Typ podsvietenia LCD a výhody a nevýhody (LCD, CCFL, LED)

Princíp displeja s podsvietením z tekutých kryštálov Najväčší rozdiel medzi tekutými kryštálmi a plazmou je v tom, že tekuté kryštály sa musia spoliehať na pasívny zdroj svetla, zatiaľ čo plazmový televízor je aktívne zobrazovacie zariadenie vyžarujúce svetlo. Bežná technológia podsvietenia LCD, ktorá je v súčasnosti na trhu, zahŕňa LED (Light Emitting Diode) a CCFL (Cold Cathode Fluorescence)

Lampa) Dva typy.

Fluorescenčná lampa so studenou katódou (CCFL)

Tradičné displeje z tekutých kryštálov využívajú podsvietenie CCFL (Fuorescent Lamp so studenou katódou). Existujú dva hlavné typy dizajnov podsvietenia CCFL:"bočný typ" a"priamy typ". Dizajn bočného svetlovodu však zvyšuje mieru lomu svetla, čo zase obmedzuje jas podsvietenia. Čím väčšia je veľkosť panela, tým bude jas Čím je nižší, je vhodný len pre 8- až 15-palcové TFT LCD panely, teda na osobné účely sledovania, ako sú notebooky a stolné počítače. Pri domácom sledovaní veľkých LCD televízorov však jas typu s bočným osvetlením len ťažko dosiahnete. Namiesto toho je rovno dole.

Čím väčšia je veľkosť LCD, tým vyššia je časť nákladov na jeho modul podsvietenia, čo sa týka modulu podsvietenia priameho typu CCFL. Podľa štatistík je rovnaké použitie modulu podsvietenia CCFL priameho typu. Modul podsvietenia predstavuje iba 23 % z celkových nákladov v palcoch, ale zvýši sa na 37 % o 30 palcov a odhaduje sa, že keď dosiahne 57 palcov, náklady na modul podsvietenia dosiahnu 50 %. Rozbaľovacie CCFL podsvietenie je preto vhodné len na použitie v stredne veľkom LCD televízore s uhlopriečkou približne 30 palcov a nie je vhodné na použitie vo väčšej ploche. CCFL zároveň využíva výboje ortuťového plynu na výrobu osvetlenia. Hoci súčasné nariadenia RoHS stanovené Európskou úniou, pokiaľ je dávka"ortuti" je pod normou, je stále akceptovateľná, ale nikto nemôže zaručiť, že sa norma môže v budúcnosti zvýšiť na nulu (vôbec nie je povolené. Použitie), potom sa CCFL nebude dať použiť, alebo sa musí zmeniť na ortuť - bezplatnú CCFL.

Aj keď je CCFL bez obsahu ortuti technicky realizovateľná, CCFL je stále elektronické osvetlenie s plynovou výbojkou s uzavretou žiarivkou. Odolnosť žiarivky voči vonkajším silám je obmedzená. Veľký náraz rozbije žiarivku a osvetlenie bude neúčinné. Iné polovodičové elektronické osvetlenie (napríklad LED) takéto obavy nemá. Okrem toho, pretože typ priamej kvapky nevyžaduje svetlovodnú dosku a je relatívne bez problémov s fotorefrakciou, nevyžaduje film na zvýšenie jasu, najmä film na zvýšenie jasu je patentovaná technológia niekoľkých spoločností a cena Je drahé. Svetelná doska a fólia na zvýšenie jasu, ktorá pomáha znižovať náklady.

Rozbaľovacia CCFL má však aj svoje nedostatky. Aby sa zvýšil jas obrazu, musí sa zvýšiť počet svetlovodov. Avšak výsledok príliš tesného usporiadania svetlovodov nebude viesť k rozptylu tepla. Pretože vzdialenosť medzi ľavou a pravou fázou je znížená, odvod tepla sa musí zvýšiť od úrovne hrúbky. Priestor, zväčšenie hrúbky je však tiež ekvivalentné čiastočnému kompenzovaniu výhod LCD TV: ľahké a tenké.

Mimochodom, pri použití svetelnej trubice CCFL na veľkom palcovom LCD televízore sa musí v reakcii na nárast počtu palcov zväčšiť aj dĺžka svetelnej trubice. Pri dlhšej CCFL trubici však bude stredná poloha a oba konce svetelnej trubice Problém jasu MURA a farby MURA ľahko nastane, čo ovplyvňuje rovnomernosť svetla podsvietenia. Aby sa zachovala rovnomernosť svetla, musí sa použiť difúzna fólia na zvýšenie rovnomernosti svetla, ale difúzna fólia spôsobí aj stratu priepustnosti svetla. Na zníženie jasu sa musí výsledok zníženého jasu posilniť zvýšením počtu svetlovodov, ale ako už bolo spomenuté vyššie: pridanie svetlovodov sťaží návrh odvodu tepla, zväčší hrúbku modulu podsvietenia a dokonca zvýšiť spotrebu energie. Rozumie sa, že spotreba elektrickej energie modulov podsvietenia CCFL predstavuje 90 % celkovej spotreby elektrickej energie LCD televízorov. Preto je zmena technológie podsvietenia jedným zo súčasných smerov zmeny kvality obrazu LCD.

Svetelná dióda (Light Emitting Diode; LED)

Keďže podsvietenie CCFL má veľa vedľajších účinkov a pochybností, priemysel tiež hľadá rôzne nové technológie implementácie podsvietenia a LED je jedným z realizovateľných riešení, ako napríklad televízory série Qualia od Sony, ktoré sú špičkové veľké ( 40 palcový, 46 palcový) LCD televízor, ktorého časť podsvietenia je vyrobená z WLED, sa nazýva technológia podsvietenia WLED. Výskum a vývoj technológie LED podsvietenia v oblasti LCD monitorov tiež dospel do zásadnej fázy. Na výstave CES 2007 už môžeme vidieť súvisiace produkty.

LED podsvietenie má mnoho výhod. Po prvé, polovodičové elektronické osvetlenie. Jeho odolnosť voči nárazu je vyššia ako u CCFL. Neexistujú žiadne obavy týkajúce sa predpisov na ochranu životného prostredia plynnej ortuti, žiadne obavy z úniku UV ultrafialových lúčov a prevyšuje sýtosť farieb a životnosť. CCFL, okrem toho môžu byť LED napájané, pokiaľ sú napájané kladným napätím. Na rozdiel od CCFL, ktorá vyžaduje striedavé kladné a záporné napätie, aj keď sa používa iba kladné napätie pohonu, je úroveň dopytu po LED diódach nižšia ako pri CCFL. Okrem toho je možné jas LED nastaviť iba moduláciou šírky impulzu (PWM) a rovnakú metódu možno použiť aj na potlačenie problému so zbytkovým obrazom na TFT LCD displeji. Úprava jasu CCFL je však zložitejšia. A následný obraz nemožno potlačiť, treba ho potlačiť iným spôsobom.

Aj keď má LED podsvietenie veľa výhod, má aj svoje nevýhody. Prvým je svetelná účinnosť. Pokiaľ ide o rovnakú spotrebu energie, LED nie je taká dobrá ako CCFL, takže problém s rozptylom tepla bude vážnejší ako CCFL. Okrem toho je LED svetelný zdroj bodového typu, ktorý je podobný lineárnemu typu CCFL' Svetelný zdroj je ťažšie kontrolovať rovnomernosť svetla ako skutočný svetelný zdroj. Aby sa dosiahla čo najväčšia rovnomernosť svetla, charakteristiky vyrábaných LED musia byť starostlivo vybrané a na rovnaké podsvietenie sa používa veľké množstvo LED s rovnakými charakteristikami (vlnová dĺžka, jas) Medzi nimi náklady na toto výber je tiež dosť vysoký. Našťastie sa svetelná účinnosť LED stále zlepšuje. V súčasnosti môže dosiahnuť viac ako 100 ml/W. Týmto spôsobom môže byť sýtosť farieb lepšia a usporiadanie WLED podsvietenia môže byť uvoľnenejšie, čím sa zmiernia problémy so spotrebou energie a rozptylom tepla. A potom, čo sa miera výroby bude naďalej zlepšovať a dozrievať, znížia sa aj náklady na starostlivý výber LED diód s konzistentnými charakteristikami jasu.

Samotná zmena technológie podsvietenia nemusí stačiť na spustenie revolúcie v LCD, tak sa' pozrime na ďalší vývoj technológie LCD. OLED (Organic Light Emitting Diode) je organická dióda vyžarujúca svetlo. Technológia zobrazovania OLED sa líši od tradičných metód zobrazovania LCD. Nevyžaduje podsvietenie a používa veľmi tenký povlak z organických materiálov a sklenený substrát. Pri prechode prúdu budú tieto organické materiály vyžarovať svetlo. Obrazovka OLED môže byť navyše ľahšia a tenšia, s väčším pozorovacím uhlom a môže výrazne šetriť energiu. Jeho súčasná životnosť a cena sú však prekážkami, ktoré obmedzujú jeho vývoj v LCD.

OLED je ďalšou technológiou panelovej aplikácie, ktorá upútala pozornosť a realizácia malých panelov je skôr. Podľa plánov zákazníkov bude v rokoch 2008 až 2009 vydaných viac modelov, ale hlavné budú stále podpanely, a aj keď sa modely a dodávky v porovnaní so súčasnosťou výrazne zvýšili, podiel na trhu nepresiahne 10 %. . OLED bol pôvodne tenší a mal lepšie podmienky ako TFT-LCD, pokiaľ ide o kontrast, pozorovací uhol a úsporu energie. Priemysel si ho vždy vážil, pretože nahradí TFT-LCD, a v prvých rokoch tiež investoval do výskumu a vývoja. Na jednej strane však technológia OLED narazila na úzke miesta a životný problém je potrebné prekonať; na druhej strane, technológia TFT-LCD sa neustále zlepšuje a teraz môže poskytnúť aj vynikajúci kontrast a pozorovacie uhly, čo vedie k tomu, že dopyt po OLED sa výrazne nezvýšil a trh je malý a prebytok ponuky, je obmedzený na cenovú konkurenciu; podniky, ktoré pôvodne investovali, môžu len ťažko uniknúť osudu zrušenia a znižovania počtu zamestnancov. V minulosti spoločnosť Taiwan Shenghua Technology investovala do založenia spoločnosti Shengyuan, aby investovala do výskumu a vývoja OLED. Keď vidíme, že OLED a TFT-LCD nemôžu konkurovať, najmä cenový rozdiel je veľký. Pokiaľ ide o špecifikácie, TFT-LCD môže ľahko dosiahnuť 170-stupňový pozorovací uhol, kontrast 500:1 a jas. Dá sa zväčšiť alebo stenšiť. Aj keď je rýchlosť reakcie relatívne nižšia, môže dosiahnuť rozsah prijateľný pre ľudské oko. Preto bol Shengyuan tiež zatvorený, takže len niekoľko zamestnancov R&D sa vrátilo do Shenghua na vývoj materiálov. Ak sa v budúcnosti podarí výrazne zlepšiť životnosť a cenu OLED, stále existuje šanca; v tejto fáze sa obmedzuje na výrobky so špeciálnymi vlastnosťami a zdôrazňuje potrebu inovácie; časový bod pre veľké množstvá ešte nebol zaznamenaný.

A AMOLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode) panel s aktívnou matricou organických svetelných diód (AMOLED) sa nazýva ďalšou generáciou zobrazovacej technológie, vrátane Samsung Electronics, Samsung SDI a LG Philips, ktorí pripisujú veľkú dôležitosť tejto novej zobrazovacej technológii. V súčasnosti sa Samsung SDI a AUO okrem spoločností Samsung Electronics a LG Philips, ktoré sa zameriavajú na vývoj veľkých AMOLED produktov, zameriavajú na malé a stredné veľkosti. Zo súčasného výkonu hotových výrobkov, ak je možné efektívne kontrolovať náklady na AMOLED, potom bude tradičná technológia LCD panelov značne ohrozená.

Jedna z výhod AMOLED: nie je potrebné podsvietenie

Jedna z výhod AMOLED: väčšia sýtosť farieb

Jedna z výhod AMOLED: môže dosiahnuť 180-stupňový pozorovací uhol panelov IPS alebo VA

Jedna z výhod AMOLED: Efektívne vyriešte problém dynamického rozmazania LCD panela

Spomedzi vyššie uvedených štyroch výhod OLED venujeme osobitnú pozornosť štvrtej funkcii produktu, pretože všetky stolné LCD monitory, ktoré sú v súčasnosti na trhu, nedokážu vyriešiť problém dynamického rozmazania obrazovky z tekutých kryštálov. Dynamické rozmazanie obrazu na obrazovke LCD sa zvyčajne vzťahuje na jav rozmazaných okrajov počas zmeny obrazovky. Fenomén dynamického rozmazania obrazu má dva dôvody. Jedným je čas odozvy tekutého kryštálu a dosvit fosforu a druhým je TFT mechanika, ako je ovládanie obrazu pri metóde Hold.

Podržanie je hlavnou príčinou rozmazaných dynamických obrázkov

Takzvaný"Hold mode" režim zobrazenia je zobrazenie snímky snímky v určitom časovom období. Na televíznej obrazovke je tento čas pozastavenia ekvivalentný vertikálnej perióde (16,7 milisekúnd). Všeobecne povedané, každému je celkom jasné, že doba odozvy LCD Je veľmi dôležitá pre dynamické zobrazenie obrazu, pretože pre LCD TV je doba konverzie obrazu asi 16,7 ms, takže doba odozvy LCD TV môže byť kratšia ako 16,7 ms. , pre obrazový výkon dynamického obrazu Je to veľmi dôležité. Existuje však aj iná situácia, že aj keď je doba odozvy tekutého kryštálu 0 ms (čo je nepravdepodobné a zložité), rozmazanie nezmizne. Je to preto, že obrazovka LCD používa metódu"Hold Method" spôsob zobrazovania obrázkov. Podľa niektorých experimentálnych správ vieme, že animácia zobrazená na obrazovke pomocou"Hold" metóda bude triasť doľava a doprava na sietnici. Takéto otrasy sa časom nahromadia a dynamický obraz je rozmazaný. Rovnako ako pri zlepšovaní doby odozvy tekutých kryštálov je potrebné vyvinúť metódu zobrazenia, ktorá skráti"Hold" čas. Podľa vyššie uvedenej situácie sa dynamické rozostrenie obrazu obrazovky z tekutých kryštálov nedá vyjadriť dlho používaným meraním, to znamená dobou odozvy tekutých kryštálov z bielej na čiernu a z čiernej na bielu.

Zlepšite rozmazanie dynamického obrazu spôsobeného časom podržania

Ak je doba odozvy ideálnym ovládacím panelom z tekutých kryštálov (doba podržania 100 %) s dobou odozvy 0 ms, MPRT je 16,7 ms (frekvencia je 60 Hz). Keď je čas zadržania 50 %, MPRT je približne 8,3 ms; keď je čas podržania 25 %, MPRT je 4,2 ms. MPRT bežného LCD je menej ako 8 ms; ak ide o LCD s vysokými požiadavkami na kvalitu obrazu pre komerčné produkty, MPRT možno odhadnúť na menej ako 4 ms. Ako bolo uvedené vyššie, MPRT obsahuje dva hlavné prvky: čas odozvy tekutých kryštálov a čas výdrže. Preto, ak sa má dosiahnuť kvalita zobrazenia obrazu, očakáva sa, že doba odozvy tekutých kryštálov bude menšia ako vyššie uvedená hodnota. Medzi metódy na zlepšenie doby odozvy tekutých kryštálov patria vysokorýchlostné dynamické režimy, ako sú OCB, IPS a VA, ako aj jazda na maximum a tak ďalej. Teraz LCD televízory, ktoré si cenia kvalitu obrazu, zaviedli tieto metódy do výroby. Existujú dva spôsoby, ako zlepšiť rozmazanie dynamického obrazu spôsobeného časom podržania. Jedným je vypnutie zdroja podsvietenia podľa frekvencie obrazovky a druhým je metóda dvojrýchlostného zobrazenia pomocou technológie kompenzácie pohybu. Prvým špecifickým spôsobom je použitie blikania podsvietenia a vloženie čierneho signálu. Spomedzi týchto dvoch technológií je najzaujímavejšia technológia dynamickej kompenzácie. Metódy prerušovaného zobrazenia, ako je vypnutie podsvietenia a vloženie čierneho signálu, môžu zlepšiť rozmazanie dynamického obrazu a sú pomerne jednoduché na implementáciu. Ale v prípade veľkej obrazovky a vysokého jasu je ľahké spôsobiť blikanie obrazovky. Na rozdiel od toho metóda dynamickej kompenzácie s dvojitou rýchlosťou môže zlepšiť dynamické rozmazanie obrazu bez zvýšenia blikania obrazu, ale doteraz nebolo ľahké ju implementovať, pretože vyžaduje rozsiahly obvod na spracovanie signálu.