Co je TFT LCD a jaký je jeho význam? Co je třeba dodržovat při použití LED podsvícení na LCD displeji?

V současných zařízeních s plochým displejem (FED) zaujímají lcd displeje běžnou polohu a většina stávajících zařízení LCD je průsvitná. Pro tato pomíjevá LCD zařízení je podsvícení jejich nepostradatelnou součástí.

V LCD podsvícení, i když v současné době dominují studené katodové zářivky (CCFL), mají LED diody výhody širokého barevného gamutu, nastavitelného bílého bodu, vysoké rychlosti stmívání a dlouhé životnosti, takže byly nedávno vyvinuty jako nový typ LCD podsvícení Zdroj, dobře byl použit v některých stolních LCD monitorech a LCD televizorech.

LED podsvícení pro LCD (dále jen "LED podsvícení" je nový typ technologie podsvícení s mnoha typy, ale nebyl široce používán v LCD zařízeních, protože stále existují technické nebo nákladové problémy, které je třeba vyřešit. Pro některé praktičtější zdroje podsvícení LED je tento článek představí v následujících odstavcích.

Důležitým způsobem, jak zlepšit podsvícení LCD, je zlepšení účinnosti světla, a tím zvýšení poměru výstupního světla obrazovky k výstupnímu světlu světelného zdroje. Statické osvětlení LCD podsvícení je jedním z nich. Hlavním principem je, že každý dílčí pixel LCD je osvětlen pouze odpovídajícím barevným prvkem (obrázek 1), čímž se eliminuje potřeba barevných filtrů a zvyšuje se účinnost světla. .

Na displeji LCD se statickým osvětlením je pod vrstvou pixelu instalováno mikrolenové pole a každý pixel odpovídá mikrolenům. Zde použitý zdrojový osvětlovací systém podsvícení jsou tři primární barvy, které se dívají přímo na zdroj podsvícení, a světelný zdroj každé barvy je zobrazen na odpovídajícím dílčím pixelu a studna je promítána na obrazovku displeje prostřednictvím projekční čočky.

Pro dosažení dostatečného jasu na displeji a zlepšení rovnoměrnosti displeje: V tomto LCD zařízení se používá prvek lomu světla a celková vnitřní odrazka (TIR) klínovitá vodicí deska světla a vodicí deska světla má vhodnou lomovou vrstvu.

Statické osvětlení podsvícení obvykle používá tři CCFL, červené, zelené a modré. Nedávno vyvinutý statický LCD podsvícení používá jako zdroj podsvícení LED diody.

U LCD zařízení se statickým podsvícením je výstup úhlu rozložení světla klínovým světelným potrubím TIR 70°-90°. Použití tohoto druhu podsvícení eliminuje ztrátu světla způsobenou barevným filtrem (barevný filtr je vynechán) a proužek zařízení dosahuje trojnásobku prosazení tradičního LCD. Zároveň může toto podsvícení zjednodušit strukturu zařízení a snížit spotřebu energie.

Aby se dále snížila ztráta světla světelného zdroje a zlepšil úhel rozložení světla, aby se odstranilo znečištění životního prostředí způsobené použitím rtuti, stala se nahrazení CCFL LED jako zdroje podsvícení zařízení vývojovým trendem statického osvětlení LCD podsvícení. V současné době jsou podsvícení LED statického osvětlení úspěšně používána v LCD zařízeních s úhlopříčkou XGA 33 cm. Vzhledem k tomu, že spotřeba energie tohoto zařízení je výrazně snížena, je velmi vhodná pro aplikace s vysokým jasem.

Použití červených, zelených a modrých LED diod jako zdrojů podsvícení LCD může dosáhnout vynikající kvality barev, snížit spotřebu energie a vyhnout se znečištění životního prostředí způsobenému používáním rtuti. Pro dosažení dostatečně dlouhé životnosti je nutné řídit barevnou teplotu bílého světla.

Nedávno byl vyvinut zdroj podsvícení LCD typu zpětné vazby používající červené, zelené a modré LED jako zdroj světla a barevný senzor a regulátor zpětné vazby. S tímto druhem podsvícení bylo dosaženo stability barev a nepřetržité stability jasu "0,02 a bílý bod a jas zařízení mohou být také libovolně ovládány.

Systém zpětného led podsvícení se skládá ze čtyř hlavních funkčních modulů, kterými jsou senzor s barevným filtrem, regulátor zpětné vazby, ovladač LED modulace šířky impulsu (PWM) a červený, zelený a modrý prvek světelného pole lux-eonTM LED.

LED diody používané v LED světelném zdroji jsou luxeonové indium nitřídové (InGaN) modré světelné trubice a trubky zeleného světla a hliníkové indium gallium fosfid (AllnGaP) červené světelné trubice, které jsou vysoce výkonné a vysoce účinné. Obrázek 5 je výkon emisní spektrální čáry těchto zdrojů led podsvícení a obrázek 6 je typickým výkonem životnosti při teplotě 85 °C. Tento druh podsvícení má velmi nízký dynamický odpor a je poháněn konstantním proudem PWM a světelný výstup světelného zdroje je úměrný šířce impulsu PWM. Tento světelný zdroj má výhody širokého barevného gamutu, nastavitelné chromatičnosti a ochrany životního prostředí.

Zde použitý senzor se skládá ze tří fotodiod s vrstvou barevného filtru namontované v jednom prvku a deskou plošných spojů se vzájemným zesílením impedance. Vrstva barevného filtru senzoru má přibližnou hodnotu CIE193lXyzCMF. Pomocí tohoto senzoru lze získat výstupní napětí pro měření sálavým výkonem. Před podáváním získaného napětí do regulátoru je napětí systémem zprůměrováno.

Tento ovladač je spínací napájecí zdroj, který může zvýšit a snížit vstupní napětí. Skládá se z spínací zesilovače napěťového proudu a potřebných obvodů, které mohou předem zpracovat vysokofrekvenční PWM 600Hz používané v LCD systémech. Aby nedošlo k nadměrnému elektromagnetickému rušení, ztrátě energie a zvýšení nákladů, není na tomto disku žádná zpětná vazba.

Regulátor zpětné vazby se skládá ze tří částí, a to ovladače barev, regulátoru faktoru práce a regulátoru intenzity světla. Regulátor barev má citlivé integrované pole pro kompenzaci výstupní chyby ze senzoru, čímž udržuje výstupní chromatičnost konstantní. Jádrem regulátoru intenzity světla je citlivá matice, která má funkci převodu výstupu senzoru na faktor zatížení LED proudem a udržuje vztah mezi výstupním jasem a teplotou a konstantou chromatičnosti za všech okolností. To lze měřit z Get in.

Pomocí led podsvícení typu zpětné vazby může LED zařízení dosáhnout barevného posunu "0,003A△u'v" v teplotním rozsahu 25 °C ~ 70 ° C a může dosáhnout přijatelné barevné stability: při zpracování signálu optické zpětné vazby V současné době není potřeba velký výkon před zpracováním. Kromě toho, jak bylo uvedeno výše, má to výhody barevné škály a ochrany životního prostředí.

Pokud se v systému podsvícení LCD používají červené, zelené a modré LED diody s vysokým jasem, je nutné zařízení pro míchání barev, aby se barvy smíchaly dříve, než se světlo ze zdroje světla dostane na LCD panel. V tradičním LCD podsvícení se barevné míchání provádí v vodítku světla, které extrahuje strukturu (bílý povlak nebo mikroleny) nezávisle na optické ose. Pro osvětlení celé zobrazovací plochy je nutné použít dvě světelné vodicí desky, které ztěžknou a ztloustnou zdroj podsvícení a také znevýhodní jas a chromatičnost vodicí desky světla.

Za účelem překonání výše uvedených nedostatků Nizozemsko nedávno vyvinulo nové LED podsvícení, které kombinuje samostatnou smíšenou vodicí desku světla s tradiční světelnou vodicí deskou.

Podsvícení se skládá z LED světelného zdroje (1), prvního eliptického zrcátka (2), vodicí desky smíšené barvy světla (3), druhého eliptického zrcadla (4), reflexní fólie (5), hlavní vodicí desky světla (6), kalibrační a polarizační řídicí fólie (7), rámu (8) a chladiče (9). Tyto části jsou reprezentovány výše uvedenými čísly na číslech 7 a 8.

Při práci se světlo vyzařované led světelným zdrojem (1) odráží první elipsou (2) při 90° a připoutá se k vodicí desce světla smíšené barvy (3). Světlo se smíchá s odpovídajícím bílým světlem smíšenou světelnou vodicí deskou a poté se schoulí do druhé elipsy (4) po dobu 90 ° °Odraženo do hlavního vodítka světla (6). Hlavní vodicí deska světla má vzor obrazových bodů obrazovky, který je optimalizován pro rozložení světla zdroje LED světla. Světlo z druhého eliptického zrcadla směřuje k LCD panelu přes hlavní vodicí desku světla.

Pro další zlepšení rovnoměrnosti barev je mikroprism také vybaven na světlé vstupní straně hlavní vodicí desky světla, která funguje pro zvýšení úhlového rozložení světla, čímž se zlepšuje míchání světlých barev.

Na povrchu eliptického zrcadla se vytříská hliníkový film s vysokou odrazivostí a ke zvýšení odrazivosti se používají čáry s vysokou odrazivostí. Eliptické zrcadlo činí optickou osu vyzařované LED otočením o 90° vzhledem k rovině vedení světla, čímž se struktura zdroje podsvícení zhutní.

Podsvícení LED kombinovaného typu světelného vedení v tomto článku má úhlopříčku 38 cm, má 34 LED diod LuxeomTM, rozteč trubek 9 mm a hnací výkon 45 W. Pomocí tohoto LED podsvícení bylo dosaženo špičkového jasu 4300cd/m2.

Nová světelná vodicí deska v kombinaci s LED podsvícením má následující výhody:

●Lehká hmotnost, tenká tloušťka, silná a odolná;

●Kompatibilní se stávající technologií podsvícení a výrobním mechanismem;

●Lze jej kombinovat s různými světelnými vodicími deskami, dokonce i plochými obrazovkami s prefabrikované pixelové vzory a klínovými světelnými vodicími deskami se strukturou objektivu s mikroobrazem;

●Příslušná obrazovka má velký rozsah velikostí (25,4 cm-5lcm), ale rozteč LED a délka vodicí desky světla mohou zůstat nezměněny;

●Výstupní světelný tok každé LED diody lze neustále zvyšovat, aby bylo možné dosáhnout daného jasu bez zvýšení počtu LED diod a snížení rozteče LED;

●Výkon míchání barev lze snadno zlepšit prodloužením délky světelné vodicí desky.

Podsvícení LED je podsvícení s hranou. Jako podsvícení s hranami má následující tři vlastnosti:

●Plocha výstupu světla může vyzařovat 360° podél své optické osy;

●Větší plochu lze pokrýt tenčím objektivem;

●Může míchat barvy s jednoduchou strukturou.

Předchozí podsvícení pro lcd displej osvětlený hranami má následující nevýhody:

●Vzhledem k tomu, že světelná vodicí deska je vyrobena z akrylu, zvýší hmotnost a zvýší náklady při použití ve velkých LCD televizorech (LCD-TV);

●Potlačit a absorbovat ultrafialové paprsky;

●Při použití pro barevný displej je obtížné používat vysoce výkonné červené, zelené a modré LED diody v přímém podsvícení.

Abychom vyřešili výše uvedené problémy a zlepšili výkon LED podsvícení. Spojené státy spolupracovaly s Japonskem, Nizozemskem a Malajsií na vývoji nového přímého led podsvícení LCD-TV s vysokým jasem. V tomto druhu podsvícení se vodicí deska světla neuvádí, ale místo toho je v dutině za LCD panelem umístěno LED pole. S tímto druhem LED podsvícení je možné lépe ovládat rovnoměrnost jasu a barvy při zachování dobré účinnosti světla.

Přímé LED podsvícení s vysokým jasem se skládá z následujících částí:

(1) Dvě lineární pole složená ze 48 LED diod namontovaných na kovovém jádru desky plošných spojů;

(2) Kovová skříň vybavená výše uvedeným LED polem je na vnitřním povrchu krabice potažena difuzní odraznou fóií. Pohyb nesvítivého povrchu LED diody za filmem může snížit reabsorpci světla a dosáhnout vysoké účinnosti světla;

(3) Komutátor umístěný nad LED polem, jeho funkcí je zabránit tomu, aby se LED dioda odchýlí od světla osy na cestě k obrazovce. Komutátor může být velmi malý, například 6 mm, aby se zabránilo tomu, že stínění ovlivní LCD obrazovku, protože tento efekt ovlivní jas LCD. Vzhledem k tomu, že velikost komutátoru je odlišná, má vliv 6% až 40% na světlo vyzařované z LED. Současně, pokud je komutátor malý, led pole může být umístěno do běžné a stručné dutiny. Dokud je komutátor nastaven, lze získat požadované vlastnosti vysokého jasu;

(4) Na vnitřní povrch výše uvedené kovové krabice natřete difúzní emisní film, který může dosáhnout odrazivosti 30 % až 40 %;

(5) Film pro zvýšení jasu umístěný mezi LCD se používá ke zvýšení jasu obrazovky;

(6) Lambertova reflexní dutina za LCD panelem má zrcadlovou boční stěnu. 80% světla vyzařovaného LED polem je v rozmezí ±20° kolmé k optické ose a vstřikuje se do odrazné dutiny v azimutu 360°. Když světlo vstoupí do otvoru podsvícení efektivně, jeho volná dráha je maximalizována a při přijetí vhodného LED rozteč lze dosáhnout dobrého míchání barev ve všech směrech bezprostředně nad LED polem. Přímo nad LED diodou směrem k oblasti obrazovky je pouze asi 5% světla. Aby se minimalizoval účinek barvy přímo nad LED, komutátor se používá k přesměrování světla a návratu do LED a Lambertovy dutiny, takže průměrný zdvih této části světla se zvyšuje, čímž se vytváří další míchání barev, čímž se barva snižuje přímo nad LED Barevný efekt.

Přímé LED podsvícení s vysokým jasem vyvinuté Spojenými státy, Japonskem, Holandskem a Malajsií se používá pro LCD televizory s úhlopříčkou 56 cm a jeho velikost je 503 mm×282 mm. Má dvě pole hranového světla složená ze 48 LED, vzdálenost mezi oběma poli je 150 mm a vzdálenost mezi LED diodami je 9 mm. Mezi použitými LED diodami je celkový světelný tok 24 červených LED 1039lm, celkový světelný tok 48 zelených LED je 2436lm a celkový světelný tok 24 modrých LED je 109lm. Proud pohonu všech LED diod je 350mA. Pokud je teplota bílé bodové barvy při pokojové teplotě 9000 K, účinnost světla je 33,2lm / W. Pokud film s vylepšením jasu není použit, podsvícení může dosáhnout vysokého jasu nad 5000cd / m2: pokud se používá film pro zvýšení jasu, lze dosáhnout jasu 10000cd / m2. Pokud se toto LED podsvícení používá v LCD televizoru s proutěností LCD panelu 5%, může mít jas 500cd /m2. Výkon tohoto druhu podsvícení a LCD-TV, které přijímají tento druh podsvícení, jsou uvedeny v tabulce 1.

Rychlý rozvoj trhu LCD-TV výrazně stimuloval výzkum a vývoj LCD podsvícení. Vzhledem k tomu, že LED podsvícení pro LCD má výhody života, barevného gamutu, rychlosti modulace a dalšího výkonu a ochrany životního prostředí, stalo se populární novou generací LCD podsvícení, které se v současné době intenzivně vyvíjí. Směr vývoje LED podsvícení je nižší spotřeba energie a náklady, vyšší intenzita světla, delší životnost, jasnější, tenčí a lehčí. S rozvojem mikromechaniky, mikroelektroniky a materiálové technologie bude ve výše uvedeném směru vývoje více nových LED podsvícení pro LCD.

TFT (Thin Film Transistor) LCD, neboli tenkožový efektový LCD displej s plochým polem, je jedním z aktivních displejů z tekutých krystalů typu matrix (AM-LCD).

Na rozdíl od technologie TN, TFT displej přijímá metodu "back-through" osvětlení - pomyslná cesta světelného zdroje není shora dolů jako tekutý krystal TN, ale zdola nahoru. Touto metodou je instalace speciální světelné trubky na zadní straně tekutého krystalu a světelný zdroj pronikne nahoru spodním polarizátorem při ozáření. Vzhledem k tomu, že horní a dolní mezivrstvové elektrody se mění na FET elektrody a běžné elektrody, při zapnutí elektrod FET se změní i výkon molekul tekutých krystalů. Účelu zobrazení lze dosáhnout světelným stíněním a přenosem světla a doba odezvy se výrazně zvyšuje na přibližně 80 mm. Vzhledem k tomu, že má vyšší kontrastní poměr a bohatší barvy než TN-LCD, frekvence aktualizace obrazovky je také rychlejší, takže TFT je obecně známá jako "skutečná barva".

Ve srovnání s DSTN je hlavním rysem TFT-LCD konfigurace polovodičového spínací zařízení pro každý pixel. Protože každý pixel může být přímo ovládán bodovými pulsy. Proto je každý uzel relativně nezávislý a může být průběžně řízen. Tato metoda návrhu nejen zlepšuje rychlost odezvy obrazovky displeje, ale také může přesně ovládat úroveň šedého displeje, což je důvod, proč je barva TFT realističtější než DSTN.

V současné době většina výrobců notebooků používá ve svých produktech TFT-LCD. Rané TFT-LCD byly používány hlavně při výrobě notebooků. Ačkoli TFT měl v té době velké výhody oproti DSTN, z technických důvodů měl TFT-LCD stále velkou mezeru s tradičními CRT displeji v době odezvy, jasu a pozorovacím úhlu. Extrémně nízký výnos navíc vedl k jeho vysoké ceně, což z stolního TFT-LCD dělá nedosažitelný omračovač.

S neustálým vývojem technologií, neustálým zlepšováním výtěžnosti a vznikem některých nových technologií však TFT-LCD dosáhly velkého pokroku v době odezvy, kontrastu, jasu a pozorovacích úhlech, čímž se přiblížily tradiční mezerě monitorů CRT. V současné době se doba odezvy většiny běžných LCD monitorů zlepšila pod 50 mm, což připravilo cestu k tomu, aby se LCD stal hlavním proudem.