W tym Display 101 wyjaśnimy, dlaczego konstrukcja podświetlenia LCD i dobór klas BIN diod LED są tak ważne.
Możesz też obejrzeć nasz filmik wyjaśniający:
Budowa podświetlenia ekranu LCD
Przede wszystkim warto zaznaczyć, że wyświetlacz LCD typu TFT sam w sobie nie emituje światła. Potrzebuje podświetlenia, żeby wyświetlić widoczny obraz. Dobra konstrukcja podświetlenia jest niezwykle ważna dla każdego modułu.
Więc łańcuch diod LED umieszcza się z tyłu (czasem z boku).
Co to jest numer BIN i dlaczego jest ważny?
Niewielkie różnice w procesie przetwarzania diod LED (jeśli chodzi o strumień świetlny, temperaturę barwową i napięcie zasilania) sprawiają, że bardzo trudno jest uzyskać diody LED, które byłyby dokładnie takie same. Diody LED są zazwyczaj podobne, ale rzadko identyczne. Żeby światło miało np. zielony kolor, producenci potrzebują techniki, która zapewni, że wszystkie diody LED mają rzeczywiście ten sam odcień zieleni.
Technika, którą stosują producenci, żeby mieć pewność, że diody LED są do siebie podobne, nazywa się sortowaniem diod LED (LED binning).
Zależy to od tego, czy diody LED są przypisane do podobnych kategorii – tzw. „binów”. Zdefiniowanie danego „binu” opiera się na podobieństwie w zakresie:
- lumeny
- napięcie
- kolor
Lumeny i barwa to najważniejsze parametry wpływające na różnorodność diod LED. Klasyfikacja według lumenów jest stosunkowo łatwa do zdefiniowania – w odróżnieniu od klasyfikacji diod LED według barwy. Ta ostatnia jest bardziej skomplikowana i żeby zrozumieć ten proces, trzeba wyjaśnić diagramy chromatyczności.
Diagramy chromatyczności
Powyżej masz CIEXYZ (zwaną też CIE XYZ lub CIE1931). To przestrzeń barwna stworzona w 1931 roku przez Międzynarodową Komisję Oświetleniową. Skrót CIE przed XYZ to nazwa tej Komisji. CIE XYZ to specjalna paleta barw stworzona przede wszystkim z myślą o postrzeganiu barw przez ludzkie oko (fotoreceptory).
CIE XYZ to opis trójwymiarowy. Również w 1931 roku, aby umożliwić opis w dwóch wymiarach, wprowadzono przestrzeń barwną CIE xyY, która przekształca składowe barwy X, Y, Z na współrzędne trójbarwne x, y, Y, gdzie x i y określają chromatyczność, a Y jasność.
Nakładające się współrzędne są odwzorowywane w przestrzeni barwnej przedstawionej na wykresie chromatyczności jako tzw. trójkąt barwny: obszar ograniczony dwiema liniami – krzywą i prostą.
Dlaczego ten schemat jest ważny przy doborze klas LED?
Amerykański fizyk David MacAdam przeprowadził eksperymenty w latach 30. i 40. XX wieku i wykazał, że na diagramie chromatyczności istnieją obszary, w których znajdują się wszystkie kolory, których nie da się odróżnić od koloru znajdującego się w centrum obserwacji.
Oznacza to, że wokół pojedynczego punktu na diagramie chromatyczności można narysować elipsę, w której ludzkie oko nie jest w stanie rozróżnić różnych kolorów.
Na powyższym rysunku widać 25 elips narysowanych na podstawie eksperymentów MacAdama dotyczących różnych kolorów na diagramie chromatyczności. W obrębie tych elips badany nie potrafił rozróżnić różnych kolorów!
Dzisiaj wykorzystujemy stwierdzenie MacAdama. Klasyfikacja diod LED według koloru, oparta na wynikach tych eksperymentów, wynika z faktu, że ludzie postrzegają kolory w ramach obszaru lub pojęcia znanego jako „ledwo zauważalne różnice”. Na diagramie chromatyczności CIE 1931 narysowano szereg prostokątów wskazujących obszary ledwo zauważalnych różnic. W każdym z tych poszczególnych prostokątów, ludzkie oko nie dostrzega żadnej różnicy w kolorze.
Dlatego producenci diod LED podają współrzędne swoich diod na wykresie chromatyczności, a użytkownicy końcowi mogą na podstawie tych informacji zapewnić sobie niezawodność w uzyskaniu światła o odpowiednim kolorze, potrzebnego w ich zastosowaniu.
Białe diody LED
Informacje o współrzędnych chromatyczności diod LED służą do mieszania dwóch lub więcej diod LED w celu uzyskania różnych kolorów – tak jak mieszanie żółtej i czerwonej farby, żeby uzyskać pomarańczowy. Po zmieszaniu dwóch różnych kolorów diod LED powstaje też trzeci kolor.
Jeśli więc w jakimś zastosowaniu potrzebne jest światło o określonym kolorze, a nie ma dostępnej diody LED o takim kolorze, możemy wykorzystać współrzędne chromatyczności oraz proces grupowania diod LED według tych współrzędnych, żeby uzyskać światło o pożądanym kolorze.
To najpopularniejszy sposób na uzyskanie białego koloru – kolor diod LED podświetlenia wyświetlacza.
Najpopularniejszą metodą produkcji diod LED emitujących białe światło jest nałożenie żółtego luminoforu (w większości przypadków jest to granat itrowo-glinowy domieszkowany cerem (Ce:YAG)) na niebieską diodę LED. Luminofor przekształca część niebieskiego światła w żółte, dzięki czemu ludzkie oko postrzega tę mieszankę jako białe światło.
Mamy nadzieję, że spodobał ci się nasz najnowszy artykuł z serii „Display 101” i że dowiedziałeś się wszystkiego, co chciałeś wiedzieć o doborze klas BIN diod LED. Jeśli jest jakiś temat, który chciałbyś, żebyśmy poruszyli, nie wahaj się napisać do nas w mediach społecznościowych.
ODKRYJ NASZĄ
Whitepaper
Osiągnij idealną interakcję użytkownika z wyświetlaczem dzięki odpowiedniemu czujnikowi Touch Sensor IC. Czy kiedykolwiek zmagałeś się z problemami związanymi z fantomowymi dotknięciami lub certyfikacją? Rozwiń swoje prace B+R jak profesjonalista dzięki naszemu Whitepaperowi!
Przejdź do naszego katalogu produktów i zobacz, jak możesz oszczędzać dzięki jakości, nie na jakości.
