Type de rétroéclairage LCD et avantages et inconvénients (LCD, CCFL, LED)

Principe d'affichage à rétroéclairage à cristaux liquides La plus grande différence entre les cristaux liquides et le plasma est que les cristaux liquides doivent reposer sur une source lumineuse passive, tandis que la télévision à écran plasma est un dispositif d'affichage électroluminescent actif. La technologie de rétroéclairage LCD grand public actuellement sur le marché comprend LED (diode électroluminescente) et CCFL (fluorescence à cathode froide)

Lampe) Deux types.

Lampe fluorescente à cathode froide (CCFL)

Les écrans à cristaux liquides traditionnels utilisent le rétroéclairage CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp). Il existe deux principaux types de conceptions de rétroéclairage CCFL :"side-type" ; et"de type direct". Cependant, la conception du guide de lumière de type latéral augmente le taux de photoréfraction, ce qui à son tour limite la luminosité du rétroéclairage. Plus la taille du panneau est grande, plus la luminosité est faible. Plus il est faible, il ne convient qu'aux panneaux LCD TFT de 8 à 15 pouces, c'est-à-dire à des fins de visualisation personnelles telles que les ordinateurs portables et les ordinateurs de bureau. Cependant, lorsque vous regardez de grands téléviseurs LCD à la maison, la luminosité du type à éclairage latéral sera difficile à atteindre. Au lieu de cela, c'est tout droit vers le bas.

Cependant, plus la taille de l'écran LCD est grande, plus la proportion du coût de son module de rétroéclairage est élevée, qui fait référence au module de rétroéclairage CCFL de type direct. Selon les statistiques, il en va de même pour l'utilisation du module de rétroéclairage CCFL de type direct. Le module de rétroéclairage ne représente que 23 % du coût global en pouces, mais il passe à 37 % sur 30 pouces, et on estime que lorsqu'il atteint 57 pouces, le coût du module de rétroéclairage atteindra 50 %. Par conséquent, le rétroéclairage CCFL déroulant ne convient que pour une utilisation dans un téléviseur LCD de taille moyenne d'environ 30 pouces et ne convient pas pour une utilisation dans une conception de plus grande surface. Parallèlement, le CCFL utilise des décharges de mercure pour produire de l'éclairage. Bien que la réglementation RoHS actuelle établie par l'Union européenne, tant que la dose de"mercure" est en dessous de la norme, c'est toujours acceptable, mais personne ne peut garantir que la norme pourra être augmentée à zéro à l'avenir (pas du tout autorisé. Utilisation), alors le CCFL ne pourra pas utiliser, ou doit être changé en mercure -CCFL gratuit.

Même si le CCFL sans mercure est techniquement réalisable, le CCFL reste un éclairage électronique à décharge gazeuse avec un tube fluorescent fermé. La résistance du tube fluorescent aux forces extérieures est limitée. Un impact important brisera le tube fluorescent et rendra l'éclairage inefficace. Les autres éclairages électroniques à semi-conducteurs (tels que les LED) n'ont pas de tels problèmes. De plus, comme le type à goutte directe ne nécessite pas de plaque de guidage de lumière et est relativement exempt de problèmes de photoréfraction, il ne nécessite pas de film d'amélioration de la luminosité, en particulier le film d'amélioration de la luminosité est une technologie brevetée de quelques entreprises, et le prix est cher. Panneau lumineux et film d'amélioration de la luminosité, ce qui contribue à réduire les coûts.

Cependant, la liste déroulante CCFL a aussi ses défauts. Afin d'augmenter la luminosité de l'image, le nombre de conduits lumineux doit être augmenté. Cependant, le résultat d'une disposition trop rapprochée des conduits de lumière ne favorisera pas la dissipation de la chaleur. Étant donné que la distance entre les phases gauche et droite est réduite, la dissipation thermique doit être augmentée à partir du niveau d'épaisseur. L'espace, cependant, l'augmentation de l'épaisseur équivaut également à compenser partiellement les avantages du téléviseur LCD : léger et fin.

Incidemment, lors de l'utilisation d'un tube lumineux CCFL sur un téléviseur LCD de grand pouce, la longueur du tube lumineux doit également augmenter en réponse à l'augmentation du nombre de pouces. Cependant, pour un tube lumineux CCFL plus long, la position médiane et les deux extrémités du tube lumineux seront Le problème de luminosité MURA et de couleur MURA est facile à se produire, ce qui affecte l'uniformité de la lumière du rétro-éclairage. Afin de maintenir l'uniformité de la lumière, un film de diffusion doit être utilisé pour améliorer l'uniformité de la lumière, mais le film de diffusion entraînera également la perte de transmission de la lumière. Pour réduire la luminosité, le résultat de la luminosité réduite doit être renforcé en augmentant le nombre de conduits de lumière, mais comme mentionné précédemment : l'ajout de conduits de lumière rendra plus difficile la conception de la dissipation thermique, augmentera l'épaisseur du module de rétroéclairage et même augmenter la consommation d'énergie. Il est entendu que la consommation électrique des modules de rétroéclairage CCFL a représenté 90 % de la consommation électrique totale des téléviseurs LCD. Par conséquent, changer la technologie de rétroéclairage est l'une des directions actuelles pour changer la qualité de l'image LCD.

Diode électroluminescente (diode électroluminescente ; LED)

Étant donné que le rétroéclairage CCFL a de nombreux effets secondaires et doutes, l'industrie recherche également une variété de nouvelles technologies de mise en œuvre de rétroéclairage, et la LED est l'une des solutions réalisables, telles que les téléviseurs de la série Qualia de Sony, qui sont de grande taille haut de gamme ( 40 pouces, 46 pouces) TV LCD, dont la partie rétro-éclairée est en WLED, est appelée technologie de rétro-éclairage WLED. La recherche et le développement de la technologie de rétroéclairage LED sur les moniteurs LCD ont également atteint un stade important. Nous pouvons déjà voir des affichages de produits connexes à l'exposition 2007 CES.

Le rétroéclairage LED présente de nombreux avantages. Tout d'abord, l'éclairage électronique à semi-conducteurs. Sa résistance aux chocs est supérieure à celle du CCFL. Il n'y a aucune préoccupation concernant les réglementations de protection de l'environnement du gaz mercure, aucune préoccupation concernant les fuites de rayons ultraviolets UV, et il dépasse la saturation des couleurs et la durée de vie. CCFL, de plus, les LED peuvent être pilotées tant qu'elles sont pilotées par une tension positive. Contrairement au CCFL, qui nécessite une alternance de tensions positives et négatives, même si seule la tension de commande positive est utilisée, le niveau de demande des LED est inférieur à celui du CCFL. De plus, la luminosité de la LED ne peut être ajustée que par modulation de largeur d'impulsion (PWM), et la même méthode peut être utilisée pour supprimer le problème d'image rémanente sur l'écran LCD TFT. Cependant, le réglage de la luminosité du CCFL est plus compliqué. Et l'image rémanente ne peut pas être supprimée, elle doit être supprimée d'une autre manière.

Bien que le rétroéclairage LED présente de nombreux avantages, il a aussi ses inconvénients. Le premier est l'efficacité lumineuse. En termes de même consommation d'énergie, la LED n'est pas aussi bonne que la CCFL, donc le problème de dissipation de chaleur sera plus sérieux que la CCFL. De plus, la LED est une source lumineuse ponctuelle, similaire au type linéaire du CCFL'. La source lumineuse est plus difficile à contrôler l'uniformité de la lumière que la source lumineuse réelle. Afin d'obtenir la plus grande uniformité de lumière possible, les caractéristiques des LED produites doivent être soigneusement sélectionnées, et un grand nombre de LED ayant les mêmes caractéristiques (longueur d'onde, luminosité) sont utilisées pour le même rétroéclairage. Parmi elles, le coût de cette la sélection est également assez élevée. Heureusement, l'efficacité lumineuse des LED continue de s'améliorer. Actuellement, il peut atteindre plus de 100 ml/W. De cette façon, la saturation des couleurs peut être meilleure et l'agencement WLED du rétroéclairage peut être plus détendu, atténuant ainsi les problèmes de consommation d'énergie et de dissipation de chaleur. Et une fois que le taux de rendement de fabrication continue de s'améliorer et de mûrir, le coût de la sélection minutieuse de LED avec des caractéristiques de luminosité constantes sera également réduit.

Changer la technologie de rétroéclairage à lui seul peut ne pas suffire à déclencher une révolution dans l'écran LCD, alors laissez's examiner les autres développements de la technologie LCD. OLED (Organic Light Emitting Diode) est une diode électroluminescente organique. La technologie d'affichage OLED est différente des méthodes d'affichage LCD traditionnelles. Il ne nécessite pas de rétroéclairage et utilise une très fine couche de matériaux organiques et un substrat de verre. Lorsqu'un courant les traverse, ces matières organiques émettent de la lumière. De plus, l'écran d'affichage OLED peut être rendu plus léger et plus fin, avec un angle de vision plus large, et peut considérablement économiser de l'énergie. Cependant, sa durée de vie et son prix actuels sont les goulots d'étranglement qui limitent son développement en LCD.

OLED est une autre technologie d'application de panneaux qui a attiré l'attention, et la réalisation de panneaux de petite taille est antérieure. Selon les plans des clients, il y aura plus de modèles qui sortiront de 2008 à 2009, mais les sous-panneaux seront toujours les principaux, et même si les modèles et les livraisons ont considérablement augmenté par rapport à aujourd'hui, la part de marché ne dépassera pas 10 %. . L'OLED était à l'origine plus fin et avait de meilleures conditions que le TFT-LCD en termes de contraste, d'angle de vision et d'économie d'énergie. Il a toujours été apprécié par l'industrie car il remplacera le TFT-LCD, et il a également investi dans la recherche et le développement au cours des premières années. Cependant, d'une part, la technologie OLED a rencontré des goulots d'étranglement et le problème de la durée de vie doit être surmonté ; d'autre part, la technologie TFT-LCD continue de s'améliorer et peut désormais fournir d'excellents angles de contraste et de vision, ce qui fait que la demande OLED n'a pas été considérablement augmentée et que le marché est petit et excédentaire , se limite à la concurrence des prix ; les entreprises qui ont initialement investi peuvent difficilement échapper au sort de la dissolution et de la réduction des effectifs. Dans le passé, Taiwan Shenghua Technology a investi dans la création de Shengyuan pour investir dans la recherche et le développement OLED. Voyant que OLED et TFT-LCD ne peuvent pas rivaliser, la différence de coût est particulièrement importante. En termes de spécifications, le TFT-LCD peut facilement atteindre un angle de vision de 170 degrés, un contraste de 500:1 et une luminosité. Il peut être augmenté ou affiné. Bien que la vitesse de réaction soit relativement inférieure, elle peut atteindre la plage acceptable pour l'œil humain. Par conséquent, Shengyuan a également été fermé, ne laissant que quelques membres du personnel R& D à retourner à Shenghua pour développer des matériaux. À l'avenir, si la durée de vie et le prix des OLED peuvent être grandement améliorés, il y a encore une chance ; à ce stade, elle se limite aux produits aux caractéristiques particulières et met l'accent sur la nécessité d'être innovant ; le moment pour les grandes quantités n'a pas encore été vu.

Et le panneau de diodes électroluminescentes organiques à matrice active (AMOLED) AMOLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode) est appelé la prochaine génération de technologie d'affichage, y compris Samsung Electronics, Samsung SDI, LG Philips attachent tous une grande importance à cette nouvelle technologie d'affichage. À l'heure actuelle, à part Samsung Electronics et LG Philips se concentrant sur le développement de produits AMOLED de grande taille, Samsung SDI et AUO se concentrent tous sur les petites et moyennes tailles. D'après les performances actuelles des produits finis, si le coût de l'AMOLED peut être contrôlé efficacement, la technologie traditionnelle des panneaux LCD sera fortement mise à l'épreuve.

Un des avantages de l'AMOLED : pas besoin de rétroéclairage

Un des avantages de l'AMOLED : une plus grande saturation des couleurs

L'un des avantages de l'AMOLED : il peut atteindre l'angle de vision de 180 degrés des dalles IPS ou VA

L'un des avantages d'AMOLED : Résoudre efficacement le problème du flou dynamique de l'écran LCD

Parmi les quatre avantages OLED ci-dessus, nous accordons une attention particulière à la quatrième caractéristique du produit, car tous les moniteurs LCD de bureau actuellement sur le marché ne peuvent pas résoudre le problème du flou dynamique des écrans à cristaux liquides. Le flou dynamique de l'image de l'écran LCD fait généralement référence au phénomène de contours flous lors du changement d'écran. Il y a deux raisons au phénomène de flou dynamique de l'image. L'un est le temps de réponse des cristaux liquides et la rémanence du phosphore, et l'autre est le lecteur TFT, comme le contrôle d'image de la méthode Hold.

Hold est la principale cause des images dynamiques floues

Le soi-disant"Hold mode" Le mode d'affichage consiste à afficher une image Frame dans un certain laps de temps. Dans un écran de télévision, ce temps de maintien est équivalent à une période verticale (16,7 millisecondes). D'une manière générale, tout le monde sait très bien que le temps de réponse de l'écran LCD est très important pour l'affichage dynamique des images, car pour les téléviseurs LCD, le temps de conversion d'une image est d'environ 16,7 ms. Le temps de réponse des téléviseurs LCD peut donc être inférieur à 16,7 ms. , pour les performances d'image de l'image dynamique C'est très important. Cependant, il existe une autre situation où même si le temps de réponse du cristal liquide est de 0 ms (ce qui est peu probable et difficile), le flou ne disparaîtra pas. C'est parce que l'écran LCD utilise la"Méthode de maintien" méthode pour afficher les images. D'après certains rapports expérimentaux, on peut savoir que l'animation affichée à l'écran à l'aide du"Maintenez" méthode va secouer à gauche et à droite sur la rétine. Ces secousses s'accumulent avec le temps et l'image dynamique semble floue. Comme pour l'amélioration du temps de réponse des cristaux liquides, il est nécessaire de développer une méthode d'affichage qui raccourcit le"Hold" temps. Selon la situation mentionnée ci-dessus, le flou d'image dynamique de l'écran à cristaux liquides ne peut pas être exprimé par la mesure utilisée pendant une longue période, c'est-à-dire le temps de réponse des cristaux liquides du blanc au noir et du noir au blanc.

Améliore le flou de l'image dynamique causé par le temps de maintien

Si le temps de réponse est un panneau à cristaux liquides de contrôle idéal (temps de maintien 100 %) avec un temps de réponse de 0 ms, le MPRT est de 16,7 ms (la fréquence est de 60 Hz). Lorsque le temps de maintien est de 50 %, le MPRT est d'environ 8,3 ms ; lorsque le temps de maintien est de 25 %, le MPRT est de 4,2 ms. Le MPRT d'un LCD général est inférieur à 8 ms ; s'il s'agit d'un écran LCD avec des exigences de qualité d'image élevées pour les produits commerciaux, le MPRT peut être estimé à moins de 4 ms. Comme mentionné ci-dessus, MPRT contient deux éléments principaux : le temps de réponse des cristaux liquides et le temps de maintien. Par conséquent, si la qualité d'affichage de l'image doit être obtenue, on espère que le temps de réponse des cristaux liquides sera inférieur à la valeur ci-dessus. Parmi les méthodes permettant d'améliorer le temps de réponse des cristaux liquides, il existe des modes dynamiques à grande vitesse tels que OCB, IPS et VA, ainsi que la conduite surmultipliée, etc. Maintenant, les téléviseurs LCD qui valorisent la qualité d'image ont mis ces méthodes en production. Il existe deux manières d'améliorer le flou de l'image dynamique causé par le temps de maintien. L'une consiste à désactiver la source de rétroéclairage en fonction de la fréquence de l'écran, et l'autre est la méthode d'affichage à double vitesse utilisant la technologie de compensation de mouvement. La première méthode spécifique consiste à utiliser le scintillement du rétro-éclairage et l'insertion du signal noir. Parmi ces deux technologies, la plus intéressante est la technologie de compensation dynamique. Les méthodes d'affichage intermittent telles que la désactivation du rétroéclairage et l'insertion de signal noir peuvent améliorer le flou de l'image dynamique et sont relativement simples à mettre en œuvre. Mais dans le cas d'un grand écran et d'une luminosité élevée, il est facile de provoquer un scintillement de l'écran. En revanche, le procédé d'affichage à double vitesse de compensation dynamique peut améliorer le flou dynamique de l'image sans augmenter le scintillement de l'image, mais il n'a pas été facile à mettre en œuvre jusqu'à présent car il nécessite un circuit de traitement de signal à grande échelle.