TFT LCD는 무엇이며 그 의미는 무엇입니까? LCD에서 LED 백라이트를 사용할 때 무엇을 관찰해야 합니까?

현재 의 평면 패널 디스플레이(FED) 장치에서 LCD 디스플레이 장치는 주류 위치를 차지하고 있으며 대부분의 기존 LCD 장치는 변환됩니다. 이러한 허용 LCD 장치의 경우 백라이트는 필수 불가결한 부분입니다.

LCD 백라이트에서는 차가운 음극형 형광램프(CCFL)가 현재 지배하고 있지만 LED는 넓은 색 영역, 조절 가능한 화이트 포인트, 높은 디밍 속도 및 긴 수명의 장점을 가지고 있으므로 최근에는 새로운 유형의 LCD 백라이트 소스로 개발되었으며 일부 데스크톱 LCD 모니터및 LCD TV에도 잘 사용되고 있습니다.

LCD용 LED 백라이트(이하 LED 백라이트라고 함)는 다양한 유형의 백라이트 기술이지만 여전히 기술적 또는 비용 문제가 해결되기 때문에 LCD 장치에서 널리 사용되지는 않았습니다. 좀 더 실용적인 LED 백라이트 소스의 경우 이 문서에서는 다음 단락에서 이를 소개합니다.

광 효율을 향상시켜, 이를 통해 스크린 출력광의 비율을 광원 출력광에 증가시켜 LCD 백라이트를 개선하는 중요한 방법이다. 정적 조명 LCD 백라이트는 그 중 하나입니다. 주요 원칙은 LCD의 각 하위 픽셀이 해당 색상 요소(그림 1)에 의해서만 조명되므로 색상 필터의 필요성을 제거하고 광 효율을 향상시킨다는 것입니다. .

정적 조명 백라이트가 있는 LCD에서는 픽셀 레이어 아래에 마이크로렌즈 어레이가 설치되고 각 픽셀은 마이크로렌즈에 해당합니다. 여기서 사용되는 백라이트 소스 조명 시스템은 백라이트 소스를 직접 바라보는 세 가지 기본 색상이며, 각 색상의 광원은 해당 서브 픽셀에 이미지되고, 웰은 프로젝션 렌즈를 통해 디스플레이 화면에 투영된다.

디스플레이 화면에서 충분한 밝기를 얻고 디스플레이의 균일성을 향상시키기 위해: 이 LCD 장치에서는 라이트 굴절 요소와 총 내부 반사판(TIR) 웨지 형 라이트 가이드 플레이트가 사용되며, 라이트 가이드 플레이트에는 적합한 굴절 층이 있습니다.

정적 조명 백라이트는 일반적으로 빨간색, 녹색 및 파란색세 개의 CCFL을 사용합니다. 최근에 개발된 정적 백라이트 LCD는 LED를 백라이트 소스로 사용합니다.

정적 백라이트가 있는 LCD 장치에서 TIR 웨지 라이트 파이프의 광 분배 각도 출력은 70°-90°입니다. 이러한 종류의 백라이트를 사용하면 색상 필터(색상 필터가 생략됨)로 인한 광 손실을 제거하고 장치의 전송은 기존 LCD의 3배에 달합니다. 동시에 이 백라이트는 장치의 구조를 단순화하고 전력 소비를 줄일 수 있습니다.

광원의 광손실을 더욱 줄이고 광분배각도를 개선하여 수은의 사용으로 인한 환경오염을 제거하기 위해 장치의 백라이트원으로 CCFL을 LED로 교체하는 것이 정적 조명 LCD 백라이트의 개발 추세가 되고 있다. 현재 LED 정적 조명 백라이트는 33cm 대각선 XGA 해상도의 LCD 장치에서 성공적으로 사용되었습니다. 이 장치의 전력 소비가 크게 감소하기 때문에 고휘도 응용 분야에 매우 적합합니다.

LCD 백라이트 소스로 빨간색, 녹색 및 파란색 LED를 사용하면 우수한 색상 품질을 달성하고 전력 소비를 줄이며 수은 사용으로 인한 환경 오염을 방지할 수 있습니다. 충분히 긴 수명을 달성하기 위해 백색광의 색 온도를 제어 할 필요가있다.

최근에는 레드, 그린, 블루 LED를 광원, 컬러 센서, 피드백 컨트롤러로 사용하는 피드백 타입 LCD 백라이트 소스가 개발되었습니다. 이러한 종류의 백라이트로"0.02의 색상 안정성과 지속적인 밝기 안정성이 달성되었으며 장치의 흰색 점과 밝기도 임의로 제어할 수 있습니다.

피드백 LED 백라이트 시스템은 컬러 필터, 피드백 컨트롤러, 펄스 폭 변조(PWM) LED 드라이버, 빨간색, 녹색 및 파란색 럭스-eonTM LED 광원 어레이 요소가 있는 4개의 주요 기능 모듈로 구성됩니다.

여기에 LED 광원에 사용되는 LED는 고급스러운 형 인듐 질산질화물 (InGaN) 청색 광 튜브와 녹색 빛 튜브, 알루미늄 인듐 갈륨 인광하이드 (AllnGaP) 붉은 빛 튜브, 모두 높은 전력과 고효율입니다. 도 5는 이러한 LED 백라이트 소스의 방출 스펙트럼 라인 성능이며, 도 6은 온도가 85°C일 때 일반적인 수명 성능이다. 이러한 종류의 백라이트는 매우 낮은 동적 저항을 가지며 PWM 상수 전류에 의해 구동되며 광원의 광 출력은 PWM의 펄스 폭에 비례합니다. 이 광원은 넓은 색 영역, 조절 가능한 크로마티시티 및 환경 보호의 장점을 가지고 있습니다.

여기서 사용되는 센서는 하나의 요소에 장착된 컬러 필터 레이어와 상호 임피던스 증폭이 있는 인쇄 회로 기판이 장착된 3개의 포토다이오드로 구성됩니다. 센서의 색상 필터 레이어는 CIE193lXyzCMF의 대략적인 값을 가합니다. 이 센서를 사용하면 복사 전력을 측정하기 위한 출력 전압을 얻을 수 있습니다. 획득된 전압을 컨트롤러에 공급하기 전에 시스템에서 전압을 평균합니다.

이 드라이버는 입력 전압을 높이고 낮출 수 있는 스위칭 전원 공급 장치입니다. LCD 시스템에 사용되는 600Hz 고주파 PWM을 사전 처리할 수 있는 스위칭 전압 전류 증폭기 및 필요한 회로로 구성됩니다. 과도한 전자기 간섭, 전력 손실 및 비용 증가를 일으키지 않기 위해이 드라이브에는 피드백 루프가 없습니다.

피드백 컨트롤러는 색상 컨트롤러, 듀티 팩터 컨트롤러 및 광 강도 컨트롤러와 같은 세 부분으로 구성됩니다. 컬러 컨트롤러는 센서의 출력 오류를 보정하기 위한 민감한 통합 어레이를 가지고 있어 출력 크로마티시티를 일정하게 유지합니다. 광 강도 컨트롤러의 핵심은 센서 출력을 LED 전류 듀티 계수로 변환하는 기능을 가지는 민감한 매트릭스이며, 출력 밝기와 온도 및 크로마티시티 사이의 관계를 항상 일정하게 유지합니다. 이 측정할 수 있는 것은 Getin에서 측정할 수 있습니다.

피드백 형 LED 백라이트를 사용하여 LED 장치는 25°C~70°C의 온도 범위에서 "0.003A△u'v"의 색 드리프트를 달성할 수 있으며, 허용 가능한 색상 안정성을 얻을 수 있습니다: 광학 피드백 신호를 처리할 때, 큰 사전 처리 능력이 필요하지 않다. 또한 위에서 언급 한 바와 같이, 이것은 색상 영역 및 환경 보호의 이점이 있습니다.

LCD 백라이트 시스템에서 고휘도 빨간색, 녹색 및 파란색 LED를 사용하는 경우 광원의 빛이 LCD 패널에 도달하기 전에 색상을 혼합하기 위해 색상 혼합 장치가 필요합니다. 기존의 LCD 백라이트에서 색상 혼합은 광학 축과 무관한 구조(흰색 코팅 또는 마이크로렌즈)를 추출하는 라이트 가이드에서 수행됩니다. 전체 디스플레이 영역을 조명하기 위해서는 백라이트 소스를 무겁고 두껍게 만드는 두 개의 라이트 가이드 플레이트를 사용해야 하며, 또한 빛 가이드 플레이트의 밝기와 크로마티시티의 단점을 생성하여 일치하기 어렵다.

위의 단점을 극복하기 위해 네덜란드는 최근 별도의 혼합 컬러 라이트 가이드 플레이트와 전통적인 조명 펌핑 라이트 가이드 플레이트를 결합한 새로운 LED 백라이트를 개발했습니다.

백라이트는 LED 광원(1), 제1 타원형 거울(2), 혼합색광가이드 플레이트(3), 제2 타원형 거울(4), 반사필름(5), 주광가이드플레이트(6), 교정 및 편광 제어 필름(7), 프레임(8) 및 방열판(9)으로 구성된다. 이러한 부품은 그림 7과 8에서 위의 숫자로 표시됩니다.

작동시, LED 광원(1)에 의해 방출되는 빛은 90°에서 제1 타원(2)에 의해 반사되고 혼합색 광 가이드 플레이트(3)에 결합된다. 빛은 혼합 색 광 가이드 플레이트에 의해 해당 백색광으로 혼합된 다음 주 광 가이드 (6)에 반영된 90 ° 에 대한 두 번째 타원 (4)에 결합됩니다. 메인 라이트 가이드 플레이트에는 LED 광원의 광 분배에 최적화된 화면 픽셀 패턴이 있습니다. 두 번째 타원형 거울의 빛은 주 라이트 가이드 플레이트를 통해 LCD 패널을 향합니다.

색 균일성을 더욱 향상시키기 위해, 마이크로프리즘은 또한 빛의 각 분포를 증가시키는 기능을 하는 메인 라이트 가이드 플레이트의 조명 입구 측에 장착되어 빛색의 혼합을 개선한다.

고반사도 알루미늄 필름은 타원형 거울 표면에 만들어지며, 반사율을 높이기 위해 높은 반사도 라인을 사용한다. 타원형 거울은 LED가 방출하는 광학 축을 라이트 가이드 평면과 관련하여 90° 회전시켜 백라이트 소스의 구조를 더욱 컴팩트하게 만듭니다.

이 문서의 라이트 가이드 플레이트 결합 형 LED 백라이트는 대각선 38cm, LuxeomTM LED 34개, 튜브 피치 9mm, 45W의 구동 력을 가지고 있습니다. 이 LED 백라이트를 사용하여 4300cd/m2의 피크 밝기를 달성했습니다.

LED 백라이트와 결합된 새로운 라이트 가이드 플레이트에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

●경량, 얇은 두께, 강하고 내구성;

●기존 백라이트 기술 및 제조 메커니즘과 호환;

●다양한 라이트 가이드 플레이트, 조립식 픽셀 패턴, 쐐기 모양의 라이트 가이드 플레이트를 마이크로 페이스 렌즈 구조로 결합할 수 있습니다.

●적용 가능한 스크린에는 크기 범위가 25.4cm-5lcm이지만 LED의 피치와 라이트 가이드 플레이트의 길이는 변하지 않을 수 있습니다.

●각 LED의 출력 광 플럭스를 꾸준히 증가시킬 수 있으므로 LED 의 수를 늘리고 LED 피치를 줄이지 않고도 주어진 밝기를 얻을 수 있습니다.

●라이트 가이드 플레이트의 길이를 길게 하여 색상 혼합 성능을 쉽게 향상시킬 수 있습니다.

LED 백라이트는 에지 라이트 백라이트입니다. 에지 라이트 백라이트로서 다음과 같은 세 가지 특성이 있습니다.

●발광 표면은 광학 축을 따라 360°를 방출할 수 있습니다.

●더 넓은 영역은 더 얇은 렌즈로 커버할 수 있습니다.

●심플한 구조와 색상을 혼합할 수 있습니다.

에지 조명 LCD의 이전 백라이트에는 다음과 같은 단점이 있습니다.

●라이트 가이드 플레이트는 아크릴로 만들어졌기 때문에 대형 LCD TV(LCD-TV)에 사용할 때 무게를 증가시키고 비용을 증가시다.

●자외선을 억제하고 흡수합니다.

●컬러 디스플레이에 사용하시면, 직구등에서 고출력 레드, 그린, 블루 LED를 사용하기 어렵다.

위의 문제를 해결하고 LED 백라이트의 성능을 향상시키기 위해. 미국은 일본, 네덜란드, 말레이시아와 협력하여 새로운 고휘도 직통 LCD-TV LED 백라이트를 개발했습니다. 이러한 종류의 백라이트에서는 라이트 가이드 플레이트가 사용되지 않지만 LED 어레이는 LCD 패널 뒤의 캐비티에 배치됩니다. 이러한 종류의 LED 백라이트를 사용하면 밝기와 색상의 균일성을 더 잘 제어하면서 도능을 유지할 수 있습니다.

고휘도 다이렉트 LED 백라이트는 다음 부분으로 구성됩니다.

(1) 금속 코어 인쇄 회로 기판에 장착된 48개의 LED로 구성된 두 개의 선형 어레이;

(2) 상기 LED 어레이가 장착된 금속 박스는 상자 의 내부 표면에 분산 반사 필름으로 코팅된다. 필름 뒤에 LED의 비 광표면을 이동하면 빛의 재흡수를 줄이고 높은 광 효율을 달성할 수 있습니다.

(3) LED 어레이 위에 위치한 통근기는 LED가 화면쪽으로 경로의 축 광으로부터 벗어나는 것을 방지하는 것이다. 이 효과는 LCD의 밝기에 영향을 미치기 때문에 변기는 6mm와 같이 매우 작게 만들 수 있습니다. 통근기의 크기가 다르기 때문에 LED에서 방출되는 빛에 6%에서 40%의 효과가 있습니다. 동시에 통근자가 작게 만들어지면 LED 어레이를 일반 및 간결한 캐비티에 배치할 수 있습니다. 통근자가 조정되는 한 필요한 고휘도 특성을 얻을 수 있습니다.

(4) 상기 금속 상자의 내부 표면에 확산 방출 필름을 코팅하여 30% ~ 40%의 반사율을 달성할 수 있다.

(5) LCD 사이에 위치한 밝기 향상 필름은 화면의 밝기를 높이는 데 사용됩니다.

(6) LCD 패널 뒤에 있는 람베르티안 반사 구멍에는 미러사이드 월이 있습니다. LED 어레이에 의해 방출되는 빛의 80%는 광학 축에 수직으로 ±20° 내에 있으며 360°의 막부에서 반사 캐비티에 주입됩니다. 빛이 백라이트 구멍에 효과적으로 들어가면 자유 경로가 최대화되고 적절한 LED 피치가 채택되면 LED 어레이 바로 위의 모든 방향으로 좋은 색상 혼합을 얻을 수 있습니다. LED 바로 위에 있는 빛의 약 5%만이 화면 영역으로 향합니다. LED 바로 위의 색상의 효과를 최소화하기 위해, 통근기는 빛을 리디렉션하고 LED와 람베르티아 캐비티로 돌아가는 데 사용되며, 이 부분의 평균 스트로크가 증가하여 추가색 혼합을 생성하여 LED 바로 위의 색상을 감소시킨다.

미국, 일본, 네덜란드, 말레이시아가 개발한 고휘도 직구 LED 백라이트는 56cm 대각선 화면이 있는 LCD-TV에 사용되며 크기는 503mm×282mm입니다. 48개의 LED로 구성된 두 개의 에지 라이트 어레이가 있으며, 두 어레이 사이의 거리는 150mm이고 LED 사이의 거리는 9mm입니다. 사용된 LED 중, 24개의 빨간 LED의 총 발광 플럭스는 1039lm이고, 48개의 녹색 LED의 총 발광 플럭스는 2436lm이고, 24개의 블루 LED의 총 발광 플럭스는 109lm이다. 모든 LED의 드라이브 전류는 350mA입니다. 실온에서 백색 점 색 온도가 9000K인 경우, 광 효율은 33.2lm/W입니다. 밝기 향상 필름을 사용하지 않으면 백라이트가 5000cd/m2 이상의 고휘도를 달성할 수 있습니다: 밝기 향상 필름을 사용하는 경우 10000cd/m2의 밝기를 달성할 수 있습니다. LCD 패널 전송이 5%인 LCD-TV에서 이 LED 백라이트를 사용하면 후자는 500cd/m2의 밝기를 가질 수 있습니다. 이런 종류의 백라이트와 LCD-TV가 이런 종류의 백라이트를 채택하는 성능은 표 1에 표시됩니다.

LCD-TV 시장의 급속한 발전은 LCD 백라이트의 연구 개발을 크게 자극했습니다. LCD용 LED 백라이트는 수명, 색 영역, 변조 속도 및 기타 성능 및 환경 보호의 장점을 가지고 있기 때문에 현재 활발하게 개발중인 차세대 LCD 백라이트가 인기를 끌고 있습니다. LED 백라이트의 개발 방향은 전력 소비와 비용 감소, 더 높은 광 강도, 더 긴 수명, 더 밝고 얇고 가볍습니다. 마이크로 메카니카, 마이크로 일렉트로닉스 및 재료 기술의 발전과 함께 위의 개발 방향에서 LCD에 대한 새로운 LED 백라이트가 더 많이 있을 것입니다.

TFT(박막 트랜지스터) LCD 또는 박막 필드 효과 트랜지스터 LCD는 활성 매트릭스 형 액정 디스플레이(AM-LCD) 중 하나입니다.

TN 기술과 는 달리 TFT 디스플레이는 "백스루" 조명 방법을 채택하여 가상광원 경로는 TN 액정과 같이 위에서 아래로 가아니라 아래에서 위쪽으로 채택합니다. 이 방법은 액정 의 뒷면에 특수 광 파이프를 설치하고, 광원은 조사 할 때 하부 편광제를 통해 위쪽으로 침투한다. 상층 간 전극이 FET 전극 및 일반적인 전극으로 변경되기 때문에 FET 전극이 켜지면 액정 분자의 성능도 변경됩니다. 디스플레이의 목적은 광 차폐 및 광 전달을 통해 달성 될 수 있으며 응답 시간이 약 80ms로 크게 증가합니다. TN-LCD보다 명암비와 풍부한 색상을 가지고 있기 때문에 화면 업데이트 빈도도 빠므로 TFT는 일반적으로 "진정한 색상"이라고 합니다.

DSTN과 비교하여 TFT-LCD의 주요 특징은 각 픽셀에 대해 반도체 스위칭 장치를 구성하는 것입니다. 각 픽셀은 도트 펄스에 의해 직접 제어할 수 있기 때문입니다. 따라서 각 노드는 비교적 독립적이며 지속적으로 제어할 수 있습니다. 이 설계 방법은 디스플레이 화면의 응답 속도를 향상시킬 뿐만 아니라 디스플레이 회색 레벨을 정확하게 제어할 수 있어 TFT 색상이 DSTN보다 더 사실적입니다.

현재 대부분의 노트북 컴퓨터 제조업체는 제품에 TFT-LCD를 사용합니다. 초기 TFT-LCD는 주로 노트북 컴퓨터의 제조에 사용되었다. 당시 TFT는 DSTN에 비해 큰 이점을 가지고 있었지만, 기술적 이유로 인해 TFT-LCD는 여전히 응답 시간, 밝기 및 시야각에서 기존의 CRT 디스플레이와 큰 차이를 보였습니다. 또한, 매우 낮은 수율은 높은 가격으로 이어졌고, 데스크탑 TFT-LCD는 달성할 수 없는 기절을 만들어냈습니다.

그러나 기술의 지속적인 발전, 수율의 지속적인 개선, 일부 새로운 기술의 출현으로 TFT-LCD는 응답 시간, 대비, 밝기 및 시야각에서 큰 진전을 이루었으며 CRT 모니터의 전통적인 간격에 더 가까워졌습니다. 요즘 대부분의 주류 LCD 모니터의 응답 시간이 50ms 미만으로 개선되어 LCD가 주류가 될 수 있는 길을 열었습니다.