现拖影背光系统的结构与工作原LCD理背光系统是显示器的重要组成部分，它为面板提供照明，使画LCD LCDLCD面呈现出来背光系统通常由光源、导光板、扩散板和反射板组成光源通常为灯，它发出光线照射到导光板，然后通过导光板和扩散板均匀地将LED光线分布到整个面板上，反射板则是为了增强光线利用率，避免光线浪LCD费背光的分类与特点LED直下式背光侧边式背光边缘式背光LED LED LED灯直接安装在面板的后面，光灯安装在面板的侧面，光线通灯安装在面板的边缘，光线通LED LCDLED LCDLED LCD线直接照射到面板，光效高，均匀性好过导光板反射到面板，结构简单，成本过导光板和反射板均匀地照射到面板，低薄型化，轻量化直下式和边缘式背光LED直下式背光边缘式背光LEDLED12灯珠直接安装在液晶面板灯珠安装在屏幕的边缘，LEDLED的后面，光线直接照射到面板光线通过导光板和反射板照射上，可以实现更高亮度和更均到面板上边缘式LED背光更匀的光照直下式LED背光更轻薄，更节能，但亮度和均匀适合追求画质和亮度，也适用度不如直下式于尺寸更大的电视背光的发光效率与电源设LED计发光效率电源设计背光的发光效率直接影响着电源设计应根据背光的特性LEDLED显示设备的能耗和使用寿命进行优化，以提高转换效率并降低功耗提高芯片的转换效率采用高效率的转换器LED DC-DC优化LED背光模组的光学设计使用智能控制技术，根据显示内容调节背光功率LED背光的热管理技术LED散热材料散热结构导热硅脂、散热片、风扇等，有优化LED芯片与散热材料的接触效地将LED芯片产生的热量传导面积，提高热传导效率，降低至外部环境LED芯片温度散热风道设计合理的散热风道，引导热气流离开背光系统，防止热量积聚LED背光的光学设计LED光学透镜导光板反射片LED背光系统中，光学透镜用于改善光导光板的形状、材质和表面纹理都会影反射片的作用是将漏光部分反射回导光线分布，提高光效，并优化光线角度，响光线在面板中的传播方式，从而影响板，提高光效，并减少光线损失以获得更均匀的亮度和更理想的视觉效最终的亮度、均匀度和色度果背光的光色调控LED色温调节混合RGB通过控制芯片电流，可以调节色温，实现暖白光、自然光、采用三色芯片，可以精确控制红绿蓝三色比例，实现各LED RGBLED冷白光等不同色温效果种颜色，满足不同场景的需求背光的亮度调节技术LED调光PWM脉冲宽度调制（）是一种常用的亮度调节方法，通过改变脉冲宽度来控制的亮PWM LED度调光可以实现无级调光，但会产生闪烁现象PWM电流控制通过改变流经的电流大小来控制亮度电流控制调光可以实现线性调光，但需要精确LED的电流控制电路电压控制通过改变两端的电压来控制亮度电压控制调光简单易行，但调光精度较低LED背光的节能设计LED降低功耗提高光效智能控制背光的可靠性设计LED寿命测试可靠性分析12背光元件的寿命是衡量其通过失效模式分析（）LED FMEA可靠性的重要指标之一测试、可靠性预测等手段，评估方法包括加速老化试验、高温LED背光系统的潜在失效模式高湿试验等，并采取相应的措施进行预防环境适应性3背光需要适应各种环境条件，如温度变化、湿度、振动等，因此LED需要进行相应的测试和设计显示技术概述OLED，全称有机发光二极管，是一种OLED OrganicLight-Emitting Diode新型的显示技术，它利用有机材料作为发光层，通过电流激发有机材料发光，从而实现显示自发光广视角像素本身可以发光，不需要屏幕的视角非常广，无论从OLED OLED额外的背光源，因此可以实现更高哪个角度观看画面，都可以看到清的对比度和更深的黑色晰的画面的发光机理与特点OLED自发光柔性高响应速度像素自身发光，无需背光源，实现材料薄且可弯曲，可以制成各种形像素响应速度快，可实现更流畅的OLED OLED OLED更深邃的黑色和更高的对比度状的显示屏，提升设备的便携性和美观性画面显示，带来更佳的观看体验显示技术的发展现状OLED快速发展1显示技术近年来得到了快速发展，在手机、电视等领域逐渐取代显示技术OLED LCD技术突破2在材料、工艺和制造方面取得了重大突破，提升了的性能和降低了成本OLED应用扩展显示技术不断扩展应用领域，从手机屏幕扩展到电视、3OLED汽车仪表盘等显示的优缺点OLED优点缺点高对比度成本高••广视角寿命短••快速响应烧屏风险••薄而轻易受环境影响••低能耗•与背光的比较OLED LED自发光响应速度每个像素都可以独立发光的响应速度更快，可以实OLED OLED，不需要背光源，从而实现更高现更流畅的画面，尤其在快速运的对比度和更深的黑色动的场景中可视角度厚度的可视角度更大，从任何的厚度更薄，可以制作更OLEDOLED角度观看画面都能保持良好的颜轻薄的显示器色和对比度和未来发展趋势OLED LCDOLEDLCD更高分辨率、更薄、更轻、更节能，响应速度更快更成熟的制造技术，更低的价格，更高的可靠性显示技术的应用领域LED电视机、电脑显示器、手机等广告牌、户外显示屏、室内显示屏舞台灯光、演唱会、电影院背光与显色技术的发展前景LED更节能高效1更智能化2更环保3未来，背光技术将朝着更高效、更智能、更环保的方向发展，为人们带来更舒适、更便捷、更节能的视觉体验LED结语背光技术不断发展，为人们带来更清晰、更明亮、更节能的显示体验LED未来，随着技术、量子点技术等新技术的不断涌现，背光技术将继OLED LED续发展，为人们创造更美好的视觉世界。