Pregledajte tehnologiju i razvoj LCD televizora

Tečni kristal je posebno organsko jedinjenje. Ne samo da ima fluidnost tečnosti, već je i njegov molekularni raspored sličan kristalu. Ima optička svojstva kristala, poput dvolomnosti, pa se naziva tekući kristal. U poređenju sa običnim televizorima, LCD televizori imaju prednosti lakših, tanjih, visoke rezolucije, niske potrošnje energije, niskog zračenja, zaštite zdravlja i okoliša. LCD televizori ušli su u domove običnih ljudi i postali dominantni proizvodi na tržištu televizora u boji.

2. Uvod u princip LCD televizora

LCD televizor se uglavnom sastoji od dva dijela, osnovnog kruga i LCD modula.

1. Osnovna struktura modula za prikaz tečnih kristala prikazana je na slici 1. Uglavnom se sastoji od tri dijela: TFT displeja s tečnim kristalima, pozadinskog osvjetljenja i priključnog kruga.

Slika 1 Struktura modula za prikaz tečnih kristala

Ekrani s prikazom s tekućim kristalima uglavnom uključuju polarizatore, staklene podloge, ITO prozirne elektrode, orijentacijske slojeve, filtre, slojeve tekućih kristala, tranzistore od tankog filma (TFT) i druge dijelove. Općenito, TFT matrica izrađena je na donjoj staklenoj podlozi ekrana s tekućim kristalima, a filter u boji napravljen je na gornjoj staklenoj podlozi. TFT se nalazi na sjecištu elektrode za skeniranje i signalne elektrode, njen odvod i izvor spojeni su na signalnu elektrodu i pikselnu elektrodu, kapija je spojena na elektrodu za skeniranje, a prozirna elektrodna jedinica spojena na signal elektroda na donjoj ploči i gornji filter boje supstrata Prozirne elektrodne jedinice ispod lima odgovaraju jedan na jedan i tvore podpiksel. Postoje tri pod-piksela ekrana sa tečnim kristalima: crveni, zeleni i plavi, koji su ravnomerno raspoređeni u određenoj strukturi i redosledu, a tri susedna pod-piksela čine kompletan piksel. Prema kineskim nacionalnim standardima, TV ekran bi trebao imati više od 300.000 piksela.

Izvor pozadinskog osvjetljenja uglavnom uključuje list prizme, reflektor, ploču za usmjeravanje svjetla i ploču za raspršivanje. Glavna funkcija je da deluje kao izvor svetlosti ekrana sa tečnim kristalima.

Spojno kolo uglavnom uključuje anizotropnu provodljivu foliju, IC upravljački sklop, upravljačku IC, fleksibilnu ploču, tiskanu ploču itd. Glavna funkcija je osigurati pogonske signale reda i stupca za LCD zaslon, tako da LCD zaslon može obraditi pozadinsko osvjetljenje Prirodno svjetlo za prikaz slike.

2. Princip prikaza LCD televizora

Princip rada LCD televizora prikazan je na slici 2. Kada LCD televizor radi, odaberite signal određenog kanala sa antene tjunera i podijelite ga na dva kanala nakon IF pojačanja i video detekcije: jedan kanal ulazi u zvuk krug pojačanja i obrade za potiskivanje zvučnika na izlaz zvuka; Crvena (R), zelena (G) i plava (B) tri signala primarne boje šalju se u krug uzorkovanja signala u boji, a vodoravni i okomiti signali sinhronizacije šalju se u krug za sinkronizaciju. Generirani signal okomite sinkronizacije i signal vodoravne sinkronizacije šalju se u krug uzorkovanja signala u boji, a slika u boji prikazuje se na zaslonu s tekućim kristalima.

Slika 2 Blok dijagram LCD televizora

3. Novi razvoj ključnih tehnologija LCD televizora

Kako bi poboljšali kvalitetu slike LCD televizora, ljudi su uložili velike napore u ključna tehnička područja LCD televizora i postupno su sazrijevali.

1. Osvjetljenje

Kako bi se poboljšala svjetlina LCD televizora, trenutni LCD televizori općenito koriste LCD ekrane sa svjetlinom od 450-500cd/m2, a neki proizvodi čak koriste LCD ekrane od 600cd/m2. Pozadinsko osvjetljenje se takođe razvilo od originalnog CCFL -a do danas' LED ima manju potrošnju energije i veću svjetlinu.

2. Rezolucija

Na početku pojavljivanja tekućih kristala, njegova rezolucija bila je daleko lošija od rezolucije slikovne cijevi (CRT), ali je nakon kontinuiranih napora sada premašila nivo CRT -a. Rezolucija TFT -a razvijena je od 320 × 200 piksela, 640 × 480 piksela, 1024 × 768 piksela, 1920 × 1080 piksela (općenito poznato kao 2K), 3840 × 2160 piksela (općenito poznato kao 4K) do trenutnih 7680 × 4320 piksela (općenito poznato kao 8K) Nivo. Trenutno je rezolucija LCD televizora općenito 2K i 4K. Tehnički načini za poboljšanje rezolucije LCD-a uglavnom uključuju upotrebu materijala niske otpornosti za izradu TFT sabirnica i upotrebu niskotemperaturnog P-Si za izradu TFT-ova.

Korištenje materijala niske otpornosti za izradu TFT sabirnica: S obzirom na izvrsne karakteristike Al, aluminij se trenutno više istražuje i koristi u materijalima za izradu TFT sabirnica. Fokus je na rješavanju problema aluminijskog lakog stvaranja brežuljaka, kemijske korozije i oksidacije. Predložio je metodu legure (kao što su Al-Cu, Al-Si, AI-Si-Cu, Al-Ta, Al-Nd i Al-Ti, itd.) I sendvič metodu (poput Mo/A1/Mo, Cr- /A1/Cr, TiN/AI/Ti). Metoda legure je relativno jednostavna u procesu, ali ima visoku otpornost; u međuslojnoj metodi, međusloj riN/A1/Ti može se suho gravirati, što je korisno za oblikovanje nagiba linije kapije i idealan je materijal niske otpornosti.

3. Kontrast

Kako bi se poboljšao kontrast ekrana sa tečnim kristalima, preduzet je niz mjera. Na primjer, upotreba crne košuljice bez propuštanja svjetla, upotreba pozadinskog osvjetljenja velike svjetline i poboljšanje performansi polarizatora.

4. Poboljšajte brzinu odziva ekrana

Kako bi se poboljšala brzina odziva ekrana LCD televizora, koristi se tehnologija prekomjernog uzbuđenja. Prema principu prikaza sa tečnim kristalima, ekran sa tečnim kristalima igra ulogu modulacije svetlosti. Kad svjetlost pozadinskog osvjetljenja prođe kroz zaslon s tekućim kristalima, molekuli tekućih kristala mogu prilagoditi svjetlosni tok kroz zaslon s tekućim kristalima pod modulacijom vanjskog električnog polja. Međutim, potrebno je određeno vrijeme za uključivanje ili isključivanje primijenjenog napona. Ako brzina odziva molekula tečnih kristala ne može pratiti brzinu slike koja se šalje na LCD ekran, čini se da&"prati &"; će se dogoditi. Kako bi se riješio ovaj problem, koristi se tehnologija prekomjernog uzbuđenja, kao što je prikazano na slici 3. Ova tehnologija poboljšava brzinu odziva LCD ekrana primjenom većeg napona nego inače pri promjeni ekrana. Koristeći tehnologiju pobude, trenutni LCD televizor postigao je brzinu odziva velike brzine od 4 ms.

Slika 3 Korištenje tehnologije prekomjernog uzbuđenja za poboljšanje brzine odziva

5. Uklonite zaostalu sliku

Struktura LCD -a i CRT -a je različita. Nakon što CRT na trenutak prikaže sliku, ona je u praznom stanju prije nego što se prikaže sljedeći ekran. Međutim, LCD TV nastavlja se prikazivati ​​prije nego što se trenutna slika prebaci na sljedeću sliku. Zbog postojanosti ljudskih očiju nastat će naknadna slika. Može se vidjeti da se za LCD televizore jednostavno oslanjanje na poboljšanje brzine odziva ne može ukloniti zaostalu sliku. U tu svrhu, Hitachi je prvo usvojio tehnologiju umetanja crne boje, koja prevladava fenomen postojanosti vida umetanjem crnih slika pri promjeni svakog okvira slike, čime se uvelike smanjuje naknadna slika LCD televizora.

6. Uvedite funkciju razdvajanja Y/C

Kako bi se smanjio šum slike u boji i živopisnije prikazale TV slike, posebno u proizvodima velikih veličina, svaki proizvođač je uveo funkciju odvajanja Y/C koja razdvaja signal svjetline (Y) i signal u boji (C).

7. Poboljšajte perspektivu

U poređenju sa samosvijetlim uređajima za prikaz, najveći problem LCD-a su kutovi gledanja. Trenutno su učinkovitiji načini za rješavanje problema kuta gledanja metoda pogona u ravnini (IPS) i metoda s više domena okomitog niza (MVA).

IPS način: U IPS načinu rada, par elektroda koje kontroliraju otklon molekula tekućih kristala izrađene su na donjoj podlozi, a bočno električno polje primijenjeno između para elektroda koristi se za kontrolu stanja molekula tekućih kristala, tako da se svjetlost modulira pri prolasku kroz sloj tekućih kristala. IPS metoda je tehnologija koja najviše obećava za poboljšanje karakteristika kuta gledanja, jer je za svaki kut gledanja njegovo crno stanje najčišće i neosetljivo, a široki kut gledanja može se postići u vodoravnom i okomitom smjeru. Međutim, tradicionalni IPS način rada i dalje ima problema: Prvo, još uvijek postoji žuti ili plavi pomak u određenom smjeru kuta gledanja. Ova promjena boje uzrokovana je razlikom indeksa loma između duge osi i kratke osi molekula tekućih kristala. Drugo, pogonski napon IPS režima je takođe visok.

MVA metoda: Princip je da se prvo jednoliko formira mnogo malih izbočina na gornjoj i donjoj podlozi ekrana s tekućim kristalima, tako da se molekule tekućih kristala poravnaju okomito, a smjerovi polarizatora i analizatora okomiti jedan na drugi, pa je ekran sa tečnim kristalima taman kada nema električnog polja; Kada se primijeni napon, između ovih izbočina nastaje koso električno polje, zbog čega molekuli tekućih kristala odstupaju od okomitog poravnanja, tvoreći niz različitih domena na svakom pikselu, što rezultira povećanjem propusnosti svjetlosti, tako da svjetlost Prolazak kroz ekran sa tečnim kristalima podleže Modulacija polja prikazuje sliku u boji. Budući da metoda MVA može učinkovito poboljšati stanje s jednom domenom tradicionalnog zaslona s tekućim kristalima, a pretjerana anizotropija sloja tekućih kristala uzrokovana stanjem s jednom domenom razlog je malom kutu gledanja LCD uređaja, MVA metoda može efikasno poboljšavaju karakteristike ugla gledanja ekrana sa tečnim kristalima.

Hyundai Corporation iz Južne Koreje predložio je prebacivanje na rubno polje zasnovano na IPS načinu rada, što je uvelike poboljšalo performanse ekrana s tekućim kristalima, te ima odlične kutove gledanja i stope iskorištenja svjetlosti. Južna Koreja' Samsung je razvio tehnologiju proširenog kuta gledanja koja kombinira rubno električno polje i okomito poravnanje, što također rješava problem kuta gledanja ekrana s tekućim kristalima. Trenutno, ugao gledanja LCD televizora u vertikalnom i horizontalnom smjeru može doseći više od 170 °, a prepreke ugla gledanja LCD televizora postat će povijest.

8. Poboljšajte stopu otvaranja

Kako bi se potisnuo pomak boje IPS metode, usvojena je cik -cak elektroda ili zakrivljena struktura elektrode piksela za podjelu svakog piksela u dvije regije. Kada se primijeni električno polje, u ta dva područja molekuli tekućih kristala se uvijaju u suprotnim smjerovima, tako da svaki piksel može samostalno kompenzirati promjenu boje uzrokovanu razlikom indeksa loma između duge osi i kratke osi tekućine molekule kristala. , Poboljšajte kvalitet prikaza. Međutim, ova struktura piksela smanjuje omjer blende piksela u usporedbi s linearnom strukturom elektrode, kao što je prikazano na Sl. 4 (a). Budući da je ova pikselna elektroda zakrivljena u odnosu na liniju sabirnice linearnog izvora, oblik zajedničke elektrode koja se nalazi između linije sabirnice izvora i elektrode piksela također bi trebao biti deformiran u oblik prikazan na slici, tako da je i njeno područje veće . Kao rezultat širenja, efektivna površina (prostor između elektrode piksela i zajedničke elektrode) područja prikaza postala je uska, što je rezultiralo smanjenjem omjera otvora blende ekrana s tekućim kristalima u IPS modu. Kako bi riješio ovaj problem, Panasonic je dizajnirao novi" Zigzag" struktura piksela, kao što je prikazano na slici 4 (b), nije samo elektroda piksela&quig; Zigzag" struktura, ali i zajednička elektroda i sabirnica izvora su&"Zigzag &". . Osim toga, crna matrica napravljena na podlozi filtera u boji također je cik -cak oblika poput elektrode piksela. S ovom novom strukturom piksela, prostor između pikselne elektrode i zajedničke elektrode povećava se u vodoravnom smjeru, a omjer otvora blende je poboljšan, što je približno 1,25 puta više od tradicionalne strukture piksela.

9. Metoda prikaza u boji sa sekvencijalnim bojama (Field-Sequential C01-or, naime RGB prikaz sa vremenskim podjelom)

Metoda sekvencijalne podjele boja na terenu koristi crvene, zelene i plave izvore pozadinskog osvjetljenja za osvjetljavanje LCD -a prema vremenskom slijedu i istovremeno kontrolira svjetlosni tok kroz LCD ekran prema prikazanim informacijama, kako bi se shvatilo aditivno miješanje boja u vremenu i prikaz slike u boji. Ova tehnologija ima visoke zahtjeve za vrijeme odziva, koje je općenito 2 do 3 ms. I teorijski proračuni i eksperimenti pokazuju da način rada OCB (optički kompenzirana savijanja) može postići brzinu odziva od 2 ms, što može zadovoljiti ovaj zahtjev. A budući da P-Si može postići brzu vožnju, upotreba niskotemperaturnih polisilicijumskih pogona, OCB-načina rada, polja sa sekvencijalnim zaslonom s podijeljenim zaslonom i tekućim kristalima postala je jedno od trenutnih žarišta istraživanja. Budući da ova tehnologija ne zahtijeva filtere u boji, a broj piksela je 1/3 od običnih transmisivnih LCD-a, lakše je postići zaslone velikih kapaciteta i ekrane, što predstavlja trend razvoja LCD-a. Razvoj LCD televizora pomoću ove tehnologije također je cilj sljedećeg istraživačkog rada.

Četvrto, prednosti LCD televizora

Trenutno su, nakon godina razvoja, LCD televizori sazreli na tehničkom nivou i imaju neke neprevaziđene prednosti u odnosu na CRT televizore i plazma televizore (naravno, plazma televizori takođe imaju određene prednosti u nekim područjima).

1. Lagan i prenosiv. Težina i debljina LCD televizora mnogo su manji od tradicionalnih televizora.

2. Visoka rezolucija i visoka rezolucija. Rezolucija LCD televizora dosegla je 7680 × 4320 (općenito poznata kao 8K) piksela, a LCD televizori sa 3840 × 2160 (općenito poznati kao 4K) piksela ušli su u domove običnih ljudi i mogu bolje podržavati digitalne televizijske programe visoke definicije.

3. Gotovo nema štete za korisnike. LCD televizor nije lako izazvati vizualni umor, a zračenje je približno nula, a šteta po zdravlje korisnika je zanemariva.

4. Mala potrošnja energije i dug vijek trajanja. Izračunato na osnovu 4,5 sata dnevne upotrebe svakog televizora, ako se 30-inčni LCD televizor koristi za zamjenu 32-inčnog CRT televizora, godišnja ušteda električne energije svakog televizora iznosi oko 71 kWh. Vijek trajanja LCD televizora općenito je 50.000 sati, što je mnogo duže od običnih televizora.

5. Zelena i zaštita okoliša. U usporedbi s tradicionalnim televizorima, ekološki problemi koje uzrokuju LCD televizori znatno su manji.

Stoga, bez obzira na to uspoređuju li se s tradicionalnim CRT televizorima ili plazma televizorima, LCD televizori imaju određene tehničke prednosti.