显示/光电技术中的液晶显示屏LED背光源均匀亮度控制

发光二极管（LED）在各种终端设备的广泛应用早已让许多人跌破眼镜：从汽车头灯、交通号志、文数字显示器、广告广告牌、与大型显示器等现有技术，到一般大楼照明设备以及液晶显示器背光源等其它应用，日益盛行的LED光源使得最普遍的产品也要随之重新设计。随着效率和亮度不断增加以及成本持续下降，LED终将取代传统光源成为消费性应用的主要照明来源。本文将针对液晶显示器的LED背光源与其它大型显示器的光源技术进行比较，藉以说明LED应用设计所需面对的挑战。 　　像点修正技术解决LED亮度差异问题 　　体育馆或广告用的大型看板通常包含数十组显示面板与数千颗LED。在每块显示区内，每颗LED（又称为像素）所发出 液晶显示屏的LED背光源在现代显示技术中扮演着至关重要的角色。发光二极管（LED）因其高效能、高亮度和成本效益，逐渐取代传统光源，成为消费电子产品的首选照明方案。尤其在液晶显示器（LCD）领域，LED背光源不仅提高了显示效果，还降低了能源消耗。然而，LED在亮度上的不均匀性成为了设计者必须克服的一大挑战。 LED亮度差异问题主要体现在大型显示面板，如体育馆或广告看板，这些通常包含大量LED像素。每个LED的亮度可能相差15%至20%，这会影响整体显示质量，特别是对于动态视频显示这样对亮度均匀性要求极高的应用。为了解决这一问题，有两种主要策略被采用。 制造商可以从供应商那里购买亮度相近的LED，通过筛选出亮度匹配的红、绿、蓝三色LED组合使用，以实现初步的亮度均匀化。然而，这种方法的缺点在于，随着时间推移，由于LED亮度衰减不一致，显示的均匀性会逐渐丧失，且更换面板时也会有亮度差异。 更高级别的解决方案是采用“像点修正”技术，即通过微调个别LED的电流来保持像素的亮度一致性。这种技术允许处理器集中控制总电流，而LED驱动元件负责调节各个LED的电流，以实现亮度均匀。例如，德州仪器（TI）的TLC5940等驱动元件可以内置像点修正值，通过测量和比较LED的亮度，将最暗的LED设为基准，并相应调整其他LED的电流。此外，这种双重像点修正方法还能适应环境光的变化和故障后的面板调整，通过更新EEPROM数据保持长期的亮度稳定性。 实际操作中，设计者会选取亮度等级较高的LED，如Osram LP E675，确保即使是最暗的LED也能达到所需的亮度标准。通过测量并分析LED在特定电流下的亮度分布，可以确定合适的电流设定，并使用像点修正技术确保所有LED在运行过程中保持一致的亮度水平。 总结来说，LED背光源在液晶显示屏中的均匀亮度控制是通过精心挑选亮度匹配的LED和实施像点修正技术来实现的。这种技术的应用确保了显示器在整个生命周期内都能保持高质量的图像显示，同时也为LED在显示技术领域的广泛应用提供了坚实的技术支持。随着技术的不断进步，未来我们可以期待更加精细和均匀的LED背光源解决方案，进一步提升显示设备的视觉体验。