Увеличение яркости дисплея светодиодами

Содержание

Подсветка LCD-дисплеев

Увеличение яркости дисплея светодиодами

Евгений Крылов

Жидкокристаллические дисплеи (LCD) являются пассивными устройствами отображения информации. Для того чтобы сформированное изображение воспринималось глазом человека, его необходимо освещать, в простейшем случае — естественным внешним светом. При недостаточном естественном освещении или его отсутствии для дисплея может быть использован искусственный источник света.

Большинство современных LCD работают в одном из трех режимов отображения: в режиме полного отражения, при котором внешний свет отражается от рефлектора, расположенного позади дисплея (рис. 1, а); в режиме полуотражения, при котором рефлектор отражает внешний свет, но способен пропускать свет от источника света, расположенного позади него (рис. 1, б); в режиме подсвечивания, при котором рефлектор, отражаю- щий внешний свет, отсутствует и для подсветки изображения используется специальный источник света (рис. 1, в).

а) Рефлектор, объединенный с задним поляризатором. Отражает внешний свет б) Полупрозрачный рефлектор, объединенный с задним поляризатором. Отражает свет, поступающий с лицевой стороны LCD, также позволяет проходить свету подсветки с задней стороны отражателя. Отключение подсветки при хороших условиях освещенности способствует сокращению потребления в) Нет ни отражающего, ни полуотражающего рефлектора — необходима только подсветка. Чаще всего используется с негативными изображениями

Рис. 1. Режимы отображения LCD

Прием, при котором используется специальный источник света, получил название «подсветка» (backlight). Для реализации подсветки используется несколько технологий, которые будут рассмотрены ниже.

Электролюминесцентная (EL) подсветка

Электролюминесцентная подсветка обеспечивает равномерное освещение и выполняется в тонком и легком конструктиве (рис. 2).

Рис. 2. Конструктив электролюминесцентной подсветки

Такая подсветка обеспечивает получение различных цветов, в том числе белого, чаще всего используемого в LCD. Потребление при электролюминесцентной подсветке относительно мало, однако для ее организации необходим источник переменного напряжения 80…100 В частотой около 400 Гц (типовое значение).

В качестве такого источника используют преобразователи DC/DC, трансформирующие напряжение постоянного тока 5, 12 или 24 В в переменное напряжение требуемой величины. Это наиболее экономичный с точки зрения потребления тип подсветки, и он чаще всего используется в устройствах с батарейным питанием.

Срок жизни электролюминесцентной подсветки (снижение яркости наполовину от исходной) составляет порядка 3…5 тыс. часов и зависит от установленной яркости свечения (рис. 3).

Рис. 3. Срок жизни EL-подсветки, зависимость срока жизни от установленной яркости

Отличительные особенности электролюминесцентной подсветки:

  • плоский источник света с максимальной толщиной 1,3 мм (1,5 мм с учетом выводов) обеспечивает равномерную подсветку большой площади;
  • широкий диапазон напряжений питания переменного тока (максимальное значение 150 В) частотой 60…1000 Гц. При наличии повышающих преобразователей возможно питание от одной батареи с напряжением 1,5 В;
  • цвет свечения: зелено-голубой, желто-зеленый и белый;
  • рабочие характеристики типовых модулей питания: выходное напряжение 110 В частотой 400 Гц; ток нагрузки 8 мА (при Ta = 20 °C и относительной влажности 60 %);
  • диапазон рабочих температур — от 0 до 50 °C;
  • диапазон температур хранения от — от –20 до 60 °C.

Светодиодная (LED) подсветка

Светодиодная подсветка характеризуется самым длительным сроком службы — минимум 50 тыс. часов — и большей, чем у EL-подсветки, яркостью. Подсветка обеспечивается твердотельными приборами и, следовательно, может работать непосредственно от источника напряжения 5 В без использования преобразователей. Однако для ограничения тока через LED необходима установка токоограничительных резисторов.

Цепочка светодиодов располагается вдоль боковых поверхностей дисплея или в виде матрицы под диффузором (рассеивателем) и обеспечивает яркую равномерную подсветку (рис. 4, а, б).

а) Матричная подсветка. Использование матричной подсветки позволяет обеспечить равномерную подсветку дисплеев больших размеров
б) Боковая подсветка. Сочетание LED и световода (Light Guide) позволяет реализовать невысокий конструктив подсветки

Рис. 4. Конструктивы матричной и боковой LED-подсветки

Боковая подсветка используется в модулях с количеством знакомест в строке до 20. При количестве знакомест свыше 20 в центре LCD образуется более темная, чем на краях, область. Для устранения этого недостатка применяют специальные меры, например дополнительную подсветку сверху.

Матричная LED-подсветка обеспечивает более яркий и равномерный свет. При разработке такой подсветки определяющим фактором является потребление. Не рекомендуется ее использовать в устройствах с батарейным питанием, в которых требуется постоянно включенная подсветка.

Светодиоды LED-подсветки работают при напряжении питания 4,2 В (типовое значение). Потребление подсветки определяется количеством включенных светодиодов, и, следовательно, с увеличением размера дисплея растет потребление, составляющее от 30 до 200 мА и более.

Цвет LED-подсветки может быть разным, в том числе и белым, но чаще всего используется желто-зеленая подсветка. Ее светоизлучение выше, чем у EL-подсветки. Возможно управление яркостью свечения посредством потенциометра или ШИМ-регулятора.

Принимая во внимание стоимость преобразователей, используемых с EL, применение LED-подсветки более экономично. Толщина модуля с LED-подсветкой на 2–4 мм больше, чем у модуля с EL-подсветкой или без подсветки.

Отличительные особенности светодиодной подсветки:

  • низкое напряжение питания, нет необходимости использовать специальные преобразователи;
  • длительный жизненный цикл — в среднем свыше 100 тыс. часов;
  • возможность подсветки красного, зеленого, оранжевого и белого цветов или многоцветной подсветки (с переключением);
  • боковая или матричная подсветка;
  • типовое напряжение питания — 4,2 В; потребление 30 до — 200 мА и выше; яркость — 250 кд/м;
  • отсутствие генерации шумов.

Подсветка флуоресцентными лампами с холодным катодом (CCFL)

Для CCFL-подсветки характерны относительно малое потребление и очень яркий белый свет. Используются две технологии: прямая и боковая подсветки (рис 5, а, б).

а) Прямая подсветка. Используется с многоцветными и/или точечно-матричными модулями жидкокристаллических дисплеев
б) Боковая подсветка. Такая структура используется для подсветки больших поверхностей светом от источника в виде трубки

Рис. 5. Конструктивы прямой и боковой подсветки флуоресцентными лампами с холодным катодом

В обоих случаях источником света являются флуоресцентные лампы с холодным катодом (источники локального светового пятна), свет от которых по всей площади экрана распределяется диффузорами (diffuser) и световодами (light guide). Боковая подсветка позволяет реализовать модули малой толщины и с меньшим потреблением. CCFL-подсветка используется в первую очередь в графических LCD, и срок службы СCFL-подсветки выше, чем у EL-подсветки — до 10–15 тыс. часов.

Посредством CCFL обеспечивается подсветка больших поверхностей, поэтому она используется преимущественно в больших плоскопанельных дисплеях. Большим достоинством CCFL является возможность получения бумажно-белого цвета, что делает CCFL практически единственным источником подсветки цветных дисплеев. Для работы флуоресцентных ламп необходимы преобразователи с выходным напряжением переменного тока от 270 до 300 В.

Отличительные особенности подсветки флуоресцентными лампами с холодным катодом (CCFL):

  • высокая яркость;
  • долговечность;
  • малое потребление;
  • излучение белого цвета;
  • прямая и боковая подсветка;
  • используется с многоцветными и/или точечно-матричными модулями ЖК-дисплеев.
  • В табл. 1–3 приводятся характеристики флуоресцентных ламп с холодным катодом.

    Таблица 1. Максимальные значения

    Параметр Условия измерения Значение параметра
    Потребляемый ток, мА fl: 40 кГц Ta: 25 °C 6
    Потребляемая мощность, Вт fl: 40 кГц Ta: 25 °C 1,5

    Таблица 2. Электрические характеристики

    Параметр Та, °C Значение параметра
    Напряжение зажигания, В 600
    Напряжение зажигания, В 25 375
    Рабочее напряжение, В 25 250
    Рабочий потребляемый ток, мА 25 5
    Частота преобразователя напряжения питания, кГц 25 40

    Таблица 3. Оптические характеристики

    Параметр Условия измерения Минимальное Типовое Максимальное
    Средняя яркость, кд/м2 Выходной ток инвертора = 5 мА 400 450
    Равномерность яркости 70%
    Хроматичность по оси X 0,30 0,32 0,34
    Хроматичность по оси Y 0,36 0,38 0,40

    В приведенной ниже табл. 4 даны сравнительные характеристики трех основных типов подсветки и их основные области применения.

    Таблица 4

    Тип подсветки Использо-вание, в зависимости от условий освещения Потребление Стоимость Генерация RFI Управление яркостью Примечания
    Нет Неприменимо в условиях плохой освещенности Наилучшее (не потребляет по своей природе) Наименьшая Отсутствует Не используется
    EL Применяется при любых условиях освещенности Очень хорошее 30 мВт Средняя Незначительная (на малых частотах) Фиксированная яркость Предпочтительна для устройств с батарейным питанием
    LED Применяется при любых условиях освещенности Хорошее 60 мВт Средняя Отсутствует Регулируется в широком диапазоне Чаще всего используется в небольших дисплеях
    CCFL Не применяется в условиях яркого освещения Существенное 700 мВт Самая высокая Иногда (на высокой частоте) Регулируется в ограниченном диапазоне Чаще всего используется в больших графических дисплеях

    Евгений Крылов

    Источник: http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/01_06/stat_18.htm

    Применение RGB-светодиодов для создания многоцветных электронных табло и вывесок

    Увеличение яркости дисплея светодиодами

    Заказать этот номер

    2009№2

    В статье рассматриваются современные подходы к созданию светодиодных сборок из RGB-светодиодов для применения в полноцветных дисплеях большого размера, предназначенных для монтажа в помещениях и на открытом воздухе, а также приводятся технические рекомендации, полезные при проектировании подобных устройств.

    SMT-компоненты для применения в полноцветных светодиодных дисплеях

    В настоящее время существует целый ряд различных светодиодов, которые можно использовать для создания видеоэкранов с применением технологии поверхностного монтажа. Например, светодиоды PLCC-2 могут применяться в монохромных или полноцветных дисплеях, где один пиксель будет состоять из нескольких светодиодов. С другой стороны, ввиду большого размера светодиодов PLCC-2, шаг пикселя в таком экране может быть довольно велик.

    Читайте также  Ток при последовательном соединении светодиодов

    Это допустимо, если расчетное расстояние от зрителя до экрана составляет как минимум 10–15 метров. Когда же зритель находится ближе к экрану (например, в помещении торгового центра), предпочтительно более высокое разрешение. Светодиоды RGB «3 в 1» позволяют располагать пиксели с меньшим шагом. В основе наиболее популярных RGB-светодиодов «3 в 1» лежит платформа PLCC-4 или PLCC-6. Компания Avago Technologies выпускает RGBсветодиод «3 в 1» в корпусе PLCC-4 (ASMTQTB0).

    Этот светодиод имеет корпус из белого материала с высокой отражающей способностью, что обеспечивает высокий световой поток (рис. 1). Верхняя поверхность светодиода для получения высокой контрастности имеет черный цвет. Эта черная поверхность должна быть неотражающей, чтобы поглощать как можно большую долю падающего на экран света от других источников — например, местного освещения или закатного солнца.

    При использовании вышеупомянутого светодиода в корпусе PLCC-4 шаг пикселя в видеоэкранах может быть понижен до 8 мм (рис. 2).

    Светодиоды PLCC-4 с полностью черным корпусом дают еще большую контрастность, улучшая характеристики отображения и внешний вид монтируемых в помещении цветных экранов (рис. 3). Например, на базе светодиодов Avago Technologies ASMT-QTC0 можно создавать экраны, внешне похожие на жидкокристаллические, но гораздо большего размера.

    Рис. 1. Светодиод ASMT-QTB0 в корпусе PLCC-4

    Рис. 2. Шаг пикселя в видеоэкранах при использовании ASMT-QTB0

    Еще один популярный корпус для построения полноцветных видеоэкранов — PLCC-6. Светодиоды этого типа (например, ASMTYTB0 Avago Technologies) имеют 6 выводов — от анода и катода каждого из кристаллов (рис. 4).

    Корпус белого цвета с высокой отражающей способностью обеспечивает хорошее смешивание цветов и высокую яркость, что делает такие светодиоды пригодными для использования в конструкциях, монтируемых на открытом воздухе.

    Поверхность черного цвета позволяет достичь высокой контрастности во внутренних и наружных видеоэкранах, а компактная конструкция корпуса позволяет уменьшить шаг пикселя до 8 мм (рис. 5). Тем не менее для достижения оптимальных характеристик рекомендуется устанавливать шаг пикселя равным 10 мм.

    Рис. 3. Светодиод ASMT-QTC0 в полностью черном корпусе PLCC-4

    Рис. 4. Светодиод ASMT-YTB0 в корпусе PLCC-6

    Рис. 5. Шаг пикселя в видеоэкранах при использовании ASMT-YTB0

    Регулирование температурных режимов светодиодов

    Повышение яркости — один из простых способов улучшить характеристики отображения полноцветных дисплеев. Например, у ASMTQTB0 и ASMT-YTB0 типичное значение полной яркости каждого кристалла составляет 2,1 кд при токе 20 мА, а у полностью черного корпуса ASMT-QTC0 — 925 мкд при том же токе. Светодиодные кристаллы изготавливаются из двух полупроводниковых материалов — AlInGaP и InGaN.

    Эти материалы обычно весьма чувствительны к температуре. В случае светодиодных кристаллов на базе AlInGaP и InGaN рост температуры приводит к значительному увеличению яркости. Например, при температуре 125oC световой выход зеленого InGaNкристалла возрастает практически до 40% по сравнению со значением данного параметра при температуре 25oC.

    В связи с этим первостепенную важность приобретает эффективный отвод тепла от светодиодного кристалла на печатную плату или радиатор.

    Тепловое сопротивление между p-n-переходом кристалла и выводом компонента составляет около 280 К/Вт в обычном светодиоде PLCC-2 и около 140 К/Вт — в монохромном светодиоде PLCC-4. Эти значения довольно велики, особенно в случае «3 в 1», с тремя нагревающимися кристаллами. В этой связи при проектировании корпуса многоцветного светодиода необходимо обеспечивать как можно более низкое тепловое сопротивление.

    Например, у светодиодов ASMT-QTB0 и ASMT-QTC0 на платформе PLCC-4 типичное расчетное тепловое сопротивление между p-n-переходом и выводом R.-JP составляет менее 95oC/Вт. RGB-экраны используются для показа футбольных матчей, рок-концертов и множества других мероприятий, причем работают они не только по ночам. В дневное время дисплей нагревается от светодиодов и солнечного света.

    Сохранить хорошую видимость можно, либо повысив контрастность — путем использования заливочного компаунда с малой отражающей способностью, либо путем увеличения прямого тока. Первое из этих решений дорогостоящее, поэтому более привлекательной представляется работа светодиодов на повышенном токе.

    Малое тепловое сопротивление позволяет увеличить прямой рабочий ток светодиодов в условиях повышенной температуры окружающей среды. Например, для ASMT-QTB0 максимальный ток питания составляет 50 мА для красного кристалла и 30 мА для зеленого и синего кристаллов при температуре окружающего воздуха 70oC. Обычный RGB-светодиод PLCC-4 при тех же условиях окружающей среды допускает ток не выше 25 мА для красного кристалла и 13 мА для зеленого и синего.

    Если температура окружающего воздуха возрастает до 85oC, максимальный ток для красного кристалла составит 35 мА, а для зеленого и синего — 22 мА. Для сравнения, обычные RGBсветодиоды PLCC-4 допускают при таких высоких температурах ток не выше 15 мА и 8 мА соответственно. Это означает, что при использовании светодиодов с малым тепловым сопротивлением яркость изображения на дисплее будет оставаться достаточно высокой даже при увеличении температуры.

    Тем самым обеспечивается также хорошая читаемость при солнечном свете или местном освещении, направленном на дисплей.

    Стабильность

    Корпуса светодиодов, используемых в табло и вывесках, предназначенных для монтажа на открытом воздухе, должны изготавливаться из надежных материалов. Например, эпоксидная смола, используемая для герметизации, более чувствительна к ультрафиолетовому излучению. Более того, синий свет от кристалла со временем обесцвечивает эпоксидную смолу, уменьшая тем самым световой выход. Гораздо более подходящим материалом для герметизации является силикон.

    Сильная силоксановая связь, присутствующая в силиконе, обеспечивает превосходную устойчивость к теплу и ультрафиолетовому излучению. Тем самым обеспечивается длительный срок службы многоцветных или ярких светодиодов с незначительным уменьшением интенсивности излучаемого света. Кроме того, изменяя состав силикона, можно придавать ему различные прочностные характеристики.

    Например, силикон, используемый в светодиодах для полноцветных табло и вывесок, следует делать эластичным — для поглощения термических напряжений, которые могут возникать в готовом изделии. Это также помогает продлить ожидаемый срок службы светодиодов.

    Рамка с выводами отводит большую часть тепла от светодиодного кристалла на печатную плату. Поэтому материал выводов должен иметь высокую теплопроводность. В идеальном случае рамка с выводами изготавливается из меди, имеющей самый высокий коэффициент теплопроводности (минимум 350 Вт/м·К). Дополнительное серебряное покрытие облегчает пайку светодиодов.

    Цвета и их смешивание

    В полноцветном дисплее важно обеспечить насыщенную цветопередачу. Этого можно достичь только в случае высокой насыщенности основных цветов — красного, зеленого и синего. Например, очень насыщенный синий цвет (преобладающая длина волны около 465 нм) хорошо смешивается с зеленым и красным. Это дает чрезвычайно отчетливые, хорошо смешивающиеся цвета с великолепной насыщенностью. Разумеется, тот же подход справедлив для красного (преобладающая длина волны около 621 нм) и зеленого (преобладающая длина волны около 528 нм) цветов.

    Для достижения точки белого цвета D65 соотношение между красным, зеленым и синим цветами должно быть приблизительно 3,5:8:1 для длин волн 621, 528 и 470 нм. При других длинах волн соотношение будет иным. Это значит, например, что если имеется синий кристалл с яркостью 200 мкд, то для получения нейтрального белого света в многоцветном светодиоде понадобятся красный кристалл с яркостью 700 мкд и зеленый с яркостью 1600 мкд.

    Сотрудничая, производители светодиодов и производители дисплеев подбирают кристаллы с надлежащей длиной волны и интенсивностью для использования в светодиодах.

    В зависимости от способа монтажа и размера дисплея важно выбрать правильное внутреннее расположение кристаллов. На рынке предлагаются сборки с двумя способами расположения — треугольник («звезда») и «линия».

    Расположение кристаллов по схеме «звезда» (рис. 6) особенно желательно в центрированных экранах с соотношением сторон 4:3 или 16:9. В этом случае обеспечивается великолепное смешивание цветов и высокая однородность цвета в широком диапазоне углов обзора. Зрители, смотрящие на экран под углом 120o стоя или в движении, будут воспринимать его как весьма однородный. Расположение кристаллов по схеме «звезда» делает экран пригодным также и для вертикального просмотра.

    Линейное расположение кристаллов (рис. 7) рекомендуется для таких экранов, как U-TV, которые устанавливаются на футбольных стадионах по всему миру. Соотношение сторон у них больше, чем у обычных. Поскольку у этих дисплеев очень велик горизонтальный размер и относительно мал вертикальный, углы, под которыми на них смотрят зрители, могут превышать 120o. Линейное расположение светодиодов помогает обеспечить зрительную однородность дисплея и хорошее смешивание цветов при больших горизонтальных углах зрения.

    Рис. 6. Расположение кристаллов по схеме «звезда»

    Рис. 7. Линейное расположение кристаллов

    Сборка экрана и пайка светодиодных компонентов

    Конструкторам экранов большого размера при использовании светодиодных компонентов для поверхностного монтажа (SMT) рекомендуется следовать указаниям JEDEC. Производителям, которые привыкли устанавливать светодиоды в сквозные отверстия до перехода на технологию поверхностного монтажа, необходимо быть особенно внимательными, поскольку SMT-компоненты чувствительны к влаге.

    Уровень чувствительности к влаге (moisture sensitivity level, MSL) показывает, как долго можно держать светодиоды в контролируемой заводской среде до пайки без риска проникновения влаги вовнутрь. Влага, проникшая в светодиод, будет немедленно испаряться при пайке оплавлением. Это может вызвать подъем кристалла или стежкового сварного шва относительно рамки с выводами, что приведет к нарушению механического или электрического соединения.

    Этот эффект называется расслоением и может приводить к эксплуатационным отказам светодиодных дисплеев.

    Например, светодиод Avago Technologies ASMT-YTB0 (PLCC-6) имеет уровень чувствительности к влаге, равный 2a. Это означает возможность хранения светодиодов в течение 4 недель при температуре ниже 30oC и относительной влажности ниже 60%. Как указано в JEDEC J-STD-033B, срок хранения SMT-компонентов толщиной менее 2,1 мм сокращается с 4 недель до 1 дня, если относительная влажность увеличивается всего на 10% (до 70%) при температуре 30oC.

    Поэтому важно тщательно контролировать условия окружающей среды на производственной линии в дневное и ночное время, чтобы избежать отказов в дисплее. Если светодиод подвергался действию неизвестных условий окружающей среды, рекомендуется выдержать его на бобине в течение 20 ч при температуре 60±5oC. Тем самым будет удалена вся влага изнутри светодиода и обеспечена возможность использования рекомендуемого профиля пайки при его монтаже.

    Другие статьи по данной теме:

    Сообщить об ошибке

    Читайте также  Светодиоды 12 вольт с встроенным резистором

    Если Вы заметили какие-либо неточности в статье (отсутствующие рисунки, таблицы, недостоверную информацию и т.п.), просьба сообщить нам об этом. Пожалуйста укажите ссылку на страницу и описание проблемы.

    Источник: https://www.led-e.ru/articles/led-application/2009_2_54.php

    Увеличение яркости дисплея светодиодами

    Увеличение яркости дисплея светодиодами

    Умение делать что-то своими руками, а также чинить электроприборы остается актуальным и на сегодняшний день. Гораздо дешевле заменить испорченную деталь самостоятельно, чем оплачивать работу профессионального ремонтника. Причем зачастую ремонт не так уж сложен, как кажется на первый взгляд. В сегодняшней статье будет рассмотрена такая ситуация, как замена старых ламп в мониторе на более современное осветительное изделие – светодиодную ленту.

    Монитор со светодиодной подсветкой

    Для того, чтобы такая замена оказалась успешной, необходимо знать последовательность действий, а также некоторые нюансы, о которых речь пойдет в данной статье.

    Причины замены источника света

    На сегодняшний день активно используются жидкокристаллические мониторы, имеющие подсветку экрана. Они заменили старые модели мониторов, которые были менее качественно сделаны. Несмотря на достаточно высокий уровень технологии, такие изделия в некоторых случаях оснащены подсветкой, организованной с помощью ламп старого образца.

    А, как известно, старые источники света не отличались длительным сроком работы. По причине этого очень часто из строя в таких электроприборах выходит именно подсветка. Эта поломка не является такой уж сложной для монитора, чтобы обращаться за помощью к специалистам. При желании весь ремонт можно сделать своими руками.

    Жидкокристаллический монитор

    Стоит отметить, что несмотря на наличие большого количества производителей мониторов, подобные устройства функционируют по единому принципу. Это очень удобно, так как зная принцип работы одного монитора, можно относительно легко починить другую модель от иного производителя. Поэтому, если вы не обнаружили необходимую деталь при разборке на привычном месте не стоит переживать, она наверняка спрятана недалеко и при должном рассмотрении вы ее обязательно обнаружите.

    Зачем менять на led?

    На сегодняшний день самым современным и продвинутым источников света является светодиодная продукция. Причем наиболее распространение приобрели светодиодные ленты.

    Светодиодная лента

    В ситуации необходимости заменять старые отработанные лампы в мониторе выбор падает именно на данный тип продукции по следующим причинам:

    • длительный период службы светодиодов. При правильном подключении они способны проработать без видимого снижения яркости свечение почти 10 лет! Таким сроком эксплуатации на данный момент не может похвастаться ни один другой источник света;
    • такие ленты имеют самоклеющуюся основу, можно легко прикрепить на любую поверхность, даже заднюю часть монитора;
    • светодиоды дают яркий световой поток, который хорошо воспринимает зрительный анализатор человека. При длительной работе за монитором со светодиодной подсветкой глаза практически не устают;
    • свечение подсветки может быть абсолютно любым;

    Обратите внимание! Несмотря на наличие большого выбора лент по типу свечения, для подсветки монитора рекомендуется выбирать более спокойные и нейтральные цвета (например, белый или желтый).

    Свечение светодиодной ленты

    • светодиодные ленты продаются в катушке по 5 метров. Такой длины вполне хватит для создания эффективной и качественной подсветки монитора;
    • относительная простота подключения изделия в плате электроприбора;
    • низкое потребление электроэнергии при большой модности источника света. Обычно светодиодные ленты работают при напряжении в 12 или 24 В;
    • отсутствие сильного нагревания диодов во время работы. Это очень важный момент, так как именно из-за сильного перегрева происходит выход из строя ламп изначально встроенных в конструкцию монитора. Стоит отметить, что лампы старого образца еще часто выходят из строя из-за частого включения/выключения электроприбора. А вот для светодиодов это не столь важный параметр;
    • устойчивость ленты к механическим и вибрационным воздействиям, что минимизирует риск повреждения подсветки в ходе эксплуатации прибора.

    Как видим, замена старых ламп в мониторе на более современную светодиодную ленту даст большое количество положительных моментов при дальнейшем использовать отремонтированного монитора.

    Оценка сложности поломки

    Прежде, чем приступить к установке светодиодной ленты в монитор, необходимо разобрать его и оценить степень его работоспособности. Бывают ситуации, когда в приборе произошло не только перегорание лампы подсветки, но и выход из строя других важных компонентов электросхемы. Чтобы выявить все имеющиеся неполадки и вообще оценить возможность самостоятельного ремонта, нужно первым делом раскрутить монитор и выяснить причины поломки.

    Лампа подсветки матрицы монитора

    Лампы подсветки матрицы монитора выходят из строя по следующим причинам:

    • наличие изначально производственного брака;
    • произошло физическое повреждение ламп вследствие падения прибора или удара об него любого предмета;
    • на металлических частях лампы и рамки матрицы произошло замыкание;
    • лампы подсветки просто выработали срок свой эксплуатации и перегорели.

    Если раскрутить монитор, то можно визуально определить наличие неисправности таких ламп, а также определить причину, повлекшую к такому виду поломки.
    Но, чтобы сделать замену ламп качественно, необходимо знать принцип работы жидкокристаллической матрицы, которая встроена в любой тип современного монитора.

    Принцип работы ЖК-матрицы

    В современных мониторах все ЖК-матрицы работают на принципе просвета. Это означает, что в приборе должен функционировать источник света, который и будет просвечивать матрицу насквозь.

    Обратите внимание! Качество монитора напрямую зависит от типа источника света.

    Виды подсветок матрицы

    Для телевизоров и стационарных ЖК-дисплеев сегодня очень часто используют прямой тип подсветки. Это означает, что источник света (светодиоды и лампы) будет располагаться по всей площади панели. При этом для подсветки ЖК-матрицы в современных приборах используют два блока, каждый из которых состоит из двух ламп.

    Они располагаются снизу и сверху монитора. В результате они размещаются таким образом, чтобы создавать равномерную подсветку ЖК-матрицы. Такая конструкция позволяет подсветки работать даже в ситуации, когда одна из ламп вышла из строя.

    Вот именно здесь и начинается самое интересное, так как за питание ламп отвечает инвертор.

    Инвертор для питания ламп

    Когда одна лампа перестает работать, инвертор «видит», что подсветка потеряла свою равномерность. В результате инвертор прекратит свою работу, чтобы не привести к дальнейшим неполадкам подсветки. Таким образом именно инвертор является той причиной, по которой после выхода из работы одной из 4-х ламп, подсветка еще некоторое время функционирует.
    Вот теперь, когда мы выяснили все, что нужно знать о подсветки монитора, можно приступать к его разборке и замене ламп старого образца на светодиодную ленту.

    Разборка: пошаговая инструкция

    Разборка монитора происходит следующим образом:

    • отсоединяем от блока инвертора и от контроллера монитора все шлейфы;

    Отсоединение шлейфов

    • с помощью отвертки раскручиваем прибор;
    • убираем заднюю панель вместе с контроллером и блоком питания;

    Обратите внимание! В некоторых местах, чтобы снять заднюю панель, нужно будет слегка подковырнуть.

    Монитор без задней панели

    • продолжаем дальне раскручивать прибор. Таким образом добираемся до матрицы (на рисунке она помечена цифрой 5), дешифратору (6) и световоду со светофильтрами (7);

    Матрица монитора

    • после этого необходимо снять пластиковую рамку по периметру. Под ней будут две тонкие пленки, которые лежат друг на друге. Под ними обнаружим световод. На фото показаны светофильтр (8), поляризационная плёнка (9) и световод (10);

    Компоненты матрицы

    • под световодом и будут обнаружены неисправные лампы;
    • перед тем, как выкручивать их, необходимо вытащить светоотражающую подложку. Хотя этот этап нужен не для каждого монитора.

    Когда вы наконец-то добрались до ламп, то можно будет определить причину неисправности подсветки. Если источники света перегорели, то на их концах будут почернения. Также сама лампа могла повредиться в ходе механического воздействия.

    Установка led: пошаговая инструкция

    Когда вы добрались до неработающей подсветки, то дальнейшие ваши действия по замене ее на светодиодную ленту будут выглядеть так:

    • достаем старые лампы из их «канавок»;
    • перед работой обязательно необходимо проверить ожесточённость питания инвертора, чтобы не получить током;
    • Для этого находим цепь 12 вольт. По цепи обычно размещена парочка электролитических конденсаторов. Далее отслеживаем дорожку, идущую в направлении микросхемы инвертора, и перерезаем ее;

    Обратите внимание! Обесточивание инвертора обязательно необходимо сделать.

    • в эти канавки аккуратно приклеиваем светодиодную ленту

    Приклеивание светодиодной ленты

    • в качестве подсветки лучше всего брать светодиодную ленту, имеющую нейтрально-белый тип свечения. По ширине рекомендуется использовать модель с минимальными параметрами. Кроме этого необходимо выбрать ленту по такому параметру, как число светодиодов на один метр изделия. Их должно быть не меньше 120 штук;
    • когда лента была приклеена, выводим от нее провода и поверяем весь девайс на работоспособность. Запитать светодиодную новую подсветку можно от цепи «12 В». В поиске такого выхода нужно внимательно читать выводы на плате. Они обязательно должны быть подписаны. Также на плате можно отыскать перемычки, на которых имеется питание 12 вольт. В них, для питания ленты, нужно будет просто припаять провода от новой подсветки;

    Источник: https://1000eletric.com/uvelichenie-yarkosti-displeya-svetodiodami/

    Графическое табло

    Увеличение яркости дисплея светодиодами

    Графический светодиодный экран — это универсальное табло, которое позволяет реализовать как графический дисплей (в том числе и видео экран), так и бегущую строку или символьное табло.

    Графическое табло. Структура. Модули табло

    Графический светодиодный экран имеет однородную структуру, состоящую из элементов изображения — пикселей. Каждый пиксель состоит из одного или нескольких светодиодов высокой яркости. Если экран одноцветный, пиксель состоит из одного или нескольких светодиодов одного цвета, в цветном табло (двухцветном, полноцветном) каждый пиксель состоит из светодиодов разного цвета. В полноцветном изделии пиксель состоит из светодиодов красного, зеленого, синего и иногда белого цвета.

    Пиксели обычно расположены на печатной плате, из нескольких таких плат изготавливается модуль графического табло. Модуль кроме плат с пикселями, содержит блоки питания и контроллер модуля (один или несколько), а также может содержать различные технические решения, позволяющие отводить тепло, выделяемое в модуле. Модуль имеет единый конструктив, обеспечивающий защиту электронной начинки от внешних воздействий.

    Модули электронного табло закрепляются на единой раме, которая кроме задачи чисто конструктивной, обеспечивает дополнительную защиту модулей от внешних воздействий и, кроме того, вентиляцию для отвода выделяемого модулями тепла.

    Графическое табло. Управление. Контроллер табло

    Для того, чтобы светодиодный экран показывал изображение, графический дисплей имеет главный контроллер. Главный контроллер хранит файл изображения в сжатом или распакованном виде, формирует в своей памяти картинку на экране, делит её на части и раздает контроллерам модулей для отображения.

    Читайте также  Монтаж мощных светодиодов

    Чем более быстрое изображение (например, видео) и чем больше градаций цвета имеет табло, тем более мощным должен быть главный контроллер, тем больше и мощнее должны быть контроллеры модулей.

    Мы выпускаем контроллеры, которые позволяют сформировать на экране полноцветное видео изображение в формате 640 х 480 пикселей и глубиной цвета до 24 бит (16 млн цветов).

    Для формирования качественной картинки, графический экран должен иметь как можно больше элементов изображения. Недорогие изделия имеют шаг пикселей 40, 50 мм и более.

    Если табло большое и предназначено для стадиона, или, например, расположено на фасаде здания, то большой шаг пикселей позволяет снизить стоимость единицы площади дисплея и в то же время обеспечить неплохую картинку за счет его габаритов. Каждый пиксель в таком варианте состоит и большого количества светодиодов (до 20).

    Если же изделие небольшое, то качество изображения можно повысить только за счет уменьшения размеров пикселя. Мы выпускаем табло с шагом пикселя до 3 мм, что позволяет изготовить небольшие по размерам экраны с качественной картинкой.

    Графическое табло. Яркость

    Одним из основных показателей светодиодного экрана считается его яркость. Современные светодиоды позволяют создавать табло невероятной яркости. Для увеличения яркости, в графическом дисплее используются светодиоды с углами обзора до 120 градусов, овальной формы, с качественными отражателями и теплоотводами. Надо отметить, что использовать светодиоды с углами обзора более 120 градусов нет необходимости.

    Параметр угла обзора позволяет понять при каком отклонении от нормали яркость падает в 2 раза. При указанном угле обзора 120 градусов, яркость светодиода упадет в 2 раза при отклонении на 60 градусов в одну сторону и на 60 градусов — в другую.

    Если вспомнить геометрию, когда мы смотрим на поверхность с угла в 60 градусов, мы видим в том же телесном угле в 2 раза больше светодиодов, а значит яркость табло не будет падать при углах даже больше 60 градусов к нормали.

    Форма светодиода имеет также большое значение для его яркости. Светодиоды для экранов изготавливают овальной формы и устанавливают горизонтально. Табло не должно светить в небо, это бесполезная трата энергии. Основное количество зрителей смотрит прямо, или перемещается вправо или влево, поэтому, табло должно иметь большие углы обзора по горизонтали и небольшие — по вертикали.

    Яркость светодиодов измеряется в канделах (кд), Яркость табло — в Кд/кв.м (нит, нт). Для изготовления графических экранов, используются светодиоды с яркостью до 5 кд. При уменьшении размера пикселя, обычно яркость пикселя снижается. Яркость поверхности при использовании в помещении не превышает 500 нит, уличный экран должен иметь яркость не менее 3000 нит для теневой стороны и 6000 нит для солнечной.

    Табло с яркостью более 12000 нит не делают. Очень яркие изделия слепят глаза и их яркость приходится снижать. Таким образом, в экранах с крупным шагом устанавливаются светодиоды с яркостью 1-3 кд, а в панелях с мелким шагом пикселей — светодиоды с яркостью 200-600 мкд.

    Например, в табло с шагом 7,5 мм и яркостью 10000 нит, яркость пикселя — 560 мкд, а если экран полноцветный, то яркость используемых светодиодов не превышает 500 мкд, кроме того, их яркость снижается схемой модуля.

    Параметры реальных светодиодов имеют разброс, яркость в одной партии может отличаться на 30 %, кроме того, со временем светодиоды меняют свою яркость (эффект деградации). Срок службы современных светодиодов не превышает 100 000 часов.

    При непрерывной работе в течение 10 лет, яркость может снизиться в 2 раза, причем разброс яркости может увеличиться. Для того, чтобы табло выглядело равномерным по цвету и яркости, при изготовлении, а также при обслуживании, выполняется калибровка.

    Для возможности выполнения калибровки, контроллеры модулей должны обеспечивать дополнительные «калибровочные» градации яркости. Параметры калибровки записываются в память контроллеров.

    Графическое табло на SMD светодиодах

    Чем меньше шаг пикселей, тем чаще пиксели изготавливают из SMD светодиодов. SMD светодиод занимает меньше места на плате, его легче припаять и легче отвести от него тепло. Однако, корпус SMD светодиода — сложнее и соответственно — дороже. Кроме того, в настоящее время, SMD светодиоды редко выпускаются с хорошей овальной линзой. Однако, большим преимуществом SMD светодиода является то, что его установку на плату производит машина — установщик компонентов. Это снижает стоимость изготовления и ускоряет производство.

    Мы выпускаем графические экраны различного типа — монохромные, полноцветные, с крупным и мелким шагом, высокой яркости для улицы, невысокой — для помещений.

    Графический монохромный экран

    Одноцветные графические табло, или монохромные, показывают картинку в одном цвете. Цвет зависит от цвета светодиодов. Такие табло применяются в основном для вывода текста. Символьное экраны на основе графических модулей позволяет выводить текст различными шрифтами и различного размера. На панели можно показывать текст в несколько строк, двигать строки в вертикальном направлении снизу вверх. Например, для табло титров в театре.

    Табло титров

    Графическое табло титров для театра позволяет выводить синхронный перевод, показывать пояснения по ходу спектакля и во время антракта. Табло титров обычно выполняется в виде горизонтального графического экрана, на котором можно выводить однострочную, либо многострочную текстовую информацию.

    Табло имеет множество текстовых режимов, в том числе режим бегущей строки и режим скроллинга — движения снизу вверх и наоборот. Специальное программное обеспечение позволяет создавать сценарий показа титров, синхронизировать его с действиями на сцене, импортировать и экспортировать текст из обычного текстового редактора.

    Контроллер такого экрана имеет конфигурируемый Ethernet DMX512 порт и дополнительный интерфейс RS-485 DMX512, что позволяет управлять яркостью свечения табло от обычного пульта управления светом.

    Графический полноцветный экран

    Полноцветные табло выполняются из разноцветных светодиодов. Существует несколько вариантов изготовления пикселя такого экрана. RGB — пиксель состоит из трех цветов — красный, желтый и зеленый. RGBW — добавлен белый светодиод для более качественного белого цвета.

    Графический экран для помещения и для улицы

    Мы выпускаем графические табло для помещений и для улицы. Уличные табло выполняются с защитой от влаги и пыли, используются компоненты с расширенным температурным диапазоном эксплуатации. Графические экраны для уличного использования изготавливаются из светодиодов более высокой яркости, выполняется защита от солнечной засветки.

    Графическое табло. Программа управления

    Графическое табло работает под управлением специализированного контроллера. Контроллер имеет встроенную программу и память, позволяющую хранить некоторый объем выводимой информации. Некоторые контроллеры имеют возможность подключения внешней карты памяти.

    Однако, для создания изображения, необходимо программное обеспечение для управляющего компьютера. Пользователь с помощью этого программного обеспечения, создает или конвертирует последовательность кадров, просматривает результат на экране компьютера, а затем отправляет на экран.

    Есть контроллеры табло, которые подключаются к видео выходу компьютера и формируют изображение в реальном времени.

    Если вас заинтересовала наша продукция, то за дополнительной информацией вы можете обратиться к нам, заполнив форму запроса. В письме укажите интересующие вас размеры, цветность и условия эксплуатации.

    Графический светодиодный видеоэкран изготавливается с использованием особо ярких светодиодов. Каждая точка изображения состоит из полноцветных или одноцветных светодиодов. Уличные графические экраны отличаются от комнатных более высокой яркостью, защитой от воздействия окружающей среды и специальной антибликовой решеткой, защищающей светодиоды табло от солнечного света. Мы предлагаем уличные графические экраны различного разрешения. Чем выше разрешение экрана, тем более качественное изображение показывает видеоэкран. Электронное табло имеет модульную структуру.

    Компания Cree, Inc. объявляет о выпуске светодиода C1010 — SMD светодиода RGB три-в-одном, который позволяет производителям дисплеев создавать самые современные светодиодные видеоэкраны, которые являются более резкими и динамичными, чем это было возможно ранее.

    Благодаря отличной геометрии и низкому энергопотреблению, новый светодиод обеспечивает на 40% лучшее соотношение контрастности и более длительный срок службы в своем классе, чем конкурирующие светодиоды.

    C1010 — это единственный светодиодный индикатор, допускающий монтаж высокой плотности с нулевой перекрестной засветкой между пикселями, что устраняет необходимость в жалюзи, которые добавляют стоимость и вес дисплеям.

    Светодиодный экран — это наиболее эффективный способ донесения информации до потребителя, имеет высокую яркость, позволяет отображать видео, текст, картинки, устанавливается в помещении и на улице. Наше предприятие осуществляет сборку и монтаж светодиодных экранов любого размера, с различным шагом пикселя, уличных и комнатных. Наши изделия отличаются высоким качеством и надежностью.

    Спортивное табло на базе светодиодного экрана представляет из себя программно-аппаратный комплекс, который включает в себя видео табло, компьютер и программное обеспечение. Спортивное табло на основе светодиодного экрана — это универсальное табло для любого вида спорта, с любым количеством информации, любой высотой символа, любым расположением полей индикации. Кроме того на экран возможен вывод видео роликов, фотографий, картинок, текстовых сообщений.

    Статья о мониторах коллективного пользования — огромных телевизорах, устанавливаемых на улицах города, в торговых центрах и учреждениях.

    Светодиодное табло высокого разрешения выполняется чаще в комнатном исполнении. Это обусловлено тем, что поверхность большого табло не может быть выполнена непрерывной. Стыки между модулями требуют герметизации, что не всегда возможно, если на самом краю модуля находятся светодиоды.

    Уличные табло на светодиодах, огромные RGB телевизоры используются для рекламы на улицах городов, обеспечения спортивных состязаний на стадионах. Графические экраны для установки на улице выполняются с использованием особо ярких светодиодов. Каждая точка изображения обычно состоит из нескольких светодиодов.

    Цветные графические табло — это наиболее универсальный вид электронного табло. На таком экране можно показать картинку и текст, видео и фотографию.

    Контрастные графические табло для текста дают возможность по желанию пользователя устанавливать размер и начертание символов для наилучшей читаемости. Графические монохромные дисплеи имеют наименьшую стоимость и устанавливаются в местах, где основное назначение табло — информация. Такие табло располагаются на вокзалах, аэропортах, учреждениях, в промышленности и энергетике.

    Табло для графики — наиболее универсальный вариант светодиодного экрана. На такой светодиодной панели можно показывать текст и картинки, в том числе и видео. Светодиодные экраны не дешевы, но красивы и экономичны.

    Источник: https://led-displays.ru/graph