LCD 백라이트의 종류와 장단점(LCD, CCFL, LED)

액정 백라이트 디스플레이 원리 액정과 플라즈마의 가장 큰 차이점은 액정이 수동 광원에 의존해야 하는 반면 플라즈마 TV는 능동 발광 디스플레이 장치라는 점입니다. 현재 시장에 나와 있는 주류 LCD 백라이트 기술에는 LED(Light Emitting Diode) 및 CCFL(Cold Cathode Fluorescence)이 포함됩니다.

램프) 두 가지 유형.

냉음극 형광등(CCFL)

기존의 액정 디스플레이는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 백라이트를 사용합니다. CCFL 백라이트 디자인에는 두 가지 주요 유형이 있습니다."사이드형" 및&'직접형&'. 그러나 측면형 도광판 설계는 광굴절률을 높여 백라이트의 밝기를 제한합니다. 패널 크기가 클수록 밝기가 낮아지고 8인치~15인치 TFT LCD 패널에만 적합합니다. 즉, 노트북 및 데스크탑과 같은 개인용 보기용입니다. 하지만 집에서 대형 LCD TV를 시청할 때는 측면 조명 방식의 밝기를 만나기 어려울 것이다. 대신 스트레이트 다운입니다.

그러나 LCD의 크기가 클수록 직접형 CCFL 백라이트 모듈을 의미하는 백라이트 모듈의 비용 비율이 높아집니다. 통계에 따르면 직하형 CCFL 백라이트 모듈을 사용하는 경우도 마찬가지입니다. 백라이트 모듈은 인치로 전체 원가의 23%에 불과하지만 30인치로 37%까지 증가하며 57인치에 이르면 백라이트 모듈의 원가는 50%에 이를 것으로 추정된다. 따라서 드롭다운 CCFL 백라이트는 약 30인치 정도의 중형 LCD TV에만 사용하기에 적합하며, 대면적 설계에는 적합하지 않다. 동시에 CCFL은 수은 가스 방전을 사용하여 조명을 생성합니다. 현재 유럽 연합에서 제정한 RoHS 규정에도 불구하고"수은& quot; 표준보다 낮지만 여전히 허용되지만 미래에 표준이 0으로 상승할 것이라고 아무도 보장할 수 없습니다(전혀 허용되지 않습니다. 사용). 그러면 CCFL은 사용할 수 없거나 수은으로 변경해야 합니다. -무료 CCFL.

무수은 CCFL이 기술적으로 실현 가능하더라도 CCFL은 여전히 ​​폐쇄형 형광관이 있는 가스 방전 전자 조명입니다. 외부 힘에 대한 형광관의 저항은 제한적입니다. 큰 충격은 형광등을 깨뜨리고 조명을 비효율적으로 만듭니다. 다른 솔리드 스테이트 전자 조명(예: LED)에는 이러한 문제가 없습니다. 또한, 직하형은 도광판을 필요로 하지 않고 상대적으로 광굴절 문제가 없기 때문에 휘도 향상 필름이 필요하지 않으며, 특히 휘도 향상 필름은 소수 기업의 특허 기술이며 가격이 비싸다. 비용 절감에 도움이 되는 라이트 보드 및 밝기 향상 필름.

그러나 드롭다운 CCFL에도 단점이 있습니다. 사진의 밝기를 높이려면 광 파이프의 수를 늘려야 합니다. 그러나 광 파이프를 너무 가깝게 배치하면 열 발산에 도움이 되지 않습니다. 좌상과 우상 사이의 거리가 줄어들기 때문에 두께 수준에서 방열을 증가시켜야 합니다. 그러나 공간에 따른 두께의 증가는 가볍고 얇은 LCD TV의 장점을 부분적으로 상쇄하는 것과 같습니다.

덧붙여서, 대형 인치 LCD TV에 CCFL 라이트 튜브를 사용하는 경우, 인치 수의 증가에 대응하여 라이트 튜브의 길이도 증가해야 한다. 그러나 더 긴 CCFL 라이트 튜브의 경우 라이트 튜브의 중간 위치와 양쪽 끝이 밝기 MURA의 문제가 되고 색상 MURA가 발생하기 쉬워 백라이트의 광 균일성에 영향을 줍니다. 빛의 균일성을 유지하기 위해서는 빛의 균일성을 높이기 위해 확산막을 사용해야 하지만 확산막 역시 빛의 투과율을 떨어뜨리게 됩니다. 휘도를 낮추기 위해서는 광파이프의 수를 늘려서 감소된 휘도의 결과를 보강해야 하는데 앞서 언급했듯이 광파이프를 추가하면 방열 설계가 더 어려워지고 백라이트 모듈의 두께가 증가하고, 심지어 전력 소비를 증가시킵니다. CCFL 백라이트 모듈의 전력 소비는 LCD TV의 전체 전력 소비의 90%를 차지하는 것으로 이해됩니다. 따라서 백라이트 기술을 변경하는 것은 LCD 화질을 변경하는 현재 방향 중 하나입니다.

발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)

CCFL 백라이트는 많은 부작용과 의구심이 있기 때문에 업계에서도 다양한 새로운 백라이트 구현 기술을 모색하고 있으며, LED는 Sony의 Qualia 시리즈 TV와 같이 하이엔드 대형( 40인치, 46인치) LCD TV의 백라이트 부분을 WLED로 만든 것을 WLED 백라이트 기술이라고 한다. LCD 모니터의 LED 백라이트 기술 연구 개발도 실질적인 단계에 이르렀습니다. 우리는 이미 2007 CES 전시회에서 관련 제품 전시를 볼 수 있습니다.

LED 백라이트에는 많은 장점이 있습니다. 첫째, 고체 전자 조명. 충격에 대한 저항은 CCFL보다 높습니다. 수은가스의 환경보호 규제에 대한 우려가 없고, UV자외선의 누출에 대한 우려가 없으며, 채도 및 수명을 능가합니다. 또한 CCFL은 양의 전압으로 구동되는 한 LED를 구동할 수 있습니다. 양의 전압과 음의 전압을 교대로 사용해야 하는 CCFL과 달리 양의 구동 전압만 사용하더라도 LED의 수요 수준은 CCFL보다 낮습니다. 또한 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로만 LED 밝기를 조절할 수 있으며, 동일한 방법으로 TFT LCD 디스플레이의 잔상 문제를 억제할 수 있다. 그러나 CCFL의 밝기 조정은 더 복잡합니다. 그리고 잔상은 억압될 수 없고, 다른 방식으로 억압되어야 한다.

LED 백라이트는 많은 장점이 있지만 단점도 있습니다. 첫 번째는 발광 효율입니다. 동일한 전력 소비 측면에서 LED는 CCFL만큼 좋지 않으므로 CCFL보다 방열 문제가 더 심각합니다. 또한 LED는 CCFL'의 선형과 유사한 점형 광원입니다. 광원은 실제 광원보다 빛의 균일성을 제어하기가 더 어렵습니다. 가능한 한 많은 빛의 균일성을 얻기 위해서는 생산된 LED의 특성을 신중하게 선택해야 하며, 동일한 백라이트에 동일한 특성(파장, 밝기)을 가진 다수의 LED를 사용하는데 그 중 이 비용은 선택의 폭도 상당히 높습니다. 다행히도 LED의 발광 효율은 여전히 ​​개선되고 있습니다. 현재 100ml/W 이상에 도달할 수 있습니다. 이러한 방식으로 색상 채도가 향상될 수 있고 백라이트의 WLED 배열이 보다 완화될 수 있으므로 전력 소비 및 열 발산 문제를 완화할 수 있습니다. 그리고 제조 수율이 지속적으로 향상되고 성숙해지면 밝기 특성이 일관된 LED를 신중하게 선택하는 비용도 절감됩니다.

백라이트 기술을 바꾸는 것만으로는 LCD의 혁명을 일으키기에 충분하지 않을 수 있으므로 다른 LCD 기술 개발을 살펴보겠습니다. OLED(Organic Light Emitting Diode)는 유기 발광 다이오드입니다. OLED 디스플레이 기술은 기존 LCD 디스플레이 방식과 다릅니다. 백라이트가 필요하지 않으며 유기 물질과 유리 기판의 매우 얇은 코팅을 사용합니다. 전류가 흐르면 이러한 유기 물질이 빛을 방출합니다. 또한, OLED 디스플레이 화면은 더 큰 시야각으로 더 가볍고 얇게 만들 수 있으며 전력을 크게 절약할 수 있습니다. 그러나 현재의 수명과 가격이 LCD 개발에 걸림돌이 되고 있다.

OLED는 또 다른 패널 응용 기술로 주목받고 있으며, 소형 패널의 구현이 더 빨랐다. 고객 계획에 따르면 2008년부터 2009년까지 더 많은 모델이 출시될 예정이지만 서브 패널은 여전히 ​​주요 모델이며 현재와 비교하여 모델 및 출하량이 크게 증가하더라도 시장 점유율은 10%를 넘지 않을 것입니다. . OLED는 원래 TFT-LCD보다 더 얇고 콘트라스트, 시야각, 절전 측면에서 더 나은 조건을 가지고 있었습니다. TFT-LCD를 대체할 것이라는 점에서 업계에서는 항상 높이 평가해 왔으며 초기에는 연구 개발에도 투자했습니다. 그러나 한편으로 OLED 기술은 병목 현상에 직면했으며 수명 문제는 극복해야 합니다. 한편, TFT-LCD 기술은 계속해서 개선되고 있으며, 이제 우수한 명암비와 시야각도 제공할 수 있어 OLED 수요가 크게 증가하지 않고 시장이 작고 공급 과잉이 가격 경쟁에 제한됩니다. 원래 투자한 기업은 해산과 축소의 운명을 거의 피할 수 없습니다. 과거 대만 Shenghua Technology는 Shengyuan 설립에 투자하여 OLED 연구 개발에 투자했습니다. OLED와 TFT-LCD가 경쟁할 수 없는 것을 보면, 특히 비용 차이가 크다. 사양면에서 TFT-LCD는 170도 시야각, 500:1 명암비 및 밝기를 쉽게 달성할 수 있습니다. 늘리거나 얇게 만들 수 있습니다. 반응 속도는 상대적으로 열등하지만 인간의 눈에 허용되는 범위에 도달할 수 있습니다. 따라서 Shengyuan도 폐쇄되었으며 재료를 개발하기 위해 Shenghua로 돌아갈 수 있는 R&D 직원은 소수에 불과합니다. 앞으로 OLED의 수명과 가격이 크게 향상될 수 있다면 아직 기회가 있습니다. 이 단계에서는 특별한 특성을 가진 제품에 국한되며 혁신의 필요성을 강조합니다. 대량 생산 시점은 아직 확인되지 않았습니다.

그리고 AMOLED(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode) 능동형 AMOLED(Organic Light Emitting Diode)는 차세대 디스플레이 기술로 불리며 삼성전자, 삼성SDI, LG필립스 등 모두 이 새로운 디스플레이 기술을 중시하고 있다. 현재 삼성전자와 LG필립스가 대형 AMOLED 제품 개발에 주력하고 있는 것과 달리 Samsung SDI와 AUO는 모두 중소형 개발에 주력하고 있다. 완제품의 현재 제품 성능에서 AMOLED의 비용을 효과적으로 제어할 수 있다면 전통적인 LCD 패널 기술은 크게 도전받을 것입니다.

AMOLED의 장점 중 하나: 백라이트가 필요 없음

AMOLED의 장점 중 하나: 더 높은 채도

AMOLED의 장점 중 하나: IPS 또는 VA 패널의 180도 시야각에 도달할 수 있습니다.

AMOLED의 장점 중 하나: LCD 패널의 동적 흐림 문제를 효과적으로 해결

위의 네 가지 OLED 장점 중 네 번째 제품 기능에 특별한 주의를 기울이는 이유는 현재 시중에 나와 있는 모든 데스크탑 LCD 모니터가 액정 화면의 동적 흐림 문제를 해결할 수 없기 때문입니다. LCD 화면의 동적 화면 흐림은 일반적으로 화면 변경 시 가장자리 윤곽이 흐려지는 현상을 나타냅니다. 다이내믹 픽처 블러 현상이 발생하는 데에는 두 가지 이유가 있습니다. 하나는 액정의 응답시간과 형광체의 잔광이고 다른 하나는 홀드 방식의 영상제어와 같이 TFT 구동이다.

홀드가 흐릿한 동적 사진의 주요 원인입니다.

이른바"홀드 모드" 디스플레이 모드는 일정 시간 동안 프레임 이미지를 표시하는 것입니다. TV 화면에서 이 홀드 시간은 수직 기간(16.7밀리초)에 해당합니다. 일반적으로 말해서 LCD 응답 시간은 LCD TV의 경우 화면 변환 시간이 약 16.7ms이므로 LCD TV의 응답 시간이 16.7ms보다 짧을 수 있기 때문에 동적 화면 표시에 있어 LCD 응답 시간이 매우 중요하다는 것은 모두가 분명히 알고 있습니다. , 다이나믹한 영상의 영상 성능을 위해서는 매우 중요합니다. 그러나 액정의 응답 시간이 0ms(거의 없고 어려운 일)이더라도 블러가 사라지지 않는 또 다른 상황이 있습니다. 이는 LCD 화면이"홀드 방식"을 사용하기 때문입니다. 이미지를 표시하는 방법입니다. 일부 실험 보고서에 따르면"& 를 누르고 있으면 애니메이션이 화면에 표시됨을 알 수 있습니다. 방법은 망막에서 좌우로 흔들립니다. 이러한 흔들림은 시간이 지남에 따라 누적되어 역동적인 그림이 흐릿하게 느껴집니다. 액정의 응답시간 향상과 마찬가지로&'Hold&'를 짧게 표시하는 방식의 개발이 필요하다. 시각. 상술한 상황에 따르면, 액정 화면의 다이나믹 픽쳐 블러는 장기간 사용된 측정, 즉 백색에서 흑색으로, 흑색에서 백색으로 변화하는 액정 응답 시간으로는 표현할 수 없다.

홀드 타임으로 인한 동적 영상의 흐림 개선

응답 시간이 0ms인 이상적인 제어 액정 패널(유지 시간 100%)인 경우 MPRT는 16.7ms(주파수는 60Hz)입니다. 홀드 시간이 50%일 때 MPRT는 약 8.3ms입니다. 홀드 시간이 25%일 때 MPRT는 4.2ms입니다. 일반 LCD의 MPRT는 8ms 미만입니다. 상용 제품에 대한 고화질 요구 사항이 있는 LCD인 경우 MPRT는 4ms 미만으로 추정될 수 있습니다. 위에서 언급했듯이 MPRT에는 액정 응답 시간과 유지 시간이라는 두 가지 주요 요소가 있습니다. 따라서, 이미지의 표시 품질을 달성하려면 액정 응답 시간이 상기 값보다 작기를 희망합니다. 액정의 응답시간을 향상시키는 방법으로는 OCB, IPS, VA 등의 고속 다이내믹 모드와 오버드라이브 구동 등이 있다. 지금은 화질을 중시하는 LCD TV가 이러한 방식을 양산하고 있다. 홀드 타임으로 인한 다이내믹 픽처의 흐림을 개선하는 방법은 두 가지가 있습니다. 하나는 화면 주파수에 따라 백라이트 소스를 끄는 것이고, 다른 하나는 움직임 보상 기술을 이용한 2배속 표시 방식이다. 첫 번째 구체적인 방법은 백라이트의 깜박임과 블랙 신호의 삽입을 사용하는 것입니다. 이 두 기술 중 가장 흥미로운 것은 동적 보상 기술이다. 백라이트 끄기 및 블랙 신호 삽입과 같은 간헐적 표시 방법은 동적 화면의 흐림을 개선할 수 있으며 구현이 비교적 간단합니다. 하지만 큰 화면과 고휘도의 경우 화면 깜박임이 발생하기 쉽습니다. 이에 비해 동적보상 2배속 표시 방식은 화면 플리커를 증가시키지 않으면서 동적 화면 흐림 현상을 개선할 수 있지만 대규모 신호 처리 회로가 필요하기 때문에 지금까지 구현이 쉽지 않았다.