LCD háttérvilágítás típusa és előnyei és hátrányai (LCD, CCFL, LED)

A folyadékkristályos háttérvilágítású kijelző elve A folyadékkristály és a plazma közötti legnagyobb különbség az, hogy a folyadékkristálynak passzív fényforrásra kell támaszkodnia, míg a plazma TV egy aktív fénykibocsátó megjelenítő eszköz. A jelenleg piacon lévő főáramú LCD háttérvilágítási technológia magában foglalja a LED-et (Light Emitting Diode) és a CCFL-t (hidegkatódos fluoreszcencia).

Lámpa) Kétféle.

Hidegkatódos fénycső (CCFL)

A hagyományos folyadékkristályos kijelzők CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) háttérvilágítást használnak. A CCFL háttérvilágításnak két fő típusa van:"oldalsó típusú" és"direkt típusú". Az oldalsó típusú fényvezető kialakítás azonban megnöveli a fénytörési arányt, ami viszont korlátozza a háttérvilágítás fényerejét. Minél nagyobb a panel mérete, annál kisebb lesz a fényerő Minél alacsonyabb, csak 8-15 hüvelykes TFT LCD panelekhez, azaz személyes megtekintésre alkalmas, mint például laptopok és asztali számítógépek. Ha azonban otthon nagy LCD TV-t nézünk, az oldalsó megvilágítású típus fényerejét nehéz lesz elérni. Ehelyett egyenesen lefelé.

Minél nagyobb azonban az LCD-kijelző, annál magasabb a háttérvilágítási modul költségének aránya, ami a közvetlen típusú CCFL háttérvilágítási modulra vonatkozik. A statisztikák szerint ugyanez a direkt típusú CCFL háttérvilágítási modul használata is. A háttérvilágítási modul a teljes költségnek csak 23%-át teszi ki hüvelykben, de ez 30 hüvelykkel 37%-ra nő, és a becslések szerint ha eléri az 57 hüvelyket, a háttérvilágítási modul költsége eléri az 50%-ot. Ezért a legördülő CCFL háttérvilágítás csak közepes méretű, körülbelül 30 hüvelykes LCD TV-ben használható, nagyobb felületű kialakításban nem. Ugyanakkor a CCFL higanygázkisülést használ a világítás előállításához. Bár az Európai Unió által megállapított jelenlegi RoHS-előírások, mindaddig, amíg a dózis"higany" szabvány alatt van, még elfogadható, de senki nem tudja garantálni, hogy a szabvány a jövőben nullára emelkedik (egyáltalán nem megengedett. Használat), akkor a CCFL nem használható, vagy higanyra kell cserélni - ingyenes CCFL.

Még ha a higanymentes CCFL műszakilag megvalósítható is, a CCFL továbbra is egy zárt fénycsöves gázkisüléses elektronikus világítás. A fénycső külső erőkkel szembeni ellenállása korlátozott. A nagy ütés eltöri a fénycsövet, és hatástalanná teszi a világítást. Más szilárdtestalapú elektronikus világítás (például LED) esetében nincs ilyen aggály. Ezen túlmenően, mivel a direkt-drop típus nem igényel fényvezető lemezt, és viszonylag mentes a fénytörési problémáktól, nem igényel fényerőt fokozó filmet, különösen a fényerőnövelő film néhány cég szabadalmaztatott technológiája, és az ár drága. Világítótábla és fényerőnövelő fólia, amely segít csökkenteni a költségeket.

A legördülő CCFL-nek azonban vannak hiányosságai is. A kép fényerejének növelése érdekében növelni kell a fénycsövek számát. A fénycsövek túl szoros elrendezésének eredménye azonban nem kedvez a hőelvezetésnek. Mivel a bal és a jobb fázis közötti távolság csökken, a hőleadást a vastagság szintjéről növelni kell. Hely, a vastagság növekedése ugyanakkor egyenértékű az LCD TV előnyeinek részleges ellensúlyozásával: könnyű és vékony.

Egyébként, ha CCFL fénycsövet használunk egy nagy hüvelykes LCD TV-n, a hüvelyk számának növekedése hatására a fénycső hosszának is növekednie kell. Hosszabb CCFL fénycső esetén azonban a fénycső középső helyzete és mindkét vége lesz. A fényerő MURA és a szín MURA problémája könnyen előfordulhat, ami befolyásolja a háttérvilágítás fény egyenletességét. A fény egyenletességének megőrzése érdekében diffúziós fóliát kell használni a fény egyenletességének fokozására, de a diffúziós film a fényáteresztő képesség elvesztését is okozza. A fényerő csökkentése érdekében a csökkentett fényerő eredményét a fénycsövek számának növelésével kell erősíteni, de ahogy korábban is említettük: fénycsövek hozzáadása megnehezíti a hőleadás tervezését, növeli a háttérvilágítási modul vastagságát, ill. sőt növeli az energiafogyasztást. Nyilvánvaló, hogy a CCFL háttérvilágítású modulok villamosenergia-fogyasztása az LCD TV-k teljes áramfogyasztásának 90%-át tette ki. Ezért a háttérvilágítás technológia megváltoztatása az egyik jelenlegi irány az LCD képminőség megváltoztatására.

Fénykibocsátó dióda (Light Emitting Diode; LED)

Mivel a CCFL háttérvilágításnak számos mellékhatása és kétségei vannak, az iparág számos új háttérvilágítási megvalósítási technológiát is keres, és a LED az egyik megvalósítható megoldás, mint például a Sony Qualia sorozatú tévéi, amelyek csúcskategóriás nagy méretű ( A 40 hüvelykes, 46 hüvelykes) LCD TV-t, amelynek háttérvilágítása WLED-ből készült, WLED háttérvilágítási technológiának nevezik. Az LCD-monitorok kutatása és fejlesztése a LED-háttérvilágítási technológiával szintén érdemi szakaszba érkezett. A 2007-es CES kiállításon már láthatunk kapcsolódó termékbemutatókat.

A LED háttérvilágításnak számos előnye van. Először is, szilárdtest elektronikus világítás. Ütésállósága nagyobb, mint a CCFL-é. Nem aggodalomra ad okot a higanygáz környezetvédelmi szabályozása, az UV ultraibolya sugárzás szivárgása, és meghaladja a színtelítettséget és az élettartamot. CCFL, ezen felül a LED-ek mindaddig működtethetők, amíg pozitív feszültség hajtja őket. A CCFL-től eltérően, amely váltakozó pozitív és negatív feszültséget igényel, még akkor is, ha csak a pozitív hajtásfeszültséget használják, a LED-ek igényszintje alacsonyabb, mint a CCFL-é. Továbbá a LED fényereje csak impulzusszélesség-modulációval (PWM) állítható, és ugyanezzel a módszerrel elnyomható a TFT LCD kijelzőn megjelenő utókép probléma. A CCFL fényerejének beállítása azonban bonyolultabb. Az utóképet pedig nem lehet elnyomni, másképp kell elnyomni.

A LED-es háttérvilágításnak számos előnye van, de vannak hátrányai is. Az első a fényhatékonyság. Ugyanolyan energiafogyasztást tekintve a LED nem olyan jó, mint a CCFL, így a hőelvezetési probléma komolyabb lesz, mint a CCFL. Ezenkívül a LED egy pontszerű fényforrás, amely hasonló a CCFL' lineáris típusához. A fényforrás nehezebben szabályozza a fény egyenletességét, mint a tényleges fényforrás. A lehető legnagyobb fényegyenletesség elérése érdekében gondosan meg kell választani az előállított LED-ek jellemzőit, és nagyszámú azonos tulajdonságú (hullámhossz, fényerő) LED-et használnak azonos háttérvilágításhoz. Ezek közül kiemelkedik ennek költsége. a választék is elég nagy. Szerencsére a LED-ek fényhatékonysága továbbra is javul. Jelenleg ez elérheti a 100 ml/W-ot is. Ezáltal jobb lehet a színtelítettség, a háttérvilágítás WLED elrendezése pedig lazább lehet, enyhítve ezzel az energiafogyasztás és a hőleadás problémáit. És miután a gyártási hozam tovább javul és érik, az egyenletes fényerejű LED-ek gondos kiválasztásának költsége is csökken.

A háttérvilágítás technológiájának megváltoztatása önmagában nem biztos, hogy elég ahhoz, hogy forradalmat indítson az LCD-ben, ezért lássuk' más LCD technológiai fejlesztéseket. Az OLED (Organic Light Emitting Diode) egy szerves fénykibocsátó dióda. Az OLED megjelenítési technológia eltér a hagyományos LCD-megjelenítési módszerektől. Nem igényel háttérvilágítást, és nagyon vékony szerves anyagok bevonatát és üveghordozót használ. Amikor áram halad át, ezek a szerves anyagok fényt bocsátanak ki. Sőt, az OLED kijelző könnyebbé és vékonyabbá tehető, nagyobb betekintési szöggel, és jelentősen energiát takaríthat meg. Jelenlegi élettartama és ára azonban a szűk keresztmetszetek korlátozzák az LCD-ben való fejlesztését.

Az OLED egy másik panelalkalmazási technológia, amely felkeltette a figyelmet, és a kis méretű panelek megvalósítása korábban történt. A vásárlói tervek szerint 2008-tól 2009-ig több modell fog megjelenni, de továbbra is az alpanelek lesznek a főbbek, és ha a modellek és a szállítmányok jelentősen nőttek is a maihoz képest, a piaci részesedés nem haladja meg a 10%-ot. . Az OLED eredetileg vékonyabb volt, és jobb feltételekkel rendelkezett, mint a TFT-LCD kontraszt, látószög és energiatakarékosság tekintetében. Az iparág mindig is nagyra értékelte, mivel ez váltja fel a TFT-LCD-t, és az első években kutatásba és fejlesztésbe is fektetett. Azonban egyrészt az OLED technológia szűk keresztmetszetekbe ütközött, és az életproblémát le kell küzdeni; másrészt a TFT-LCD technológia folyamatosan javul, és most már kiváló kontrasztot és betekintési szöget is biztosít, aminek következtében az OLED iránti kereslet nem nőtt jelentősen, a piac kicsi és túlkínálat, az árversenyre korlátozódik; az eredetileg beruházó vállalkozások aligha kerülhetik el a feloszlás és a létszámleépítés sorsát. A múltban a tajvani Shenghua Technology befektetett a Shengyuan létrehozásába, hogy az OLED kutatásba és fejlesztésbe fektessenek be. Látva, hogy az OLED és a TFT-LCD nem tud versenyezni, különösen nagy a költségkülönbség. Ami a specifikációkat illeti, a TFT-LCD könnyedén elérheti a 170 fokos látószöget, az 500:1 kontrasztot és a fényerőt. Lehet növelni vagy vékonyítani. Bár a reakciósebesség viszonylag kisebb, elérheti az emberi szem számára elfogadható tartományt. Ezért Shengyuan is bezárt, így csak néhány R&D személyzet tér vissza Shenghuába anyagok fejlesztésére. A jövőben, ha az OLED élettartama és ára nagymértékben javítható, még mindig van esély; ebben a szakaszban a különleges jellemzőkkel rendelkező termékekre korlátozódik, és hangsúlyozza az innováció szükségességét; a nagy mennyiségek időpontját még nem látták.

Az AMOLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode) aktív mátrixú szerves fénykibocsátó dióda panelt (AMOLED) pedig a kijelzőtechnológia következő generációjának nevezik, többek között a Samsung Electronics, a Samsung SDI, az LG Philips is nagy jelentőséget tulajdonít ennek az új kijelzőtechnológiának. Jelenleg a nagyméretű AMOLED termékek fejlesztésére összpontosító Samsung Electronics és LG Philips kivételével a Samsung SDI és az AUO mind a kis és közepes méretekre összpontosít. A késztermékek jelenlegi termékteljesítménye alapján, ha az AMOLED költsége hatékonyan szabályozható, akkor a hagyományos LCD-panel-technológia nagy kihívást jelent.

Az AMOLED egyik előnye: nincs szükség háttérvilágításra

Az AMOLED egyik előnye: nagyobb színtelítettség

Az AMOLED egyik előnye: képes elérni az IPS vagy VA panelek 180 fokos látószögét

Az AMOLED egyik előnye: Hatékonyan oldja meg az LCD panel dinamikus elmosódásának problémáját

A fenti négy OLED-előny közül kiemelt figyelmet fordítunk a negyedik termékjellemzőre, ugyanis a jelenleg forgalomban lévő asztali LCD monitorok mindegyike nem tudja megoldani a folyadékkristályos képernyő dinamikus elmosódásának problémáját. Az LCD képernyő dinamikus képelmosódása általában arra a jelenségre utal, hogy a képernyőváltás során elmosódott szélkontúrok jelennek meg. A dinamikus képelmosódás jelenségének két oka van. Az egyik a folyadékkristály válaszideje és a foszfor utófénye, a másik pedig a TFT meghajtó, mint a Hold módszer képvezérlése.

A tartás az elmosódott dinamikus képek fő oka

Az úgynevezett"Hold mode" A megjelenítési mód egy keret képének megjelenítése egy bizonyos időn belül. A TV képernyőjén ez a tartási idő egy függőleges periódusnak felel meg (16,7 ezredmásodperc). Általánosságban elmondható, hogy mindenkinek teljesen világos, hogy az LCD válaszidő Nagyon fontos a dinamikus képmegjelenítéshez, mivel az LCD TV-k esetében a kép konverziós ideje körülbelül 16,7 ms, így az LCD TV válaszideje rövidebb lehet 16,7 ms-nál. , a dinamikus kép képteljesítményéhez Nagyon fontos. Van azonban egy másik helyzet is, hogy ha a folyadékkristály válaszideje 0 ms (ami valószínűtlen és nehéz), az elmosódás nem tűnik el. Ennek az az oka, hogy az LCD-képernyő a" Hold Method" a képek megjelenítésének módja. Egyes kísérleti jelentések szerint tudhatjuk, hogy a képernyőn megjelenő animáció a" használatával; Tartsa" módszer balra és jobbra ráz a retinán. Az ilyen remegés idővel felhalmozódik, és a dinamikus kép homályosnak tűnik. A folyadékkristályok válaszidejének javításához hasonlóan olyan megjelenítési módszert kell kidolgozni, amely lerövidíti a" Hold" idő. A fent említett helyzet szerint a folyadékkristályos képernyő dinamikus képelmosódása nem fejezhető ki a hosszú ideig alkalmazott méréssel, vagyis a folyadékkristály fehérről feketére és feketéről fehérre váltási idővel.

Javítsa a dinamikus kép elmosódását, amelyet a tartási idő okoz

Ha a válaszidő ideális vezérlő folyadékkristályos panel (Hold time 100%) 0 ms válaszidővel, akkor az MPRT 16,7 ms (a frekvencia 60 Hz). Ha a tartási idő 50%, az MPRT körülbelül 8,3 ms; ha a tartási idő 25%, az MPRT 4,2 ms. Az általános LCD MPRT-je kevesebb, mint 8 ms; ha ez egy LCD, amely magas képminőségi követelményeket támaszt a kereskedelmi termékekhez, akkor az MPRT 4 ms-nál kisebbre becsülhető. Mint fentebb említettük, az MPRT két fő elemet tartalmaz: a folyadékkristályos válaszidőt és a tartási időt. Ezért, ha a kép megjelenítési minőségét el akarjuk érni, a folyadékkristályos válaszidő várhatóan kisebb lesz, mint a fenti érték. A folyadékkristályok válaszidejének javítására szolgáló módszerek között megtalálhatók a nagy sebességű dinamikus üzemmódok, például az OCB, az IPS és a VA, valamint a túlhajtásos vezetés és így tovább. A képminőséget értékelő LCD TV-k most ezeket a módszereket alkalmazták a gyártásban. Kétféleképpen javíthatja a dinamikus kép elmosódását, amelyet a tartási idő okoz. Az egyik a háttérvilágítás forrásának kikapcsolása a képernyő frekvenciájának megfelelően, a másik pedig a mozgáskompenzációs technológiát alkalmazó, dupla sebességű megjelenítési módszer. Az első speciális módszer a háttérvilágítás villogása és a fekete jel beillesztése. E két technológia közül a legérdekesebb a dinamikus kompenzációs technológia. Az időszakos megjelenítési módszerek, például a háttérvilágítás kikapcsolása és a fekete jel beillesztése javíthatják a dinamikus kép elmosódását, és viszonylag egyszerűen megvalósíthatók. De nagy képernyő és nagy fényerő esetén könnyen előidézheti a képernyő villogását. Ezzel szemben a dinamikus kompenzációs duplasebességű megjelenítési módszer javíthatja a dinamikus képelmosódást anélkül, hogy növelné a kép villogását, de megvalósítása mindeddig nem volt egyszerű, mert nagyméretű jelfeldolgozó áramkört igényel.