Tipo di retroilluminazione LCD e vantaggi e svantaggi (LCD, CCFL, LED)

Principio del display retroilluminato a cristalli liquidi La più grande differenza tra cristalli liquidi e plasma è che i cristalli liquidi devono fare affidamento su una fonte di luce passiva, mentre la TV al plasma è un dispositivo di visualizzazione attivo a emissione di luce. La principale tecnologia di retroilluminazione LCD attualmente sul mercato include LED (Light Emitting Diode) e CCFL (Cold Cathode Fluorescence)

Lampada) Due tipi.

Lampada fluorescente a catodo freddo (CCFL)

I tradizionali display a cristalli liquidi utilizzano la retroilluminazione CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp). Esistono due tipi principali di design della retroilluminazione CCFL:"side-type" e"di tipo diretto". Tuttavia, il design della guida di luce di tipo laterale aumenta il tasso di fotorifrazione, che a sua volta limita la luminosità della retroilluminazione. Maggiore è la dimensione del pannello, la luminosità sarà Minore è, è adatto solo per pannelli LCD TFT da 8 pollici a 15 pollici, cioè per scopi di visualizzazione personale come laptop e desktop. Tuttavia, quando si guardano grandi televisori LCD a casa, sarà difficile soddisfare la luminosità del tipo con illuminazione laterale. Invece, è verso il basso.

Tuttavia, maggiore è la dimensione dell'LCD, maggiore è la proporzione del costo del suo modulo di retroilluminazione, che si riferisce al modulo di retroilluminazione CCFL di tipo diretto. Secondo le statistiche, lo stesso è l'uso del modulo di retroilluminazione CCFL di tipo diretto. Il modulo di retroilluminazione rappresenta solo il 23% del costo complessivo in pollici, ma aumenta al 37% di 30 pollici e si stima che quando raggiunge i 57 pollici, il costo del modulo di retroilluminazione raggiungerà il 50%. Pertanto, la retroilluminazione CCFL a discesa è adatta solo per l'uso in una TV LCD di medie dimensioni di circa 30 pollici e non è adatta per l'uso in un design di area più ampia. Allo stesso tempo, CCFL utilizza la scarica di gas di mercurio per produrre illuminazione. Nonostante le attuali normative RoHS stabilite dall'Unione Europea, purché la dose di"mercurio" è al di sotto dello standard, è ancora accettabile, ma nessuno può garantire che lo standard possa essere portato a zero in futuro (non consentito affatto. Utilizzare), quindi CCFL non sarà in grado di utilizzare o dovrà essere modificato in mercurio -CCFL gratuito.

Anche se il CCFL senza mercurio è tecnicamente fattibile, il CCFL è ancora un'illuminazione elettronica a scarica di gas con un tubo fluorescente chiuso. La resistenza del tubo fluorescente alle forze esterne è limitata. Un forte impatto romperà il tubo fluorescente e renderà inefficace l'illuminazione. Altre luci elettroniche a stato solido (come i LED) non hanno tali problemi. Inoltre, poiché il tipo a goccia diretta non richiede una lastra di guida della luce ed è relativamente esente da problemi di fotorifrazione, non richiede una pellicola per il miglioramento della luminosità, in particolare la pellicola per il miglioramento della luminosità è una tecnologia brevettata di alcune aziende e il prezzo è costoso. Pannello luminoso e pellicola per il miglioramento della luminosità, che aiuta a ridurre i costi.

Tuttavia, anche il CCFL a discesa ha i suoi difetti. Per aumentare la luminosità dell'immagine, è necessario aumentare il numero di tubi luminosi. Tuttavia, il risultato di una disposizione troppo stretta dei tubi luminosi non favorisce la dissipazione del calore. Poiché la distanza tra le fasi sinistra e destra è ridotta, la dissipazione del calore deve essere aumentata dal livello dello spessore. Nello spazio, però, l'aumento di spessore equivale anche a compensare parzialmente i vantaggi del TV LCD: leggero e sottile.

Per inciso, quando si utilizza un tubo luminoso CCFL su un televisore LCD di grandi dimensioni, anche la lunghezza del tubo luminoso deve aumentare in risposta all'aumento del numero di pollici. Tuttavia, per un tubo luminoso CCFL più lungo, la posizione centrale e entrambe le estremità del tubo luminoso saranno Il problema della luminosità MURA e del colore MURA è facile da verificare, il che influisce sull'uniformità della luce della retroilluminazione. Al fine di mantenere l'uniformità della luce, è necessario utilizzare una pellicola di diffusione per migliorare l'uniformità della luce, ma la pellicola di diffusione provocherà anche la perdita di trasmissione della luce. Per ridurre la luminosità, il risultato della riduzione della luminosità deve essere rafforzato aumentando il numero di tubi luminosi, ma come accennato in precedenza: l'aggiunta di tubi luminosi renderà più difficile progettare la dissipazione del calore, aumentare lo spessore del modulo di retroilluminazione e addirittura aumentare il consumo di energia. Resta inteso che il consumo di elettricità dei moduli di retroilluminazione CCFL ha rappresentato il 90% del consumo di elettricità totale dei televisori LCD. Pertanto, la modifica della tecnologia di retroilluminazione è una delle direzioni attuali per la modifica della qualità dell'immagine LCD.

Diodo ad emissione luminosa (Diodo ad emissione luminosa; LED)

Poiché la retroilluminazione CCFL ha molti effetti collaterali e dubbi, l'industria è anche alla ricerca di una varietà di nuove tecnologie di implementazione della retroilluminazione e il LED è una delle soluzioni fattibili, come i televisori della serie Qualia di Sony, che sono di fascia alta di grandi dimensioni ( 40 pollici, 46 pollici) TV LCD, la cui parte di retroilluminazione è realizzata in WLED, si chiama tecnologia di retroilluminazione WLED. Anche la ricerca e lo sviluppo della tecnologia di retroilluminazione a LED sui monitor LCD ha raggiunto una fase sostanziale. Possiamo già vedere display di prodotti correlati alla mostra CES 2007.

La retroilluminazione a LED ha molti vantaggi. In primo luogo, l'illuminazione elettronica a stato solido. La sua resistenza agli urti è superiore a quella del CCFL. Non ci sono preoccupazioni per le normative sulla protezione ambientale del gas mercurio, nessuna preoccupazione per la perdita di raggi ultravioletti UV e supera la saturazione del colore e la durata. CCFL, inoltre, i LED possono essere pilotati fintanto che sono pilotati da una tensione positiva. A differenza di CCFL, che richiede tensioni positive e negative alternate, anche se viene utilizzata solo la tensione di pilotaggio positiva, il livello di richiesta dei LED è inferiore a quello di CCFL. Inoltre, la luminosità del LED può essere regolata solo tramite Pulse Width Modulation (PWM) e lo stesso metodo può essere utilizzato per eliminare il problema dell'immagine residua sul display LCD TFT. Tuttavia, la regolazione della luminosità di CCFL è più complicata. E l'immagine residua non può essere soppressa, deve essere soppressa in un altro modo.

Sebbene la retroilluminazione a LED abbia molti vantaggi, ha anche i suoi svantaggi. Il primo è l'efficienza luminosa. In termini di stesso consumo energetico, il LED non è buono come il CCFL, quindi il problema della dissipazione del calore sarà più serio del CCFL. Inoltre, il LED è una sorgente di luce di tipo puntiforme, simile al tipo lineare di CCFL'. La sorgente luminosa è più difficile da controllare l'uniformità della luce rispetto alla sorgente luminosa effettiva. Per ottenere la massima uniformità di luce possibile, le caratteristiche dei LED prodotti devono essere accuratamente selezionate e per la stessa retroilluminazione vengono utilizzati un gran numero di LED con le stesse caratteristiche (lunghezza d'onda, luminosità) Tra questi, il costo di questo la selezione è anche piuttosto alta. Fortunatamente, l'efficienza luminosa dei LED sta ancora migliorando. Attualmente può raggiungere più di 100 ml/W. In questo modo, la saturazione del colore può essere migliore e la disposizione WLED della retroilluminazione può essere più rilassata, alleviando così i problemi di consumo energetico e dissipazione del calore. E dopo che il tasso di rendimento di produzione continua a migliorare e maturare, anche il costo di un'attenta selezione di LED con caratteristiche di luminosità coerenti sarà ridotto.

Cambiare la tecnologia di retroilluminazione da sola potrebbe non essere sufficiente per innescare una rivoluzione nel display LCD, quindi lascia che's esamini altri sviluppi della tecnologia LCD. OLED (Organic Light Emitting Diode) è un diodo organico a emissione di luce. La tecnologia di visualizzazione OLED è diversa dai tradizionali metodi di visualizzazione LCD. Non richiede una retroilluminazione e utilizza un rivestimento molto sottile di materiali organici e un substrato di vetro. Quando passa una corrente, questi materiali organici emettono luce. Inoltre, lo schermo del display OLED può essere reso più leggero e sottile, con un angolo di visione più ampio e può risparmiare notevolmente energia. Tuttavia, la sua vita attuale e il suo prezzo sono i colli di bottiglia che limitano il suo sviluppo in LCD.

OLED è un'altra tecnologia di applicazione del pannello che ha attirato l'attenzione e la realizzazione di pannelli di piccole dimensioni è precedente. Secondo i piani dei clienti, ci saranno più modelli in uscita dal 2008 al 2009, ma i sottopannelli rimarranno comunque i principali, e anche se i modelli e le spedizioni sono aumentati notevolmente rispetto ad oggi, la quota di mercato non supererà il 10% . L'OLED era originariamente più sottile e presentava condizioni migliori rispetto a TFT-LCD in termini di contrasto, angolo di visione e risparmio energetico. È sempre stato apprezzato dall'industria in quanto sostituirà il TFT-LCD e nei primi anni ha anche investito in ricerca e sviluppo. Tuttavia, da un lato, la tecnologia OLED ha incontrato colli di bottiglia e il problema della vita deve essere superato; d'altra parte, la tecnologia TFT-LCD continua a migliorare e ora può anche fornire un eccellente contrasto e angoli di visualizzazione, con il risultato che la domanda di OLED non è stata notevolmente aumentata e il mercato è piccolo e in eccesso , È limitato alla concorrenza sui prezzi; le imprese che hanno originariamente investito difficilmente possono sfuggire al destino di scioglimento e ridimensionamento. In passato, Taiwan Shenghua Technology ha investito nella creazione di Shengyuan per investire nella ricerca e nello sviluppo di OLED. Visto che OLED e TFT-LCD non possono competere, soprattutto la differenza di costo è grande. In termini di specifiche, TFT-LCD può facilmente raggiungere un angolo di visione di 170 gradi, contrasto di 500:1 e luminosità. Può essere aumentato o reso più sottile. Sebbene la velocità di reazione sia relativamente inferiore, può raggiungere un intervallo accettabile per l'occhio umano. Pertanto, anche Shengyuan è stata chiusa, lasciando solo pochi membri del personale R&D per tornare a Shenghua per sviluppare i materiali. In futuro, se la durata e il prezzo di OLED possono essere notevolmente migliorati, c'è ancora una possibilità; in questa fase si limita a prodotti con caratteristiche particolari e sottolinea la necessità di essere innovativi; il momento per grandi quantità non è stato ancora visto.

E il pannello AMOLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode) a matrice attiva a diodi organici a emissione di luce (AMOLED) è chiamato la prossima generazione di tecnologia di visualizzazione, tra cui Samsung Electronics, Samsung SDI, LG Philips attribuiscono grande importanza a questa nuova tecnologia di visualizzazione. Al momento, oltre a Samsung Electronics e LG Philips che si concentrano sullo sviluppo di prodotti AMOLED di grandi dimensioni, Samsung SDI e AUO si stanno concentrando tutte su piccole e medie dimensioni. Dalle attuali prestazioni dei prodotti finiti, se il costo di AMOLED può essere controllato in modo efficace, la tradizionale tecnologia del pannello LCD sarà notevolmente messa alla prova.

Uno dei vantaggi di AMOLED: non c'è bisogno di retroilluminazione

Uno dei vantaggi di AMOLED: maggiore saturazione del colore

Uno dei vantaggi di AMOLED: può raggiungere l'angolo di visione di 180 gradi dei pannelli IPS o VA

Uno dei vantaggi di AMOLED: risolve efficacemente il problema della sfocatura dinamica del pannello LCD

Tra i quattro vantaggi OLED di cui sopra, prestiamo particolare attenzione alla quarta caratteristica del prodotto, perché tutti i monitor LCD desktop attualmente sul mercato non possono risolvere il problema della sfocatura dinamica dello schermo a cristalli liquidi. La sfocatura dinamica dell'immagine dello schermo LCD di solito si riferisce al fenomeno dei contorni sfocati durante il cambio dello schermo. Ci sono due ragioni per il fenomeno della sfocatura dinamica dell'immagine. Uno è il tempo di risposta del cristallo liquido e il bagliore residuo del fosforo, e l'altro è l'unità TFT, come il controllo dell'immagine del metodo Hold.

Il blocco è la causa principale delle immagini dinamiche sfocate

Il cosiddetto"Hold mode" la modalità di visualizzazione consiste nel visualizzare un'immagine Frame entro un determinato periodo di tempo. In uno schermo TV, questo tempo di attesa è equivalente a un periodo verticale (16,7 millisecondi). In generale, è chiaro a tutti che il tempo di risposta LCD è molto importante per la visualizzazione dinamica dell'immagine, perché per la TV LCD, il tempo di conversione di un'immagine è di circa 16,7 ms, quindi il tempo di risposta della TV LCD può essere inferiore a 16,7 ms , per le prestazioni dell'immagine dell'immagine dinamica È molto importante. Tuttavia, c'è un'altra situazione in cui anche se il tempo di risposta del cristallo liquido è 0 ms (il che è improbabile e difficile), la sfocatura non scomparirà. Questo perché lo schermo LCD utilizza il"Metodo di attesa" metodo per visualizzare le immagini. Secondo alcuni rapporti sperimentali, possiamo sapere che l'animazione visualizzata sullo schermo utilizzando il"Tieni premuto" metodo agiterà a destra ea sinistra sulla retina. Tale scuotimento si accumula nel tempo e l'immagine dinamica risulta sfocata. Come per il miglioramento del tempo di risposta dei cristalli liquidi, è necessario sviluppare un metodo di visualizzazione che accorcia il"Hold" volta. Secondo la situazione sopra menzionata, la sfocatura dinamica dell'immagine dello schermo a cristalli liquidi non può essere espressa dalla misurazione utilizzata per lungo tempo, ovvero il tempo di risposta del cristallo liquido dal bianco al nero e dal nero al bianco.

Migliora la sfocatura dell'immagine dinamica causata dal tempo di attesa

Se il tempo di risposta è un pannello a cristalli liquidi di controllo ideale (Hold time 100%) con un tempo di risposta di 0 ms, l'MPRT è 16,7 ms (la frequenza è 60 Hz). Quando il tempo di attesa è del 50%, l'MPRT è di circa 8,3 ms; quando il tempo di attesa è del 25%, l'MPRT è di 4,2 ms. L'MPRT di un LCD generico è inferiore a 8 ms; se si tratta di un LCD con requisiti di alta qualità dell'immagine per prodotti commerciali, l'MPRT può essere stimato inferiore a 4 ms. Come accennato in precedenza, MPRT contiene due elementi principali: tempo di risposta dei cristalli liquidi e tempo di attesa. Pertanto, se si desidera ottenere la qualità di visualizzazione dell'immagine, si spera che il tempo di risposta dei cristalli liquidi sia inferiore al valore di cui sopra. Tra i metodi per migliorare il tempo di risposta dei cristalli liquidi, ci sono modalità dinamiche ad alta velocità come OCB, IPS e VA, oltre alla guida overdrive e così via. Ora, i televisori LCD che apprezzano la qualità dell'immagine hanno messo in produzione questi metodi. Esistono due modi per migliorare la sfocatura dell'immagine dinamica causata dal tempo di attesa. Uno è spegnere la sorgente di retroilluminazione in base alla frequenza dello schermo e l'altro è il metodo di visualizzazione a doppia velocità che utilizza la tecnologia di compensazione del movimento. Il primo metodo specifico consiste nell'utilizzare lo sfarfallio della retroilluminazione e l'inserimento del segnale nero. Tra queste due tecnologie, la più interessante è la tecnologia di compensazione dinamica. Metodi di visualizzazione intermittenti come lo spegnimento della retroilluminazione e l'inserimento del segnale nero possono migliorare la sfocatura dell'immagine dinamica e sono relativamente semplici da implementare. Ma nel caso di uno schermo grande e ad alta luminosità, è facile causare lo sfarfallio dello schermo. Al contrario, il metodo di visualizzazione a doppia velocità con compensazione dinamica può migliorare la sfocatura dell'immagine dinamica senza aumentare lo sfarfallio dell'immagine, ma non è stato facile da implementare fino ad ora perché richiede un circuito di elaborazione del segnale su larga scala.