Tipul de iluminare de fundal LCD și avantaje și dezavantaje (LCD, CCFL, LED)

Principiul afișajului cu iluminare de fundal cu cristale lichide Cea mai mare diferență dintre cristale lichide și plasmă este că cristalele lichide trebuie să se bazeze pe o sursă de lumină pasivă, în timp ce televizorul cu plasmă este un dispozitiv activ de afișare care emite lumină. Tehnologia principală de iluminare de fundal LCD aflată în prezent pe piață include LED (Light Emitting Diode) și CCFL (Cold Cathode Fluorescence)

Lampă) Două tipuri.

Lampă fluorescentă cu catod rece (CCFL)

Afișajele tradiționale cu cristale lichide folosesc iluminarea de fundal CCFL (Lampa fluorescentă cu catod rece). Există două tipuri principale de modele de iluminare de fundal CCFL:"tip lateral" și"tip direct". Cu toate acestea, designul ghidajului de lumină de tip lateral face ca rata fotorefracției să fie mai mare, ceea ce, la rândul său, limitează luminozitatea luminii de fundal. Cu cât este mai mare dimensiunea panoului, luminozitatea va fi Cu cât este mai mică, este potrivită numai pentru panouri LCD TFT de 8 inchi până la 15 inchi, adică pentru scopuri personale de vizionare, cum ar fi laptopuri și desktop-uri. Cu toate acestea, atunci când vizionați televizoare LCD mari acasă, luminozitatea tipului cu iluminare laterală va fi dificil de îndeplinit. În schimb, este drept jos.

Cu toate acestea, cu cât este mai mare dimensiunea LCD-ului, cu atât este mai mare proporția costului modulului său de iluminare de fundal, care se referă la modulul de iluminare de fundal CCFL de tip direct. Conform statisticilor, aceeași este și utilizarea modulului de iluminare de fundal CCFL de tip direct. Modulul de iluminare de fundal reprezintă doar 23% din costul total în inci, dar crește la 37% cu 30 de inci și se estimează că atunci când ajunge la 57 de inchi, costul modulului de iluminare de fundal va ajunge la 50%. Prin urmare, iluminarea de fundal derulantă CCFL este potrivită numai pentru utilizarea într-un televizor LCD de dimensiuni medii de aproximativ 30 de inchi și nu este potrivită pentru utilizarea într-un design cu suprafață mai mare. În același timp, CCFL folosește descărcarea de gaz mercur pentru a produce iluminat. Deși reglementările actuale RoHS stabilite de Uniunea Europeană, atâta timp cât doza de"mercur" este sub standard, este încă acceptabil, dar nimeni nu poate garanta că standardul poate fi ridicat la zero în viitor (nu este permis deloc. Utilizați), atunci CCFL nu va putea fi utilizat sau trebuie schimbat în mercur - CCFL gratuit.

Chiar dacă CCFL fără mercur este fezabil din punct de vedere tehnic, CCFL este încă un iluminat electronic cu descărcare în gaz cu un tub fluorescent închis. Rezistența tubului fluorescent la forțele externe este limitată. Un impact mare va sparge tubul fluorescent și va face iluminarea ineficientă. Alte sisteme de iluminare electronică solidă (cum ar fi LED-urile) nu au astfel de preocupări. În plus, deoarece tipul de cădere directă nu necesită o placă de ghidare a luminii și este relativ lipsit de probleme de fotorefracție, nu necesită o peliculă de îmbunătățire a luminozității, în special filmul de îmbunătățire a luminozității este o tehnologie patentată a câtorva companii, iar prețul este scump. Placă luminoasă și film pentru îmbunătățirea luminozității, care ajută la reducerea costurilor.

Cu toate acestea, meniul derulant CCFL are și deficiențele sale. Pentru a crește luminozitatea imaginii, trebuie crescut numărul de țevi de lumină. Cu toate acestea, rezultatul unei dispoziții prea apropiate a țevilor de lumină nu va conduce la disiparea căldurii. Deoarece distanța dintre fazele stânga și dreapta este redusă, disiparea căldurii trebuie crescută de la nivelul grosimii. Spațiu, însă, creșterea grosimii echivalează și cu compensarea parțială a avantajelor televizorului LCD: ușor și subțire.

De altfel, atunci când utilizați un tub de lumină CCFL pe un televizor LCD de mare inchi, lungimea tubului de lumină trebuie să crească, de asemenea, ca răspuns la creșterea numărului de inci. Cu toate acestea, pentru un tub de lumină CCFL mai lung, poziția de mijloc și ambele capete ale tubului de lumină vor fi. Problema luminozității MURA și a culorii MURA este ușor să apară, ceea ce afectează uniformitatea luminii de fundal. Pentru a menține uniformitatea luminii, trebuie utilizat un film de difuzie pentru a spori uniformitatea luminii, dar filmul de difuzie va duce și la pierderea transmisiei luminii. Pentru a reduce luminozitatea, rezultatul luminozității reduse trebuie consolidat prin creșterea numărului de țevi de lumină, dar așa cum am menționat mai devreme: adăugarea țevilor de lumină va îngreuna proiectarea disipării căldurii, va crește grosimea modulului de iluminare de fundal și chiar și creșterea consumului de energie. Se înțelege că consumul de energie electrică al modulelor de iluminare de fundal CCFL a reprezentat 90% din consumul total de energie electrică al televizoarelor LCD. Prin urmare, schimbarea tehnologiei de iluminare de fundal este una dintre direcțiile actuale pentru schimbarea calității imaginii LCD.

Diodă emițătoare de lumină (diodă emițătoare de lumină; LED)

Deoarece iluminarea de fundal CCFL are multe efecte secundare și îndoieli, industria caută, de asemenea, o varietate de noi tehnologii de implementare a iluminarii de fundal, iar LED-ul este una dintre soluțiile fezabile, cum ar fi televizoarele din seria Qualia de la Sony, care sunt de înaltă dimensiune ( 40 inch, 46 inch) Televizorul LCD, a cărui parte de iluminare de fundal este realizată din WLED, se numește tehnologie de iluminare de fundal WLED. Monitorul LCD de cercetare și dezvoltare a tehnologiei de iluminare de fundal LED a atins, de asemenea, un stadiu important. Putem vedea deja prezentări de produse asociate la expoziția CES 2007.

Lumina de fundal cu LED are multe avantaje. În primul rând, iluminarea electronică solidă. Rezistența sa la impact este mai mare decât cea a CCFL. Nu există nicio îngrijorare cu privire la reglementările de protecție a mediului ale gazului mercur, nicio îngrijorare cu privire la scurgerea razelor ultraviolete UV și depășește saturația culorii și durata de viață. CCFL, în plus, LED-urile pot fi acționate atâta timp cât sunt conduse de o tensiune pozitivă. Spre deosebire de CCFL, care necesită tensiuni alternative pozitive și negative, chiar dacă este utilizată doar tensiunea de antrenare pozitivă, nivelul de cerere al LED-urilor este mai mic decât cel al CCFL. În plus, luminozitatea LED-ului poate fi ajustată numai prin modularea lățimii pulsului (PWM) și aceeași metodă poate fi folosită pentru a suprima problema imaginii ulterioare de pe afișajul LCD TFT. Cu toate acestea, reglarea luminozității CCFL este mai complicată. Și imaginea ulterioară nu poate fi suprimată, trebuie suprimată în alt mod.

Deși iluminarea de fundal cu LED-uri are multe avantaje, are și dezavantajele sale. Prima este eficiența luminoasă. În ceea ce privește același consum de energie, LED-ul nu este la fel de bun ca CCFL, așa că problema disipării căldurii va fi mai gravă decât CCFL. În plus, LED-ul este o sursă de lumină de tip punct, care este similară cu tipul liniar CCFL'. Sursa de lumină este mai dificil de controlat uniformitatea luminii decât sursa de lumină reală. Pentru a obține o uniformitate cât mai mare a luminii, caracteristicile LED-urilor produse trebuie selectate cu atenție, iar pentru aceeași lumină de fundal se utilizează un număr mare de LED-uri cu aceleași caracteristici (lungime de undă, luminozitate) Printre acestea, costul acestui selecția este, de asemenea, destul de mare. Din fericire, eficiența luminoasă a LED-urilor se îmbunătățește în continuare. În prezent, poate ajunge la peste 100 ml/W. În acest fel, saturația culorii poate fi mai bună, iar aranjarea WLED a luminii de fundal poate fi mai relaxată, atenuând astfel problemele de consum de energie și disiparea căldurii. Și după ce rata de producție continuă să se îmbunătățească și să se maturizeze, costul selectării cu atenție a LED-urilor cu caracteristici de luminozitate consistente va fi de asemenea redus.

Schimbarea tehnologiei de iluminare de fundal poate să nu fie suficientă pentru a declanșa o revoluție în LCD, așa că să ne uităm&la alte dezvoltări ale tehnologiei LCD. OLED (Organic Light Emitting Diode) este o diodă organică emițătoare de lumină. Tehnologia de afișare OLED este diferită de metodele tradiționale de afișare LCD. Nu necesită lumină de fundal și folosește un strat foarte subțire de materiale organice și un substrat de sticlă. Când trece un curent, aceste materiale organice vor emite lumină. Mai mult, ecranul de afișare OLED poate fi făcut mai ușor și mai subțire, cu un unghi de vizualizare mai mare și poate economisi energie semnificativ. Cu toate acestea, durata de viață și prețul actual sunt blocajele care îi limitează dezvoltarea în LCD.

OLED este o altă tehnologie de aplicație a panourilor care a atras atenția, iar realizarea panourilor de dimensiuni mici este mai precoce. Conform planurilor clienților, vor apărea mai multe modele din 2008 până în 2009, dar subpanourile vor fi în continuare principalele, și chiar dacă modelele și livrările au crescut semnificativ față de astăzi, cota de piață nu va depăși 10% . OLED a fost inițial mai subțire și a avut condiții mai bune decât TFT-LCD în ceea ce privește contrastul, unghiul de vizualizare și economisirea energiei. A fost întotdeauna apreciat de industrie, deoarece va înlocui TFT-LCD și a investit, de asemenea, în cercetare și dezvoltare în primii ani. Cu toate acestea, pe de o parte, tehnologia OLED a întâmpinat blocaje, iar problema vieții trebuie depășită; pe de altă parte, tehnologia TFT-LCD continuă să se îmbunătățească, iar acum poate oferi, de asemenea, un contrast excelent și unghiuri de vizualizare, rezultând că cererea OLED nu a crescut foarte mult, iar piața este mică și supraoferta , este limitată la concurența prețurilor; afacerile care au investit inițial pot scăpa cu greu de soarta dizolvării și reducerii personalului. În trecut, Taiwan Shenghua Technology a investit în înființarea Shengyuan pentru a investi în cercetare și dezvoltare OLED. Văzând că OLED și TFT-LCD nu pot concura, mai ales diferența de cost este mare. În ceea ce privește specificațiile, TFT-LCD poate obține cu ușurință un unghi de vizualizare de 170 de grade, contrast 500:1 și luminozitate. Poate fi mărit sau subțire. Deși viteza de reacție este relativ inferioară, poate atinge intervalul acceptabil pentru ochiul uman. Prin urmare, Shengyuan a fost, de asemenea, închis, lăsând doar câțiva R&D personal să se întoarcă la Shenghua pentru a dezvolta materiale. În viitor, dacă durata de viață și prețul OLED-ului pot fi îmbunătățite considerabil, există încă o șansă; în această etapă, se limitează la produse cu caracteristici speciale și subliniază necesitatea de a fi inovatoare; momentul pentru cantități mari nu a fost încă văzut.

Iar panoul AMOLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode) cu matrice activă cu diode organice emițătoare de lumină (AMOLED) este numit următoarea generație de tehnologie de afișare, inclusiv Samsung Electronics, Samsung SDI, LG Philips acordă o mare importanță acestei noi tehnologii de afișare. În prezent, în afară de Samsung Electronics și LG Philips care se concentrează pe dezvoltarea de produse AMOLED de dimensiuni mari, Samsung SDI și AUO se concentrează toate pe dimensiuni mici și medii. Din performanța actuală a produselor finite, dacă costul AMOLED poate fi controlat eficient, atunci tehnologia tradițională a panoului LCD va fi foarte contestată.

Unul dintre avantajele AMOLED: nu este nevoie de iluminare de fundal

Unul dintre avantajele AMOLED: o saturație mai mare a culorilor

Unul dintre avantajele AMOLED: poate atinge unghiul de vizualizare de 180 de grade al panourilor IPS sau VA

Unul dintre avantajele AMOLED: Rezolvați eficient problema neclarității dinamice a panoului LCD

Printre cele patru avantaje OLED de mai sus, acordăm o atenție deosebită celei de-a patra caracteristici a produsului, deoarece toate monitoarele LCD de desktop aflate în prezent pe piață nu pot rezolva problema estomparii dinamice a ecranului cu cristale lichide. Încețoșarea dinamică a imaginii a ecranului LCD se referă de obicei la fenomenul de contururi neclare în timpul schimbării ecranului. Există două motive pentru fenomenul de estompare dinamică a imaginii. Unul este timpul de răspuns al cristalului lichid și strălucirea ulterioară a fosforului, iar celălalt este unitatea TFT, ca și controlul imaginii din metoda Hold.

Hold este principala cauză a imaginilor dinamice neclare

Așa-numitul"Modul de menținere" modul de afișare este de a afișa o imagine cadru într-o anumită perioadă de timp. Pe ecranul unui televizor, acest timp de menținere este echivalent cu o perioadă verticală (16,7 milisecunde). În general vorbind, toată lumea este destul de clar că timpul de răspuns LCD este foarte important pentru afișarea dinamică a imaginii, deoarece pentru televizorul LCD, timpul de conversie al unei imagini este de aproximativ 16,7 ms, astfel încât timpul de răspuns al televizorului LCD poate fi mai scurt de 16,7 ms. , pentru performanța imaginii de imagine dinamică Este foarte important. Totuși, există o altă situație în care, chiar dacă timpul de răspuns al cristalului lichid este de 0 ms (ceea ce este puțin probabil și dificil), neclaritatea nu va dispărea. Acest lucru se datorează faptului că ecranul LCD folosește"Hold Method" metoda de afișare a imaginilor. Conform unor rapoarte experimentale, putem ști că animația afișată pe ecran folosind"Hold" metoda se va agita în stânga și în dreapta pe retină. Astfel de tremurări se acumulează în timp, iar imaginea dinamică se simte neclară. Ca și în cazul îmbunătățirii timpului de răspuns al cristalelor lichide, este necesar să se dezvolte o metodă de afișare care scurtează"Hold " timp. În conformitate cu situația menționată mai sus, estomparea dinamică a imaginii a ecranului cu cristale lichide nu poate fi exprimată prin măsurarea utilizată pentru o perioadă lungă de timp, adică timpul de schimbare a timpului de răspuns al cristalului lichid de la alb la negru și negru la alb.

Îmbunătățiți neclaritatea imaginii dinamice cauzată de timpul de așteptare

Dacă timpul de răspuns este un panou cu cristale lichide de control ideal (timp de menținere 100%) cu un timp de răspuns de 0 ms, MPRT-ul este de 16,7 ms (frecvența este de 60 Hz). Când timpul de reținere este de 50%, MPRT-ul este de aproximativ 8,3 ms; când timpul de reținere este de 25%, MPRT-ul este de 4,2 ms. MPRT-ul unui LCD general este mai mic de 8 ms; dacă este un LCD cu cerințe ridicate de calitate a imaginii pentru produsele comerciale, MPRT poate fi estimat la mai puțin de 4 ms. După cum sa menționat mai sus, MPRT conține două elemente majore: timpul de răspuns al cristalelor lichide și timpul de reținere. Prin urmare, dacă se dorește obținerea calității de afișare a imaginii, se speră că timpul de răspuns al cristalelor lichide va fi mai mic decât valoarea de mai sus. Printre metodele de îmbunătățire a timpului de răspuns al cristalelor lichide se numără moduri dinamice de mare viteză, cum ar fi OCB, IPS și VA, precum și conducerea excesivă și așa mai departe. Acum, televizoarele LCD care apreciază calitatea imaginii au introdus aceste metode în producție. Există două moduri de a îmbunătăți neclaritatea imaginii dinamice cauzată de timpul de reținere. Una este de a opri sursa de iluminare de fundal în funcție de frecvența ecranului, iar cealaltă este metoda de afișare cu viteză dublă care utilizează tehnologia de compensare a mișcării. Prima metodă specifică este utilizarea pâlpâirii luminii de fundal și inserarea semnalului negru. Dintre aceste două tehnologii, cea mai interesantă este tehnologia de compensare dinamică. Metodele de afișare intermitentă, cum ar fi oprirea luminii de fundal și inserarea semnalului negru, pot îmbunătăți neclaritatea imaginii dinamice și sunt relativ simplu de implementat. Dar în cazul unui ecran mare și luminozitate ridicată, este ușor să provoace pâlpâirea ecranului. În schimb, metoda de afișare cu compensare dinamică cu două viteze poate îmbunătăți estomparea dinamică a imaginii fără a crește pâlpâirea imaginii, dar nu a fost ușor de implementat până acum, deoarece necesită un circuit de procesare a semnalului la scară largă.