Šta je TFT LCD i koje je njegovo značenje? Šta se mora primjećiti pri upotrebi LED backlighta na LCD-u?

U trenutnim uređajima za prikaz ravnog panela (FED) LCD uređaji za prikaz zauzimaju mainstream poziciju, a većina postojećih LCD uređaja su transmisivni. Za ove transmisivne LCD uređaje, backlight je nezaobitan dio njih.

U LCD pozadinska svjetla, iako hladne katodna fluorescentne lampe (CCFL) trenutno dominiraju, LED-ovi imaju prednosti široke boje gamuta, podesiva bijela tačka, visoka brzina zatamnjenja i dug život, tako da su nedavno razvijeni kao nova vrsta LCD pozadinsko osvjetljenje Izvor, dobro je korišten u nekim desktop LCD monitorima i LCD TV-ovima.

LED backlight za LCD (dalje u daljem poglavlju LED backlight) je nova vrsta tehnologije backlight sa mnogim tipovima, ali nije široko korištena u LCD uređajima jer još uvijek postoje tehnička ili trošna pitanja koja treba riješiti. Za neke praktičnije LED backlight izvore, ovaj članak će ih predstaviti u sljedećim paragrafima.

Poboljšanje efikasnosti svjetlosti, i time povećanje omjera izlaznog svjetla ekrana i izlaznog svjetla izvora svjetlosti važan je način za poboljšanje LCD backlighta. Statička rasvjeta LCD backlight je jedan od njih. Glavni princip je da je svaki podpiksel LCD-a osvijetlio samo svojim odgovarajućim elementom boje (figura 1), te tako eliminirao potrebu za filterima boja i poboljšao efikasnost svjetlosti. .

U LCD-u sa statičkim osvetljenjem zaostajanje, pod slojem piksela je instaliran niz mikrolena, a svaki piksel odgovara mikrolenima. Sistem pozadinskog osvetljavanja izvora koji se koristi ovde je tri primarne boje koje gledaju direktno u izvor pozadinskog svetla, a izvor svetlosti svake boje je slikan na odgovarajućem podpikselu, a izvor se projicira na ekranu ekrana ekrana projekcije.

Kako bi se dobila dovoljna svjetlina na ekranu ekrana i poboljšala uniformnost ekrana: U ovom LCD uređaju koriste se element refrakcije svjetlosti i totalni unutrašnji reflektor (TIR) ploča s svjetlosnim vodičem u obliku klina, a ploča vodilja svjetlosti ima prijasan sloj refrakcije.

Statička rasvjeta obično koristi tri CCFL-a, crvenu, zelenu i plavu. Nedavno razvijeni statički BACKLIGHT LCD koristi LED-ove kao svoj backlight izvor.

U LCD uređaju sa statičkim osvetljenjem, izlaz ugla distribucije svjetlosti od strane TIR klin svjetleće cijevi je 70°-90°. Korištenjem ove vrste pozadinsko svjetlo eliminira se gubitak svjetlosti uzrokovan filterom boje (filter boje je izostavljan), a odašiljač uređaja dostiže tri puta veću od tradicionalnog LCD-a. Istovremeno, ovo backlight može pojednostaviti strukturu uređaja i smanjiti potrošnju energije.

Kako bi se dodatno smanjio gubitak svjetlosti izvora svjetlosti i poboljšao ugao distribucije svjetlosti kako bi se eliminiralo zagađenje okoliša uzrokovano korištenjem žive, zamjena CCFL sa LED-om kao izvorom backlight uređaja postala je razvojni trend statičke rasvjete LCD backlight. Trenutno su LED statička rasvjetna svjetla uspješno korištena u LCD uređajima s dijagonalnom XGA rezolucijom od 33cm. Pošto je potrošnja energije ovog uređaja uveliko smanjena, veoma je pogodan za aplikacije visoke svjetline.

Korištenje crvenih, zelenih i plavih LED-ova kao LCD pozadinski izvori mogu postići odličan kvalitet boja, smanjiti potrošnju energije, te izbjeći zagađenje okoliša uzrokovano korištenjem žive. Potrebno je kontrolirati temperaturu boje bijele svjetlosti kako bi se postigao dovoljno dug život.

Nedavno je razvijen tip povratnih informacija LCD pozadinsko osvetljenje pomoću crvenih, zelenih i plavih LED-ova kao izvora svjetlosti i senzora boje i kontrolora povratne informacije. Sa ovakvim pozadinsko svjetlo, postignuta je stabilnost boja i kontinuirana stabilnost svjetline od "0,02, a bijela tačka i svjetlina uređaja također se mogu proizvoljno kontrolirati njime.

Povratni LED pozadinski sistem se sačinjava od četiri glavna funkcionalna modula, koji su senzor sa filterom u boji, kontroler povratne informacije, LED upravljački program modulacije pulsne širine (PWM) i crveni, zeleni i plavi element luks-eonTM LED izvora svjetlosti.

LED diode koje se koriste u LED izvoru svjetlosti su indij-nitrid lukseon tipa (InGaN) plave svjetlosne cijevi i zelene svjetlosne cijevi, i aluminijski indij galij fosfat (AllnGaP) crvene svjetlosne cijevi, a sve su visoke snage i visoke učinkovitosti. Figura 5 je performansa spektralne linije emisije ovih LED izvora zasjajnog svjetla, a slike 6 je tipična životna izvedba kada je temperatura 85°C. Ova vrsta backlighta ima vrlo nizak dinamički otpor i pokreće ga PWM konstantna struja, a izlaz svjetlosti izvora svjetlosti je proporcionalan širini pulsa PWM. Ovaj izvor svjetlosti ima prednosti široke boje gamut, podesiva hromatičnost i zaštitu okoliša.

Senzor koji se ovdje koristi je sačinjava tri fotodioda sa slojem filtera u boji montiranom u jedan element i štampanom pločom sa međusobnom impedansnom amplifikacijom. Sloj filtera boje senzora ima pribliznu vrijednost CIE193lXyzCMFs. Ovim senzorom može se dobiti izlazni napon za mjerenje snage cilijacije. Prije hranjenja stečenog napona kontroleru, napon je prosječno po sistemu.

Ovaj upravljački program je napajanje za prebacivanje koje može podići i sniziti ulazni napon. Sačinjava se od prekidača pojačala naponske struje i neophodnih sklopova, koji mogu predobraditi PWM visoke frekvencije od 600Hz koji se koristi u LCD sistemima. Da ne bi izazvali pretjerane elektromagnetne smetnje, gubitak struje i povećanje troškova, nema povratne petlje na ovom pogonu.

Kontrolor povratnih informacija se sačinjava iz tri dijela, a to su kontrolor boja, kontroler faktora dužnosti i kontroler jačine svjetlosti. Kontrolor boja ima osjetljivi integrisani niz za kompenziranje izlazne greške iz senzora, i time zadržava izlaznu hromatsku konstantu. Jezgra kontrolora jačine svjetlosti je osjetljiva matrica, koja ima funkciju pretvaranja izlaza senzora u FAKTOR DUŽNOSTI LED struje, i održava odnos između izlazne svjetline i temperature i konstante hromatičnosti u svim vremenima. Ovo se može mjeriti iz "Uđi".

Koristeći povratni tip LED pozadinske svjetlosti, LED uređaj može postići drift u boji od "0.003A△u'v" u temperaturnom rasponu od 25°C~70°C, i može dobiti prihvatljivu stabilnost boja: pri obradi optičkog povratnog signala U ovom trenutku nema potrebe za velikom pre-obradnom snagom. Osim toga, kao što je već spomenuto, to ima koristi od gamuta u boji i zaštite okoliša.

Ako se u LCD backlight sistemu koriste visoke svjetline crvene, zelene i plave LED-ove, potreban je uređaj za miješanje boja za miješanje boja prije nego što svjetlost iz izvora svjetlosti dođe do LCD ploče. U tradicionalnom LCD pozadinsko svjetlo, miješanje boja se izvodi u svjetlosnom vodiču koji izdvaja strukturu (bijeli oblac ili mikrolene) neovisno o optičkoj osi. Da bi se osvijetlilo cijelo područje prikaza, potrebno je koristiti dvije ploče svjetlosnog vodiča, koje će izvor backlighta učiniti teškim i debelim, a također će proizvesti i mane svjetline i hromatičnosti ploče svjetlosnog vodiča.

Da bi prevazišla gore navedeno nedostatke, Holandija je nedavno razvila novo LED pozadinsko svjetlo, koje kombinira odvojenu svjetlovoditeljsku ploču mješovite boje s tradicionalnom svjetlosnom pumpnom svjetlovodnom pločom.

Pozadinska svjetlost se sačinjava od LED izvora svjetlosti (1), prvog eliptičnog ogledala (2), miješane ploče vodiča u boji (3), drugog eliptičnog ogledala (4), reflektirajućeg filma (5), glavne ploče svjetlosnog vodiča (6), kalibracije i polarizacije kontrolnog filma (7), okvira (8) i sudopera topline (9). Ovi dijelovi su predstavljeni gorenabrojima na figurama 7 i 8.

Pri radu, svjetlo koje emitira LED izvor svjetlosti (1) reflektira se prvom elipsom (2) na 90° i u paru s svjetlovodnom pločom mješovite boje (3). Svjetlost se miješa u odgovarajuću bijelu svjetlost od strane svijetleće vodilice miješane boje, a zatim se u paru u drugu elipsu (4) za 90° °Reflektira u glavni svjetlosni vodič (6). Glavna ploča vodilice svjetlosti ima uzorak ekranskih piksela, koji je optimiziran za svjetlosnu distribuciju LED izvora svjetlosti. Svjetlost iz drugog eliptičnog ogledala usmjerena je prema LCD ploči kroz glavnu svjetlosnu vodičnu ploču.

Kako bi se dodatno poboljšala uniformnost boja, mikroprizam je opremljen i na svjetlosnoj ulaznoj strani glavne svjetlosne vodičke ploče, koja funkcionira kako bi se povećala ugaona distribucija svjetlosti i time poboljšalo miješanje svjetlosnih boja.

Aluminijski film visoke reflektivnosti je napravljen na površini eliptičnog ogledala, a linije visoke reflektivnosti se koriste za povećanje reflektivnosti. Eliptično ogledalo čini optičku os koju je emitirala LED rotacija 90° u pogledu ravnine vodiča svjetlosti, pa je tako struktura izvora backlighta kompaktnija.

Ploča sa svjetlosnim vodičem u kombinaciji tipa LED backlight u ovom članku ima dijagonalu od 38cm, ima 34 LuxeomTM LED led leda, cijev bacač od 9mm, i vozačku snagu od 45W. Koristeći ovo LED backlight, postignuta je vršna svjetlina od 4300cd/m2.

Nova ploča vodiča za svjetlo u kombinaciji sa LED backlightom ima sljedeće prednosti:

-Lagana težina, tanka debljina, jaka i izdržljiva;

-Kompatibilan sa postoječom tehnologijom i mehanizmom proizvodnje za backlight;

-Može se kombinirati sa raznim pločama svjetlosnog vodiča, čak i ravnim ekranima sa montažnim pikselnim uzorcima i pločama svjetlosnog vodiča u obliku klina sa strukturom mikro-lica objektiva;

-Primjenjivi ekran ima veliki raspon veličine (25,4cm-5lcm), ali bacanje LED-a i dužina ploče vodiča svjetlosti mogu ostati nepromjenljivi;

-Fluks izlaznog svjetla svakog LED-a može se stalno povećavati, tako da se može postići data svjetlina bez povećanja broja LED-ova i smanjenja LED bacanja;

-Performanse miješanja boja mogu se lako poboljšati produženjem dužine ploče svjetlosnog vodiča.

LED osvetljenje je osvetljenje ivice. Kao ivice-svjetlo backlight, ima sljedeće tri karakteristike:

-Površina koja emitira svjetlost može odašiljati 360° duž njegove optičke osi;

-Veća površina može biti prekrivena tanjim objektivom;

-Može miješati boje sa jednostavnom strukturom.

Prethodno osvetljenje za EDGE-lit LCD ima sljedeće mane:

-Zato što je ploča sa svjetlosnim vodičem napravljena od akrila, povećat će težinu i povećati trošak kada se koristi u LCD televizorima velikih veličina (LCD-TV);

-Potisnuti i apsorbirati ultraljubičaste zrake;

-Kada se koristi za prikaz u boji, teško je koristiti crvene, zelene i plave LED-ove visoke snage u direktnom pozadinsko svjetlo.

Radi rješavanja gore navedenog problema i poboljšanja performansi LED backlighta. Sjedinjene Američke Države su surađivale sa Japanom, Holandijom i Malezijom na razvoju romana visoke svjetline direktne edge-lit LCD-TV LED backlight. U ovoj vrsti backlighta se ne koristi ploča vodica svjetlosti, već se led niz umjesto toga smješta u šupljinu iza LCD ploče. Sa ovakvom LED pozadinom, moguće je bolje kontrolirati uniformnost svjetline i boje uz održavanje dobre efikasnosti svjetlosti.

High-brightness direct LED backlight je sačinjavan od sljedećih dijelova:

(1) Dva linearna niza sačinjavanih od 48 LED-ova montirana na metalnu jezgru ispisanu ploču;

(2) Metalna kutija opremljena gore spomenutim LED nizom premazana je difuznim reflektivnim filmom na unutrašnjoj površini kutije. Pomicanje nesjajne površine LED-a iza filma može smanjiti reabsorpciju svjetlosti i postići visoku efikasnost svjetlosti;

(3) Komutator koji se nalazi iznad LED niza, njegova funkcija je spriječiti da LED odmakne od svjetlosti osi na putu prema ekranu. Komutator se može napraviti vrlo mali, kao što je 6mm, kako bi se spriječilo da štit utiče na LCD ekran, jer će ovaj efekat utjecati na svjetlinu LCD-a. Pošto je veličina komutatora drugačija, ona ima efekat od 6% do 40% na svjetlo koje se emitira iz LED-a. Istovremeno, ako je komutator napravljen mali, LED niz se može smestiti u obična i sažeta šupljina. Sve dok je komutator podešen, mogu se dobiti potrebne karakteristike visoke svjetline;

(4) Premazi difuznu emisijsku cifru na unutrašnjoj površini gore spomenute metalne kutije, koja može postići reflektivost od 30% do 40%;

(5) Film za poboljšanje svjetline koji se nalazi između LCD-ova koristi se za povećanje svjetline ekrana;

(6) Lamberska reflektirajuća šupljina iza LCD ploče ima zrcaljeni bocni zid. 80% svjetlosti koju emitira LED niz je unutar ±20° okomito na optičku os i ubrizgava se u reflektirajuću šupljinu na azimetu od 360°. Kada svjetlo učinkovito uđe u rupu pozadine, maksimalna mu je slobodna staza, a kada se usvoji odgovarajući LED pitch, dobro miješanje boja može se postići u svim smjerovima odmah iznad LED niza. Samo je oko 5% svjetla direktno iznad LED-a prema području ekrana. Kako bi se efekt boje umanjio direktno iznad LED-a, komutator se koristi za preusmjeravanje svjetla i povratak u LED i lambersku šupljinu, tako da se poveća prosječni potez ovog dijela svjetlosti, čime se stvara dodatno miješanje boja, smanjujući boju direktno iznad LED Efekt boje.

High-brightness direct LED backlight koji su razvile SAD, Japan, Holandija i Malezija se koristi za LCD-televizore s dijagonalom ekrana od 56cm, a veličina mu je 503mm×282mm. Ima dva ivice svjetlosna niza koji se sačinjava od 48 LED-ova, udaljenost između dva niza je 150mm, a udaljenost između LED-ova je 9mm. Među korištenim LED-ovima, ukupan fluks od 24 crvena LED leda je 1039lm, ukupan fluks 48 zelenih LED-ova je 2436lm, a ukupan fluks 24 plave LED-a je 109lm. Drive struja svih LED-ova je 350mA. Kada je temperatura boje bijele tačke pri temperaturi sobe 9000K, svjetlosna efikasnost je 33,2lm/W. Kada se film za poboljšanje svjetline ne koristi, backlight može postići visoku svjetlinu iznad 5000cd/m2: ako se koristi film za poboljšanje svjetline, može se postići svjetlina od 10000cd/m2. Kada se ovo LED backlight koristi u LCD-TV-u sa LCD panelom odašiljača od 5%, ovo drugo može imati svjetlinu od 500cd/m2. Performanse ove vrste backlighta i LCD-TV usvajanja ove vrste backlighta prikazane su u Tabeli 1.

Brzi razvoj LCD-TV tržišta uveliko je stimulirao istraživanje i razvoj LCD backlightsa. Pošto LED pozadinsko svjetlo za LCD ima prednosti života, gamuta u boji, brzinu modulacije i druge performanse i zaštitu okoliša, postala je popularna nova generacija LCD pozadinske svjetlosti, koja se trenutno energično razvija. Razvojni smjer LED backlighta je manja potrošnja energije i trošak, veći jačina svjetlosti, duži život, svjetliji, tanji i lakši. Sa napretkom mikromehanike, mikroelektronike i materijalne tehnologije, bit će još novih LED backlightova za LCD-ove u gore navedenom razvojnom smjeru.

TFT (Thin Film Transistor) LCD, ili tanki film polje efekta tranzistor LCD, je jedan od aktivnih matrica tipa tekući kristalni ekrani (AM-LCD).

Različit od TN tehnologije, TFT ekran usvaja metodu "back-through" iluminacije-imaginarni put izvora svjetlosti nije od vrha do dna kao TN tekući kristal, već od dna do vrha. Ova metoda je instaliranje specijalne svjetlosne cijevi na poleđini tekućih kristala, a izvor svjetlosti će prodrijeti prema gore kroz donji polarizer kada se ozrači. Budući da se gornje i donje međuslojeve elektrode mijenjaju u FET elektrode i zajedničke elektrode, kada su FET elektrode upaljene, promijenit će se i performanse molekula tekućih kristala. Svrha prikaza može se postići putem svjetlosnog štita i svjetlosnog prijenosa, a vrijeme odziva je uveličano na oko 80ms. Pošto ima veći odnos kontrasta i bogatije boje od TN-LCD-a, frekvencija ažuriranja ekrana je također brža, tako da je TFT obično poznat kao "prava boja".

U odnosu na DSTN, glavna osobina TFT-LCD-a je konfigurisanje poluvodiča za prebacivanje uređaja za svaki piksel. Zato što svaki piksel može biti direktno kontrolisan impulsima tačka. Stoga je svaki od dna relativno nezavisan i može se kontinuirano kontrolirati. Ova metoda dizajna ne samo da poboljšava brzinu odziva ekrana, već može precizno da kontroliše nivo sive ekrana, zbog čega je TFT boja realnija od DSTN.

Trenutno većina proizvođača notebook računara koristi TFT-LCD u svojim proizvodima. Rani TFT-LCD-ovi su uglavnom korišteni u proizvodnji notebook računara. Iako je TFT u to vrijeme imao velike prednosti u odnosu na DSTN, zbog tehničkih razloga, TFT-LCD je ipak imao veliki jaz sa tradicionalnim CRT ekranima u vremenu odziva, svjetlini i kutu gledanja. Osim toga, izuzetno nizak prinos doveo je do njegove visoke cijene, što desktop TFT-LCD čini nedostižnom omamljivač.

Međutim, uz kontinuirani razvoj tehnologije, kontinuirano poboljšanje stope prinosa, i nastanak nekih novih tehnologija, TFT-LCD-ovi su napravili veliki napredak u vremenu odziva, kontrastu, svjetlini i gledanju uglova, približavajući ih tradicionalnom jazu CRT monitora. Danas je vrijeme odziva većine mainstream LCD monitora poboljšano na ispod 50ms, što je utilo put da LCD postane mainstream.