Displaytechnik Die Vorteile von LEDs als Backlight bei einem Display

Autor / Redakteur: Emil Tischer * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Damit der Anwender auf einem Display etwas sieht, sind Backlights notwendig. Wir zeigen verschiedene Arten von Hinterleuchtungen und welchen Vorteil ein LED-Backlight in einem Display bietet.

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Backlights: Der Siegeszug des Side Backlights ist durch aktuelle LEDs kaum mehr aufzuhalten. Die weißen LEDs erreichen eine Lebensdauer von bis zu 100.000 Stunden.
Backlights: Der Siegeszug des Side Backlights ist durch aktuelle LEDs kaum mehr aufzuhalten. Die weißen LEDs erreichen eine Lebensdauer von bis zu 100.000 Stunden.
(Bild: Adkom)

Die Hinterleuchtung eines Displays, auch als Backlight bekannt, soll die Informationen auf dem Display für den Anwender optimal darstellen. Dabei spielt es keine Rolle, ob es eine helle oder eine dunkle Umgebung ist. So lassen sich ungünstige Lichtverhältnisse im Raum oder im Freien kompensieren.

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In den letzten Jahren haben sich die aktuell am Markt angebotenen Hinterleuchtungsprodukte stark weiterentwickelt, was letztendlich auch dem Fortschritt der heutigen LED-Technik zu verdanken ist. Ob es sich hierbei um die Größe, Lebensdauer oder den Stromverbrauch handelt, die LED- Hersteller haben in der Entwicklung neuer und verbesserter Dioden maßgeblich zum Erfolg der Hintergrundbeleuchtungen beigetragen. In unserem Beitrag stellen wir Ihnen verschiedene Lösungen vor, mit der sich Displays beleuchten lassen. Dem Anwender stehen Lightguides, Lichtkästen, EL-Folien, Bottom- und Side Backlights zur Verfügung.

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Die Vorteile von LEDs als Backlight im Display

Für die Hinterleuchtung eines Displays haben sich LEDs durchgesetzt. Ihre Leistungsaufnahme ist geringer und auch die Lebensdauer ist im Vergleich zu den CCFL-Backlights länger. Zudem ermöglicht die heutige Kunststoffspritztechnik dem Anwender komplexe Formen, niedrige Bauhöhen und geringe Toleranzen beim Design des Backllights und damit auch flachere Displays.

Des weiteren sind, im Vergleich zu den anderen Herstellungstechniken, die Entwicklungs- und Beschaffungskosten geringer.

Wenn eine SMD-LED das Display hinterleuchtet

In der Betrachtung der erstgenannten Produkte, spielen auf Platinen aufgebrachte SMD-LEDs eine zentrale Rolle. Dabei liegen die Vorteile einer LED auf der Hand: sie sind sparsam bei der Energieaufnahme und lassen sich dimmen. Gerade auf ein modernes Display bezogen eine wichtige Eigenschaft.

Es ist möglich, bestimmte Bereiche des Bildes abzudunkeln, um so den Kontrast dynamisch anzupassen. Im Zusammenspiel mit speziellen Videocontrollern lassen sich halbdunkle Bildanteile heller rechnen und die überschüssige Bildhelligkeit über das Abdimmen des Backlights kompensieren. So lässt sich ein exakt ausgeleuchtetes Bild bei reduzierter Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung erreichen.

Die verschiedenen eingangs erwähnten Möglichkeiten zur Hinterleuchtung sollen jetzt genauer vorgestellt werden. Dazu zählen die Lightguides, welche in der Regel Scheiben aus Polycarbonat sind, die mit Diffusor- und Reflektorfolien das Licht von der Quelle, wie beispielsweise einer SMD-LED, bis hin zur Anzeige übertragen. Damit können sie die Lösung für sehr komplexe und geometrisch anspruchsvolle Entwicklungen sein. Bei den Lichtkästen handelt es sich um Kunststoffformteile, die einerseits ein LCD-Display mit den auf dem PCB aufgebrachten LEDs ausleuchten, um andererseits als stabiler Träger des Displays und Abstandshalter zwischen Gehäuseoberteil und Platine zu dienen. Selbst als Gehäuseelement können sie genutzt werden.

Eine EL-Folie oder auch Elektroluminiszenz-Folie zeichnet sich durch ihre Flexibilität aus. Sie sind biegsam und kann sehr große Fläche ausleuchten. Ein Nachteil der EL-Folien ist die Lichtausbeute und Lebensdauer im Gegensatz zu den Backlights mit LED. Die EL-Folie benötigt je nach Bauart eine Wechselspannung zwischen 30 bis 300 V. Es wird deshalb ein zusätzlicher Inverter benötigt, um die optimalen Betriebsbedingungen einzuhalten. Für die Industrie spielen EL-Folien heutzutage eine eher untergeordnete Rolle.

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