Hintergrundbeleuchtung für Industrie-LCDs

Kampf dem Hitzestau

Die Herausforderung beim Entwurf von LED-hinterleuchteten Industriedisplays liegt noch in der im Vergleich zu CCFLs höheren Verlustleistung. Der von den Leuchtmitteln aufgenommene Strom wird zum Teil in Wärme umgesetzt. Auf diese Weise kann im Displayinneren ein Hitzestau entstehen, der den Flüssigkristallen, den Farbfiltern und den LEDs zusetzt, sofern die Wärme nicht abgeführt wird. Industrie-LCDs mit LED-Hintergrundbeleuchtung benötigen daher ein sorgfältig entwickeltes Konzept zur Wärmeabgabe.

Viele Displayhersteller ersetzen allerdings nur die CCFLKartusche durch einen mit LEDs besetzten Einschub. Da hier keine direkte Verbindung mit dem äußeren Panelgehäuse besteht, kann die Wärme nur schlecht entweichen. Die Folge ist häufig ein Wärmestau im Bereich der Hintergrundbeleuchtung. Herkömmliche Bildschirme mit LED-Backlight sind daher nur für eine vergleichsweise geringe Maximaltemperatur ausgelegt und haben eine im Vergleich zur CCFL-Variante verkürzte Lebensdauer. Sharp hat Gehäuse speziell für diese Art der Hinterleuchtung entwickelt (Bild 1), sodass das Backlight an die mechanischen Teile des LCD-Moduls direkt thermisch gekoppelt ist. So gelangt die Abwärme der LEDs an die rückwärtige Außenseite des Panels, wo sie leicht an die Umgebung abgegeben werden kann. Die neuen Varianten erfüllen daher wie alle Displays der Serie die volle Industriespezifikation mit einer Lebensdauer von 50 000 Stunden. Je nach Modell liegt die Betriebstemperatur im Bereich von bis zu -30 °C bis +80 °C. Dabei bieten die LED-hinterleuchteten LCDs Betrachtungswinkel bis zu 160° in alle Richtungen, 262 144 Farben und eine spezielle Antireflexionsbeschichtung.

Damit eignen sich die aktuellen TFT-LCDs besonders dort, wo harte Anwendungsbedingungen auf schnell wechselnde Lichtverhältnisse treffen, auch im Außenbereich bei Forst-, Landwirtschafts- und Baumaschinen sowie im Transportwesen.

Die Welt ist bunt

Speziell wenn es um farbechte Bildwiedergabe geht, wie sie im Bereich Medizin, aber auch in der Werbe- und Designbranche gefordert wird, sind RGB-LEDs den CCFLs als Hintergrundbeleuchtung klar überlegen. Verglichen zum NTSC-Standard sind Werte von 120% und mehr erreichbar. LEDBacklights ermöglichen so eine erheblich naturgetreuere Bildwiedergabe als CCFL-Röhren, die nur einen Farbgamut von rund 75% erreichen. Die extrem hohen NTSC-Werte lassen sich speziell mit RGB-LEDs erzielen, denn durch separate Ansteuerung der roten, grünen und blauen LEDs lässt sich die Spektralzusammensetzung der Hintergrundbeleuchtung in Korrelation zum Bildschirminhalt optimieren.

Ist eine kompaktere Bauweise gefragt, führt eine Verbesserung der Phosphorbeschichtung der LED-Chips zu höheren NTSC-Werten. Herkömmliche Weißlicht-LEDs bestehen aus einer blauen Diode, die mit gelbem Phosphor beschichtet ist. Das Wellenspektrum dieser pseudoweißen LEDs besteht aus einem scharfen Blaulichtpeak bei 450 nm und einem breiten Kegel zwischen circa 500 nm und 630 nm. Durch eine Mischung von rotem und grünem Phosphor konnte Sharp den breiten Kegel des Wellenspektrums in zwei, wenn auch breite Peaks auflösen, mit Intensitätsspitzen bei 540 nm und 640 nm. Die Folge ist eine deutlich größere Abdeckung des natürlichen Farbspektrums mit einem NTSC-Wert von bis zu 80%. (mc)

Gunter Wagschal
arbeitet im Product Marketing LCD bei

Sharp Microlelectronics Europe
Telefon 01 80/50 73 50 7
www.sharpsme.com

Siehe auch:

Per Bildinhalt gesteuerte Hinterleuchtung von LCDs

Verbesserte Darstellung durch LED-Hintergrundbeleuchtung