TFT LCD nima va uning ma'nosi nima? LCD displeyida LED yoritgichidan foydalanishda nimalarga rioya qilish kerak?

Hozirgi tekis panelli displey (FED) qurilmalarida LCD displey qurilmalari asosiy holatni egallaydi va mavjud bo'lgan LCD qurilmalarining aksariyati transmissivdir. Ushbu transmissiv LCD qurilmalar uchun orqa yorug'lik ularning ajralmas qismidir.

LCD yoritgichlarida, hozirda sovuq katodli lyuminestsent lampalar (CCFL) ustunlik qilsa-da, LEDlar keng rangli gamut, sozlanishi oq nuqta, yuqori xiralashish tezligi va uzoq umr ko'rishning afzalliklariga ega, shuning uchun ular yaqinda LCD yoritgichlarining yangi turi sifatida ishlab chiqilgan, ba'zi ish stoli LCD monitorlarida va LCD televizorlarida ishlatilgan.

LCD uchun LED yoritgichi (bundan keyin LED yoritgichi) - bu ko'plab turlarga ega bo'lgan orqa yorug'lik texnologiyasining yangi turi, ammo u LCD qurilmalarida keng qo'llanilmagan, chunki haligacha texnik yoki xarajatlar bilan bog'liq muammolar mavjud. Bir nechta amaliy LED yoritgich manbalari uchun ushbu maqola ularni quyidagi xatboshilarda taqdim etadi.

Yorug'lik samaradorligini oshirish, shu bilan ekranning chiqadigan yorug'ligini yorug'lik manbai chiqish nuriga nisbatini oshirish LCD orqa yorug'ligini yaxshilashning muhim usuli hisoblanadi. Statik yoritish LCD orqa nuri ulardan biri. Asosiy printsip shundan iboratki, LCD-ning har bir kichik pikselini faqat unga mos keladigan rang elementi yoritadi (1-rasm), shu bilan rangli filtrlarga ehtiyoj yo'q bo'lib, yorug'lik samaradorligi yaxshilanadi. .

Statik yoritish yoritgichi bo'lgan LCD displeyda piksellar qatlami ostida mikrolenslar qatori o'rnatiladi va har bir piksel mikrolensga to'g'ri keladi. Bu erda ishlatiladigan orqa yorug'lik manbai yoritish tizimi to'g'ridan-to'g'ri orqa yorug'lik manbasiga qaraydigan uchta asosiy rang bo'lib, har bir rangning yorug'lik manbai tegishli sub-pikselda tasvirlanadi va quduq displey ekranida proektsion linzalar orqali aks ettiriladi.

Displey ekranida etarlicha yorqinlikni olish va displeyning bir xilligini yaxshilash uchun: Ushbu LCD moslamada yorug'likning sinishi elementi va umumiy ichki reflektor (TIR) ​​xanjar shaklidagi yorug'lik qo'llanma plitasi va yorug'lik qo'llanma plitasi mavjud tegishli sinish qatlami.

Statik yoritish fonida odatda qizil, yashil va ko'k rangdagi uchta CCFL ishlatiladi. Yaqinda ishlab chiqarilgan statik orqa yoritgich LCD o'zining yorug'lik manbai sifatida LEDlardan foydalanadi.

Statik orqa nuri bo'lgan LCD moslamada TIR takozli yorug'lik trubkasi tomonidan yorug'lik tarqalish burchagi chiqishi 70 ° -90 ° ga teng. Ushbu turdagi orqa yorug'likni ishlatish rangli filtr tufayli yuzaga keladigan yorug'lik yo'qotilishini yo'q qiladi (rang filtri chiqarib tashlanadi) va qurilmaning o'tkazuvchanligi an'anaviy LCD displeydan uch baravarga etadi. Shu bilan birga, bu orqa yorug'lik qurilmaning tuzilishini soddalashtirishi va quvvat sarfini kamaytirishi mumkin.

Yorug'lik manbasining yorug'lik yo'qotilishini yanada kamaytirish va simobdan foydalanish natijasida kelib chiqadigan atrof-muhit ifloslanishini yo'q qilish uchun yorug'lik taqsimot burchagini yaxshilash uchun CCFL-ni qurilmaning orqa yorug'lik manbai sifatida LED bilan almashtirish statik rivojlanish tendentsiyasiga aylandi. yoritish LCD orqa nuri. Hozirgi vaqtda LED statik yoritish yoritgichlari 33 sm diagonali XGA piksellar soniga ega LCD qurilmalarida muvaffaqiyatli ishlatilmoqda. Ushbu qurilmaning quvvat sarfi ancha kamayganligi sababli, u yorqinligi yuqori bo'lgan dasturlarga juda mos keladi.

LCD, orqa yorug'lik manbalari sifatida qizil, yashil va ko'k LEDlardan foydalanish mukammal rang sifatiga erishish, quvvat sarfini kamaytirish va simob ishlatilishi natijasida atrof-muhit ifloslanishiga yo'l qo'ymaslik mumkin. Etarli darajada uzoq umr ko'rish uchun oq yorug'likning rang haroratini nazorat qilish kerak.

Yaqinda yorug'lik manbai va rang sensori va teskari aloqa tekshirgichi sifatida qizil, yashil va ko'k LEDlardan foydalangan holda qayta aloqa turi LCD orqa yorug'lik manbai ishlab chiqildi. Ushbu turdagi yoritgich yordamida" ning rang barqarorligi va doimiy yorqinligi barqarorligi; 0,02 ga erishildi va shu bilan jihozning oq nuqtasi va yorqinligi ham o'zboshimchalik bilan boshqarilishi mumkin.

Qayta aloqa LED yorug'lik tizimi to'rtta asosiy funktsional moduldan iborat bo'lib, ular rangli filtrli sensor, teskari aloqa tekshiruvi, impuls kengligi modulyatsiyasi (PWM) LED drayveri va qizil, yashil va ko'k lyuks-eon TM LED yorug'lik manbai. massiv elementi.

Bu erda LED yorug'lik manbasida ishlatiladigan diodlar lyuks tipidagi indiy galyum nitridi (InGaN) ko'k nurli naychalar va yashil alyuminiy indiy galyum fosfid (AllnGaP) qizil chiroq naychalari bo'lib, ularning hammasi yuqori quvvatli va yuqori samaradorlikka ega. . 5-rasm - bu LED yoritgich manbalarining emissiya spektral chizig'i ko'rsatkichi va 6-rasm, harorat 85 ° C bo'lganida, odatda umr bo'yi ishlash ko'rsatkichi. Ushbu turdagi orqa yorug'lik juda past dinamik qarshilikka ega va PWM doimiy oqimi bilan boshqariladi va yorug'lik manbasining yorug'lik chiqishi PWM ning puls kengligi bilan mutanosibdir. Ushbu yorug'lik manbai keng rangli gamut, sozlanishi xromatiklik va atrof-muhitni muhofaza qilishning afzalliklariga ega.

Bu erda ishlatiladigan sensor bitta elementga o'rnatilgan rangli filtr qatlami va o'zaro impedansni kuchaytiradigan bosilgan elektron platadan iborat uchta fotodioddan iborat. Sensorning rangli filtri qatlami CIE193lXyzCMF ning taxminiy qiymatiga ega. Ushbu sensor yordamida nurlanish kuchini o'lchash uchun chiqish voltajini olish mumkin. Olingan voltajni tekshirgichga berishdan oldin, kuchlanish tizim tomonidan o'rtacha hisoblanadi.

Ushbu haydovchi kirish voltajini ko'tarishi va kamaytirishi mumkin bo'lgan kommutatsiya quvvat manbai. U LCD tizimlarida ishlatiladigan 600 gigagertsli yuqori chastotali PWMni oldindan qayta ishlashga imkon beradigan kommutatsiya kuchlanishli kuchaytirgich va kerakli sxemalardan iborat. Haddan tashqari elektromagnit shovqinlarni keltirib chiqarmaslik, elektr energiyasini yo'qotish va xarajatlarni oshirmaslik uchun ushbu diskda qayta aloqa davri mavjud emas.

Teskari aloqa regulyatori uch qismdan iborat, ya'ni rang boshqaruvchisi, ish faktori boshqaruvchisi va yorug'lik intensivligini boshqaruvchi. Rangni tekshirgich sensordan chiqadigan xatoni qoplash uchun sezgir integral massivga ega va shu bilan chiqish xromatikligini doimiy ravishda ushlab turadi. Yorug'lik intensivligini tekshirgichining yadrosi sezgir matritsa bo'lib, u datchik chiqishini LED oqimining ish koeffitsientiga aylantirish funktsiyasiga ega va chiqish yorqinligi va harorati va xromatiklik o'rtasidagi munosabatni doimo ushlab turadi. Buni "Get in" dan o'lchash mumkin.

Fikr turi LED yoritgichidan foydalangan holda, LED moslamasi" 0.003A △ u' v" 25 ～ ℃ 70 range harorat oralig'ida va qabul qilinadigan rang barqarorligini olish mumkin: optik qayta aloqa signalini qayta ishlashda Hozirgi vaqtda oldindan ishlov berishning katta quvvatiga ehtiyoj qolmaydi. Bundan tashqari, yuqorida aytib o'tilganidek, bu rangli gamut va atrof-muhitni muhofaza qilishning afzalliklariga ega.

Agar LCD yoritgich tizimida yorqinligi yuqori qizil, yashil va ko'k LEDlar ishlatilsa, yorug'lik manbasidan yorug'lik LCD panelga etib kelguncha ranglarni aralashtirish uchun ranglarni aralashtirish moslamasi kerak. An'anaviy LCD yoritgichda ranglarni aralashtirish optik o'qdan mustaqil ravishda strukturani (oq qoplama yoki mikrolens) chiqaradigan yorug'lik qo'llanmasida amalga oshiriladi. Butun displey maydonini yoritish uchun ikkita yorug'lik yo'naltiruvchi plastinadan foydalanish kerak, bu esa orqa yorug'lik manbasini og'ir va qalin qiladi, shuningdek yorug'lik yo'riqnomasining yorqinligi va xromatikligi bilan mos kelmasligi qiyin.

Yuqoridagi kamchiliklarni bartaraf etish uchun Niderlandiyada yaqinda yangi LED orqa nuri ishlab chiqildi, u alohida aralash rangli yorug'lik yo'naltiruvchi plastinkasini an'anaviy nurli nasosli yorug'lik qo'llanmasi bilan birlashtirdi.

Orqa yorug'lik LED yorug'lik manbai source, birinchi elliptik oyna ②, aralash rangli yorug'lik yo'naltiruvchi plastinka ③, ikkinchi elliptik oyna ④, aks ettiruvchi plyonka main, asosiy yorug'lik qo'llanma plitasi ⑥, kalibrlash va polarizatsiyani boshqarish plyonkasi ⑦, ramka ⑧ va issiqlik qabul qilgich ⑨ . Ushbu qismlar yuqoridagi raqamlar bilan 7 va 8-rasmlarda ko'rsatilgan.

Ishlayotganda, LED yorug'lik manbai ① chiqaradigan yorug'lik birinchi ellips bilan 90 ° da aks etadi va aralash rangli yorug'lik yo'naltiruvchi plitasi plate bilan bog'lanadi. Yorug'lik aralash rangli nurli yo'naltiruvchi plastinka tomonidan mos keladigan oq nurga aralashtiriladi va keyin ikkinchi ellipsga ulanadi, 90 ° gacha the asosiy yorug'lik qo'llanmasiga aks ettiriladi. Asosiy yorug'lik yo'riqnomasida displey piksellari namunasi mavjud bo'lib, ular LED yorug'lik manbasining yorug'lik taqsimoti uchun optimallashtirilgan. Ikkinchi elliptik oynadan yorug'lik asosiy yorug'lik qo'llanma plitasi orqali LCD panel tomon yo'naltiriladi.

Rangning bir xilligini yanada yaxshilash uchun yorug'likning burchak taqsimotini oshiruvchi va shu bilan och ranglarning aralashishini yaxshilaydigan asosiy yorug'lik yo'naltiruvchi plastinkasining nurli tomonida mikroprizma o'rnatilgan.

Elliptik nometall yuzasida yuqori nurli alyuminiy plyonka tayyorlanadi va akslantirish qobiliyatini oshirish uchun yuqori yansıtıcı chiziqlar ishlatiladi. Elliptik ko'zgu LED tomonidan chiqariladigan optik o'qni yorug'lik yo'naltiruvchi tekisligiga nisbatan 90 ° buradi va shu bilan orqa yorug'lik manbai tuzilishini ixcham qiladi.

Ushbu maqoladagi yorug'lik yo'naltiruvchi plastinka estrodiol yoritgichli yoritgich diagonali 38 sm, 34 LuxeomTM LED, naychaning balandligi 9 mm va haydash quvvati 45 Vt. Ushbu LED orqa nuri yordamida eng yuqori nashrida 4300 cd / m2 ga erishildi.

LED yoritgichi bilan birlashtirilgan yangi yorug'lik yo'riqnomasi quyidagi afzalliklarga ega:

● Engil vazn, ingichka qalinlik, kuchli va bardoshli;

● Mavjud orqa yorug'lik texnologiyasi va ishlab chiqarish mexanizmiga mos keladi;

● U turli xil yorug'lik yo'naltiruvchi plitalari bilan, hatto oldindan tayyorlangan piksel naqshlari bilan tekis ekranlar va mikro yuzli ob'ektiv tuzilishga ega xanjar shaklidagi yorug'lik yo'riqnomalari bilan birlashtirilishi mumkin;

● Amaldagi ekran katta o'lchamdagi diapazonga ega (25.4cm-5lcm), lekin LEDning balandligi va yorug'lik qo'llanma plitasining uzunligi o'zgarishsiz qolishi mumkin;

● Har bir LEDning yorug'lik oqimini doimiy ravishda oshirish mumkin, shunda LEDlar sonini ko'paytirmasdan va LED balandligini kamaytirmasdan ma'lum bir yorqinlikka erishish mumkin;

● Ranglarni aralashtirish ko'rsatkichlari yorug'lik qo'llanma plitasining uzunligini uzaytirish orqali osongina yaxshilanadi.

LED yoritgichi orqa yorug'likdir. Yorug'lik yoritgichi sifatida u quyidagi uchta xususiyatga ega:

● yorug'lik chiqaradigan sirt o'zining optik o'qi bo'ylab 360 ° chiqarishi mumkin;

● Kattaroq joyni ingichka ob'ektiv bilan qoplash mumkin;

● Ranglarni oddiy tuzilish bilan aralashtirishi mumkin.

Yoritilgan LCD uchun oldingi orqa yorug'lik quyidagi kamchiliklarga ega:

● Yengil yo'naltiruvchi plastinka akrildan tayyorlanganligi sababli, katta o'lchamli LCD televizorlarda (LCD-TV) foydalanilganda og'irlikni oshiradi va narxini oshiradi;

● ultrabinafsha nurlarini bostirish va yutish;

● Rangli displey uchun foydalanilganda, to'g'ridan-to'g'ri orqa yorug'likda yuqori quvvatli qizil, yashil va ko'k LEDlardan foydalanish qiyin.

Yuqoridagi muammolarni hal qilish va LED yoritgichining ish faoliyatini yaxshilash uchun. Qo'shma Shtatlar Yaponiya, Niderlandiya va Malayziya bilan yuqori yorqinlikdagi to'g'ridan-to'g'ri chekka yoritilgan LCD-televizorli LED yoritgichini yaratish uchun hamkorlik qildi. Ushbu turdagi orqa yorug'likda yorug'lik qo'llanma plitasi ishlatilmaydi, lekin uning o'rniga LCD panel orqasidagi bo'shliqqa LED qatori joylashtirilgan. Ushbu turdagi LED yoritgichi yordamida yorug'lik samaradorligini saqlab, yorqinlik va rangning bir xilligini yaxshiroq boshqarish mumkin.

Yorqinligi yuqori to'g'ridan-to'g'ri LED yoritgichi quyidagi qismlardan iborat:

(1) metall yadroli bosilgan elektron kartaga o'rnatilgan 48 ta LEDdan tashkil topgan ikkita chiziqli massiv;

(2) Yuqorida aytib o'tilgan LED qatori bilan jihozlangan metall quti qutining ichki yuzasida tarqoq aks etuvchi plyonka bilan qoplangan. LEDning yoritilmaydigan yuzasini plyonka orqasida harakatlantirish yorug'likning qayta so'rilishini kamaytirishi va yuqori yorug'lik samaradorligiga erishishi mumkin;

(3) LED qatori ustida joylashgan kommutator, uning vazifasi LEDning ekranga yo'nalishidagi o'qi nuridan chetlanishiga yo'l qo'ymaslikdir. Qalqonning LCD ekraniga ta'sir qilishiga yo'l qo'ymaslik uchun kommutatorni juda kichik qilib, masalan, 6 mm qilib qo'yish mumkin, chunki bu effekt LCD yorqinligiga ta'sir qiladi. Kommutatorning kattaligi har xil bo'lgani uchun, u LEDdan chiqadigan nurga 6% dan 40% gacha ta'sir qiladi. Shu bilan birga, agar kommutator kichkina bo'lsa, LED qatori oddiy va ixcham bo'shliqqa joylashtirilishi mumkin. Kommutator sozlangan ekan, kerakli yuqori yorqinlik xususiyatlarini olish mumkin;

(4) Yuqorida aytib o'tilgan metall qutining ichki yuzasida diffuz emissiya plyonkasini yoping, u 30% dan 40% gacha aks etishi mumkin;

(5) LCD displeylari o'rtasida joylashgan yorqinlikni oshiruvchi plyonka ekranning yorqinligini oshirish uchun ishlatiladi;

(6) LCD panel orqasidagi Lambertian aks etuvchi bo'shliqda yon oynada yon devor mavjud. LED massivi chiqaradigan yorug'likning 80% optik o'qga perpendikulyar ± 20 ° oralig'ida va 360 ° azimutda aks etuvchi bo'shliqqa AOK qilinadi. Yorug'lik orqa yorug'lik teshigiga samarali kirganda, uning erkin yo'li maksimal darajaga ko'tariladi va tegishli LED balandligi qabul qilinganda, LED massivi ustidagi barcha yo'nalishlarda yaxshi ranglarni aralashtirish mumkin. To'g'ridan-to'g'ri LEDning yuqorisida ekran maydoniga qarab faqat 5% yorug'lik mavjud. Rangning to'g'ridan-to'g'ri LED ustidagi ta'sirini minimallashtirish uchun kommutator nurni yo'naltirish va LED va Lambertian bo'shliqqa qaytish uchun ishlatiladi, shunda yorug'likning ushbu qismining o'rtacha zarbasi oshadi va shu bilan qo'shimcha rang aralashmasi hosil bo'ladi, to'g'ridan-to'g'ri LED ustidagi rangni kamaytirish Rang effekti.

Qo'shma Shtatlar, Yaponiya, Gollandiya va Malayziya tomonidan ishlab chiqarilgan yuqori yorqinligi to'g'ridan-to'g'ri LED yoritgichi 56 sm diagonali ekranli LCD televizorlar uchun ishlatiladi va uning hajmi 503 mm × 282 mm. U 48 ta LEDdan tashkil topgan ikkita chekka nurli qatorga ega, ikkala qator orasidagi masofa 150 mm va LEDlar orasidagi masofa 9 mm. Amaldagi LEDlar orasida 24 ta qizil LEDning umumiy oqimi 1039lm, 48 ta yashil LEDning umumiy oqimi 2436lm va 24 ta ko'k LEDning umumiy yorug'lik oqimi 109lm. Barcha LEDlarning qo'zg'alish oqimi 350mA. Xona haroratidagi oq nuqta rang harorati 9000K bo'lsa, yorug'lik samaradorligi 33.2lm / Vt ga teng. Yorqinlikni oshiradigan plyonkadan foydalanilmaganda, orqa nuri 5000cd / m2 dan yuqori yorqinlikka erishishi mumkin: agar yorqinlikni oshiradigan plyonkadan foydalanilsa, 10000cd / m2 nashrida bo'lishi mumkin. Ushbu LED yoritgichi LCD panel o'tkazuvchanligi 5% bo'lgan LCD-televizorda ishlatilganda, ikkinchisi 500cd / m2 nashrida bo'lishi mumkin. Ushbu turdagi orqa yorug'likni qabul qiladigan LCD va televizorning ishlashi 1-jadvalda keltirilgan.

LCD-televizor bozorining jadal rivojlanishi LCD yoritgichlarini tadqiq qilish va rivojlantirishga katta turtki berdi. LCD uchun LED yoritgichi hayot, rangli gamut, modulyatsiya darajasi va boshqa ishlash va atrof-muhitni muhofaza qilishning afzalliklariga ega bo'lganligi sababli, u hozirgi vaqtda jadal rivojlanayotgan LCD yoritgichining mashhur yangi avlodiga aylandi. LED yoritgichini ishlab chiqish yo'nalishi - kam energiya sarfi va narxi, yorug'likning yuqori intensivligi, uzoq umr, yorqinroq, ingichka va engilroq. Mikromekanika, mikroelektronika va moddiy texnologiyalar rivojlanishi bilan yuqoridagi rivojlanish yo'nalishida LCD displeylar uchun yangi LED yoritgichlar ko'payadi.

TFT (yupqa film transistor) LCD yoki ingichka plyonkali dala effektli tranzistorli LCD - bu faol matritsa turidagi suyuq kristalli displeylardan biri (AM-LCD).

TN texnologiyasidan farqli o'laroq, TFT displeyi&kotirovkasini qabul qiladi; orqaga qaytish orqali&kotirovkasi; yoritish usuli - xayoliy yorug'lik manbai yo'li TN suyuq kristalidek yuqoridan pastgacha emas, balki pastdan yuqoriga qarab boradi. Ushbu usul suyuq kristalning orqa tomoniga maxsus yorug'lik trubkasini o'rnatishdir va yorug'lik manbai nurlanganda pastki polarizator orqali yuqoriga kirib boradi. Yuqori va pastki qatlamlararo elektrodlar FET elektrodlari va oddiy elektrodlarga o'zgartirilganligi sababli, FET elektrodlari yoqilganda, suyuq kristal molekulalarining ishlashi ham o'zgaradi. Displeyning maqsadi yorug'likni himoya qilish va yorug'likni uzatish orqali amalga oshirilishi mumkin va javob vaqti taxminan 80ms ga ko'payadi. TN-LCD-dan yuqori kontrast nisbati va boy ranglarga ega bo'lganligi sababli, ekranni yangilash chastotasi ham tezroq, shuning uchun TFT odatda" haqiqiy rang" deb nomlanadi.

DSTN bilan taqqoslaganda, TFT-LCD-ning asosiy xususiyati har bir piksel uchun yarimo'tkazgichni almashtirish moslamasini sozlashdir. Chunki har bir pikselni bevosita nuqta impulslari yordamida boshqarish mumkin. Shuning uchun har bir tugun nisbatan mustaqil bo'lib, doimiy ravishda boshqarilishi mumkin. Ushbu dizayn usuli nafaqat displey ekranining javob tezligini yaxshilaydi, balki displeyning kulrang darajasini aniq boshqarishi mumkin, shuning uchun TFT rangi DSTNga qaraganda ancha aniqroq.

Hozirda aksariyat noutbuklar ishlab chiqaruvchilari o'z mahsulotlarida TFT-LCD-dan foydalanadilar. Dastlabki TFT-LCD-lar asosan noutbuk kompyuterlarini ishlab chiqarishda ishlatilgan. O'sha paytda TFT DSTNga nisbatan katta afzalliklarga ega bo'lgan bo'lsa-da, texnik sabablarga ko'ra TFT-LCD javob vaqti, yorqinligi va ko'rish burchagi bo'yicha an'anaviy CRT displeylari bilan hali ham katta bo'shliqqa ega edi. Bundan tashqari, juda past rentabellik uning yuqori narxiga olib keldi va ish stoli TFT-LCD-ni imkonsiz hayratga soldi.

Biroq, texnologiyaning uzluksiz rivojlanishi, rentabellik ko'rsatkichlarining doimiy yaxshilanishi va ba'zi yangi texnologiyalar paydo bo'lishi bilan TFT-LCD displeylari javob vaqti, kontrasti, yorqinligi va ko'rish burchaklarida katta yutuqlarga erishdi va ularni an'anaviylarga yaqinlashtirdi. CRT monitorlarining bo'shligi. Hozirgi kunda aksariyat asosiy LCD monitorlarning javob berish vaqti 50 mildan pastroqqa yaxshilandi va bu LCD-ning asosiy oqimga aylanishiga zamin yaratdi.