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1、贾金萍,张志东:LED背光源亮度均匀性的研究总第62期文章编号:1006-6268(2006)04-0019-04LED背光源亮度均匀性的研究12贾金萍,张志东(1.中国石油大学数理系,北京102200;2.河北工业大学应用数理系,天津300300)摘要:讨论LED的偏置电阻和发光亮度对LED背光源亮度均匀性的影响。关键词:发光二极管;亮度均匀性;偏置电阻中图分类号:TN141文献标识码:BTheStudyofLEDBrightnessUniformity12JIAJin-ping,ZHANGZhi-dong(1.Dep
2、artmentofMathematicsandPhysics,UniversityofPetroleum,beijing102200,chinai2.DepartmentofMathematicsandPhysics,HeBeiIndustrialUniversity,tianjin300300,china)Abstract:DiscusstheimpactonLEDbrightnessuniformityfrombiasresistorandbrightnessinthispaper.Keywords:LED;brig
3、htnessuniformity;biasresistor;1引言会使整个背光源失效。此外,串联驱动方法有较强的电磁干扰,对通讯产品尤其不利。LED正成为背光照明的主流器件。一般背光源将多个LED并联的设计方法,无需带电感的升设计中有多个LED,所以要考虑各个LED亮度的一压电路,电磁干扰较小,容错性较强。但为了保证亮致性。在实际应用中,可根据向电压(Vf)对LED器件度的均匀性,必须对LED进行差异筛选。随着所用进行"差异筛选"。LED的Vf值是背光设计的重要变LED数量的增加,成本也会因差异筛选而增加。即使数。将多个
4、LED连接在一起使用时,各管电流均必经过差异筛选,LED的Vf值仍会存在一个变化范须匹配,整个组件才能产生一致的亮度。围,影响亮度的均匀性。LED的亮度决定于流过它的电流。实现恒定电本文重点讨论在LED并联设计中,如何提高亮流最简单的方法,是将多个LED串联起来。这样不度的均匀性。用差异筛选,串联LED就能确保流过各个LED的电流相同。但是串联时的总体正向电压为多个LED的2LED背光源电路模型Vf之和,需要使用带电感的具有升压功能的LED驱动电路,使得成本增加。而且,一个LED发生故障就将三个LED并联构成背光源,其总
5、电流由三极收稿日期:2006-02-20Apr2006现代显示AdvancedDisplay19总第62期贾金萍,张志东:LED背光源亮度均匀性的研究管电路控制,如图1所示。亮度均匀性的NLED被定义表1发光二极管特性参数为:N=Imax-Imin×100%LEDVf(V)Is(mA)nRp(mOhm)LEDImaxNo.12.037.89E-231.42335式中,No.22.082.49E-221.453241Imax和Imin为各个LED电流的最大值和最小值;No.32.223.49E-181.819278[2]依
6、据式(2),使用对分法计算出在不同正向电压下,三种LED的正向电流,如图2所示。图1LED背光源的驱动电路图2不同LED的正向电压与电流的关系图中,D1,D2,D3为发光二极管,T1为NPN型三极管,R1,R2,R3的阻值可根据总电流I的设计要求进行调节,I/O或DAC为控制端口。由图2可以看出,在相同的电压下,不同LED的电[1]流不同,即亮度不同。LED都有其额定电流,西铁城理想发光二极管的正向电压为:kTILED的额定电流为20mA,所以本文给出了20mAVf=ln(+1)(1)qIs以内的数据。实际上,寄生电阻对
7、Vf影响很大,nkTIVf=ln(+1)+IR(2)qIs式中:I为正向电流;n为理想因子;k为玻尔兹3偏置电阻对LED背光源亮度均匀性-23曼常数(1.38x10J/K);T为温度(298K或25℃);的影响-19q为电子电量(1.602x10C);Is为饱和电流;R为寄生电阻;在实际设计中,利用外加偏置电阻,即在每个本文以西铁成公司的发光二极管为例,其特性LED处串联一个电阻来改善LED背光源的亮度均参数如表1所示。匀性。本文讨论两个LED并联,加偏置电阻R4=R5的情况,如图3所示。20现代显示AdvancedDi
8、splayApr2006贾金萍,张志东:LED背光源亮度均匀性的研究总第62期对于锂电池而言,一般工作电压范围为3.0~4.2V,再考虑三极管的偏置电压,因此,外加150#偏置电阻是不能接受的。设计中要根据具体的供电电压来确定偏置电阻的值。!图4偏置电阻对亮度均匀性的影响图3加偏置电阻的电路图[2]计算机利用对分法算
