Tipus de retroil·luminació LCD i avantatges i desavantatges (LCD, CCFL, LED)

Principi de la pantalla de retroil·luminació de cristall líquid La diferència més gran entre el cristall líquid i el plasma és que el cristall líquid ha de dependre d'una font de llum passiva, mentre que el televisor de plasma és un dispositiu de visualització actiu que emet llum. La tecnologia de retroil·luminació LCD principal que hi ha actualment al mercat inclou LED (Light Emitting Diode) i CCFL (Cold Cathode Fluorescence)

Làmpada) Dos tipus.

Làmpada fluorescent de càtode fred (CCFL)

Les pantalles de cristall líquid tradicionals utilitzen llum de fons CCFL (Làmpada fluorescent de càtode fred). Hi ha dos tipus principals de dissenys de retroil·luminació CCFL:"tipus lateral" i"tipus directe". Tanmateix, el disseny de guia de llum de tipus lateral fa que la taxa de fotorefracció sigui més alta, cosa que al seu torn restringeix la brillantor de la llum de fons. Com més gran sigui la mida del panell, la brillantor serà Com més baixa sigui, només és adequat per a panells LCD TFT de 8 polzades a 15 polzades, és a dir, per a finalitats de visualització personal, com ara portàtils i ordinadors de sobretaula. Tanmateix, quan es veuen televisors LCD grans a casa, la brillantor del tipus d'il·luminació lateral serà difícil d'aconseguir. En lloc d'això, està directament avall.

Tanmateix, com més gran sigui la mida de la pantalla LCD, més gran serà la proporció del cost del seu mòdul de retroil·luminació, que es refereix al mòdul de retroil·luminació CCFL de tipus directe. Segons les estadístiques, el mateix és l'ús del mòdul de retroil·luminació CCFL de tipus directe. El mòdul de retroil·luminació només representa el 23% del cost total en polzades, però augmenta fins al 37% en 30 polzades, i s'estima que quan arribi a les 57 polzades, el cost del mòdul de retroil·luminació arribarà al 50%. Per tant, la retroil·luminació CCFL desplegable només és adequada per al seu ús en un televisor LCD de mida mitjana d'unes 30 polzades i no és adequada per al seu ús en un disseny d'àrea més gran. Al mateix temps, CCFL utilitza la descàrrega de gas mercuri per produir il·luminació. Tot i que la normativa vigent RoHS establerta per la Unió Europea, sempre que la dosi de"mercuri" està per sota de l'estàndard, encara és acceptable, però ningú pot garantir que l'estàndard es pugui elevar a zero en el futur (no es permet en absolut. Ús), llavors CCFL no es podrà utilitzar o s'ha de canviar a mercuri -CCFL gratuït.

Fins i tot si el CCFL sense mercuri és tècnicament viable, el CCFL segueix sent una il·luminació electrònica de descàrrega de gas amb un tub fluorescent tancat. La resistència del tub fluorescent a les forces externes és limitada. Un gran impacte trencarà el tub fluorescent i farà que la il·luminació sigui ineficaç. Altres il·luminació electrònica d'estat sòlid (com ara LED) no té cap preocupació. A més, com que el tipus de caiguda directa no requereix una placa de guia de llum i està relativament lliure de problemes de fotorefracció, no requereix una pel·lícula de millora de la brillantor, especialment la pel·lícula de millora de la brillantor és una tecnologia patentada d'algunes empreses i el preu és car. Pissarra lleugera i pel·lícula de millora de la brillantor, que ajuda a reduir costos.

Tanmateix, el desplegable CCFL també té les seves mancances. Per augmentar la brillantor de la imatge, cal augmentar el nombre de tubs de llum. Tanmateix, el resultat d'una disposició massa propera de les canonades de llum no afavorirà la dissipació de la calor. Atès que la distància entre les fases esquerra i dreta es redueix, la dissipació de calor s'ha d'augmentar des del nivell de gruix. Espai, però, l'augment del gruix també equival a compensar parcialment els avantatges de la televisió LCD: lleugera i fina.

Per cert, quan s'utilitza un tub de llum CCFL en un televisor LCD de gran polzada, la longitud del tub de llum també ha d'augmentar en resposta a l'augment del nombre de polzades. Tanmateix, per a un tub de llum CCFL més llarg, la posició mitjana i els dos extrems del tub de llum seran. El problema de la brillantor MURA i el color MURA és fàcil de produir-se, cosa que afecta la uniformitat de la llum de fons. Per mantenir la uniformitat de la llum, s'ha d'utilitzar una pel·lícula de difusió per millorar la uniformitat de la llum, però la pel·lícula de difusió també provocarà la pèrdua de la transmitància de la llum. Per reduir la brillantor, el resultat de la reducció de la brillantor s'ha de reforçar augmentant el nombre de tubs de llum, però com s'ha esmentat anteriorment: afegir tubs de llum farà que sigui més difícil dissenyar la dissipació de calor, augmentar el gruix del mòdul de llum de fons i fins i tot augmentar el consum d'energia. S'entén que el consum d'electricitat dels mòduls de retroil·luminació CCFL ha representat el 90% del consum total d'electricitat dels televisors LCD. Per tant, canviar la tecnologia de retroil·luminació és una de les direccions actuals per canviar la qualitat de la imatge LCD.

Díode emissor de llum (Díode emissor de llum; LED)

Atès que la retroil·luminació CCFL té molts efectes secundaris i dubtes, la indústria també busca una varietat de noves tecnologies d'implementació de retroil·luminació, i el LED és una de les solucions factibles, com ara els televisors de la sèrie Qualia de Sony, que són de gran mida de gamma alta ( 40 polzades, 46 polzades) El televisor LCD, la part de la il·luminació del qual està feta de WLED, s'anomena tecnologia de retroil·luminació WLED. La investigació i desenvolupament del monitor LCD de la tecnologia de retroil·luminació LED també ha arribat a una etapa substancial. Ja podem veure exhibicions de productes relacionades a l'exposició CES 2007.

La retroiluminació LED té molts avantatges. En primer lloc, il·luminació electrònica d'estat sòlid. La seva resistència a l'impacte és superior a la del CCFL. No hi ha cap preocupació per les regulacions de protecció del medi ambient del gas mercuri, no hi ha cap preocupació per les fuites de raigs ultraviolats UV, i supera la saturació del color i la vida útil. CCFL, a més, els LED es poden accionar sempre que siguin impulsats per una tensió positiva. A diferència del CCFL, que requereix voltatges alternatius positius i negatius, fins i tot si només s'utilitza el voltatge d'accionament positiu, el nivell de demanda dels LED és inferior al del CCFL. A més, la brillantor del LED només es pot ajustar mitjançant la modulació d'amplada de pols (PWM) i es pot utilitzar el mateix mètode per suprimir el problema de la imatge posterior a la pantalla LCD TFT. Tanmateix, l'ajust de la brillantor de CCFL és més complicat. I la imatge posterior no es pot suprimir, s'ha de suprimir d'una altra manera.

Tot i que la retroiluminació LED té molts avantatges, també té els seus desavantatges. El primer és l'eficiència lluminosa. Pel que fa al mateix consum d'energia, el LED no és tan bo com el CCFL, de manera que el problema de dissipació de calor serà més greu que el CCFL. A més, el LED és una font de llum de tipus puntual, que és similar al tipus lineal CCFL'. La font de llum és més difícil de controlar la uniformitat de la llum que la font de llum real. Per aconseguir la màxima uniformitat de la llum possible, les característiques dels LED produïts s'han de seleccionar acuradament i s'utilitzen un gran nombre de LED amb les mateixes característiques (longitud d'ona, brillantor) per a la mateixa il·luminació de fons. Entre ells, el cost d'aquest la selecció també és força alta. Afortunadament, l'eficiència lluminosa dels LED encara està millorant. Actualment, pot arribar a més de 100 ml/W. D'aquesta manera, la saturació del color pot ser millor i la disposició WLED de la llum de fons es pot relaxar més, alleujant així els problemes de consum d'energia i dissipació de calor. I després que la taxa de rendiment de fabricació continuï millorant i madurant, també es reduirà el cost de seleccionar acuradament LEDs amb característiques de brillantor consistents.

Canviar la tecnologia de retroil·luminació per si sol pot no ser suficient per desencadenar una revolució a la pantalla LCD, així que mirem' altres desenvolupaments de la tecnologia LCD. L'OLED (Organic Light Emitting Diode) és un díode emissor de llum orgànic. La tecnologia de visualització OLED és diferent dels mètodes tradicionals de visualització LCD. No requereix retroil·luminació i utilitza una capa molt fina de materials orgànics i un substrat de vidre. Quan passa un corrent, aquests materials orgànics emeten llum. A més, la pantalla OLED es pot fer més lleugera i fina, amb un angle de visió més gran i pot estalviar energia significativament. Tanmateix, la seva vida útil i el preu actuals són els colls d'ampolla que restringeixen el seu desenvolupament a LCD.

L'OLED és una altra tecnologia d'aplicació de panells que ha cridat l'atenció, i la realització de panells de mida petita és anterior. Segons els plans dels clients, hi haurà més models que sortiran del 2008 al 2009, però els subtaules seguiran sent els principals, i encara que els models i els enviaments hagin augmentat significativament en comparació amb l'actualitat, la quota de mercat no superarà el 10% . L'OLED era originalment més prim i tenia millors condicions que el TFT-LCD en termes de contrast, angle de visió i estalvi d'energia. Sempre ha estat valorat per la indústria, ja que substituirà TFT-LCD, i també ha invertit en investigació i desenvolupament en els primers anys. Tanmateix, d'una banda, la tecnologia OLED s'ha trobat amb colls d'ampolla i cal superar el problema de la vida; d'altra banda, la tecnologia TFT-LCD continua millorant, i ara també pot proporcionar un contrast excel·lent i angles de visió, la qual cosa fa que la demanda d'OLED no s'ha incrementat molt, i el mercat és petit i amb excés d'oferta, es limita a la competència de preus; les empreses que van invertir inicialment difícilment poden escapar del destí de la dissolució i la reducció. En el passat, Taiwan Shenghua Technology va invertir en l'establiment de Shengyuan per invertir en investigació i desenvolupament OLED. Veient que OLED i TFT-LCD no poden competir, sobretot la diferència de costos és gran. Pel que fa a les especificacions, el TFT-LCD pot aconseguir fàcilment un angle de visió de 170 graus, un contrast de 500:1 i una brillantor. Es pot augmentar o fer més prim. Tot i que la velocitat de reacció és relativament inferior, pot arribar al rang acceptable per a l'ull humà. Per tant, Shengyuan també s'ha tancat, deixant només uns quants R&D personal per tornar a Shenghua per desenvolupar materials. En el futur, si la vida útil i el preu de l'OLED es poden millorar molt, encara hi ha una possibilitat; en aquesta etapa, es limita a productes amb característiques especials i destaca la necessitat de ser innovadors; encara no s'ha vist el punt de temps per a grans quantitats.

I el panell de díode emissor de llum orgànic (AMOLED) de matriu activa AMOLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode) s'anomena la propera generació de tecnologia de visualització, incloent Samsung Electronics, Samsung SDI, LG Philips, donen molta importància a aquesta nova tecnologia de visualització. Actualment, a part de Samsung Electronics i LG Philips que es centren en el desenvolupament de productes AMOLED de gran mida, Samsung SDI i AUO se centren en mides petites i mitjanes. A partir del rendiment actual del producte dels productes acabats, si el cost d'AMOLED es pot controlar de manera eficaç, la tecnologia tradicional del panell LCD es veurà molt desafiada.

Un dels avantatges d'AMOLED: no cal la llum de fons

Un dels avantatges d'AMOLED: major saturació de color

Un dels avantatges d'AMOLED: pot arribar a l'angle de visió de 180 graus dels panells IPS o VA

Un dels avantatges d'AMOLED: resol eficaçment el problema del desenfocament dinàmic del panell LCD

Entre els quatre avantatges OLED anteriors, prestem una atenció especial a la quarta característica del producte, perquè tots els monitors LCD d'escriptori que hi ha actualment al mercat no poden resoldre el problema del desenfocament dinàmic de la pantalla de cristall líquid. El desenfocament de la imatge dinàmica de la pantalla LCD normalment es refereix al fenomen de contorns borrosos de les vores durant el canvi de pantalla. Hi ha dues raons per al fenomen de desenfocament dinàmic de la imatge. Un és el temps de resposta del cristall líquid i la resplendor posterior del fòsfor, i l'altre és la unitat TFT, com el control d'imatge del mètode Hold.

La retenció és la principal causa de les imatges dinàmiques borroses

L'anomenat"Mode de retenció" El mode de visualització és mostrar una imatge de fotograma durant un període de temps determinat. En una pantalla de televisió, aquest temps de retenció equival a un període vertical (16,7 mil·lisegons). En termes generals, tothom té molt clar que el temps de resposta de la pantalla LCD és molt important per a la visualització d'imatges dinàmiques, ja que per al televisor LCD, el temps de conversió d'una imatge és d'uns 16,7 ms, de manera que el temps de resposta del televisor LCD pot ser inferior a 16,7 ms. , per al rendiment de la imatge de la imatge dinàmica És molt important. Tanmateix, hi ha una altra situació que, fins i tot si el temps de resposta del cristall líquid és de 0 ms (cosa poc probable i difícil), el desenfocament no desapareixerà. Això es deu al fet que la pantalla LCD utilitza el"Mètode de retenció" mètode per mostrar imatges. Segons alguns informes experimentals, podem saber que l'animació que es mostra a la pantalla utilitzant"Mantenir premut" El mètode sacsejarà l'esquerra i la dreta a la retina. Aquesta tremolor s'acumula amb el temps i la imatge dinàmica se sent borrosa. Igual que amb la millora del temps de resposta dels cristalls líquids, és necessari desenvolupar un mètode de visualització que redueixi el"Manteniu" temps. D'acord amb la situació esmentada anteriorment, el desenfocament de la imatge dinàmica de la pantalla de cristall líquid no es pot expressar amb la mesura utilitzada durant molt de temps, és a dir, el temps de resposta del cristall líquid de blanc a negre i de negre a blanc.

Millora el desenfocament de la imatge dinàmica causat pel temps de retenció

Si el temps de resposta és un panell de cristall líquid de control ideal (temps de retenció 100%) amb un temps de resposta de 0 ms, l'MPRT és de 16,7 ms (la freqüència és de 60 Hz). Quan el temps de retenció és del 50%, l'MPRT és d'uns 8,3 ms; quan el temps de retenció és del 25%, l'MPRT és de 4,2 ms. El MPRT d'una pantalla LCD general és inferior a 8 ms; si es tracta d'una pantalla LCD amb requisits de qualitat d'imatge elevats per a productes comercials, es pot estimar que l'MPRT és inferior a 4 ms. Com s'ha esmentat anteriorment, MPRT conté dos elements principals: el temps de resposta del cristall líquid i el temps de retenció. Per tant, si s'ha d'aconseguir la qualitat de visualització de la imatge, s'espera que el temps de resposta del cristall líquid sigui inferior al valor anterior. Entre els mètodes per millorar el temps de resposta dels cristalls líquids, hi ha modes dinàmics d'alta velocitat com ara OCB, IPS i VA, així com la conducció excessiva, etc. Ara, els televisors LCD que valoren la qualitat de la imatge han posat aquests mètodes en producció. Hi ha dues maneres de millorar el desenfocament de la imatge dinàmica causat pel temps de retenció. Un és apagar la font de retroil·luminació segons la freqüència de la pantalla i l'altre és el mètode de visualització de doble velocitat que utilitza tecnologia de compensació de moviment. El primer mètode específic és utilitzar el parpelleig de la llum de fons i la inserció del senyal negre. Entre aquestes dues tecnologies, la més interessant és la tecnologia de compensació dinàmica. Els mètodes de visualització intermitents, com ara l'apagat de la llum de fons i la inserció de senyal negre, poden millorar el desenfocament de la imatge dinàmica i són relativament senzills d'implementar. Però en el cas d'una pantalla gran i d'alta brillantor, és fàcil provocar el parpelleig de la pantalla. En canvi, el mètode de visualització de doble velocitat de compensació dinàmica pot millorar el desenfocament de la imatge dinàmica sense augmentar el parpelleig de la imatge, però no ha estat fàcil d'implementar fins ara perquè requereix un circuit de processament de senyal a gran escala.