LCDバックライトのタイプと長所と短所（LCD、CCFL、LED）

液晶バックライトディスプレイの原理液晶とプラズマの最大の違いは、液晶はパッシブ光源に依存する必要があるのに対し、プラズマTVはアクティブ発光ディスプレイデバイスであるということです。 現在市場に出回っている主流のLCDバックライト技術には、LED（発光ダイオード）とCCFL（冷陰極蛍光）が含まれます。

ランプ）2種類。

冷陰極蛍光ランプ（CCFL）

従来の液晶ディスプレイは、CCFL（冷陰極蛍光ランプ）バックライトを使用しています。 CCFLバックライトの設計には主に2つのタイプがあります。& quot;サイドタイプ& quot; および& quot;直接型& quot;。 ただし、サイドタイプのライトガイド設計では、フォトリフラクティブ率が高くなり、バックライトの明るさが制限されます。 パネルサイズが大きいほど、明るさは低くなります。低くなるほど、8インチから15インチのTFT LCDパネル、つまりラップトップやデスクトップなどの個人的な表示目的にのみ適しています。 ただし、家庭で大型液晶テレビを見ると、サイドライトタイプの明るさを実現するのが難しくなります。 代わりに、それはまっすぐです。

ただし、LCDのサイズが大きいほど、直接型CCFLバックライトモジュールを指すバックライトモジュールのコストの割合が高くなります。 統計によると、ダイレクトタイプのCCFLバックライトモジュールの使用も同じです。 バックライトモジュールは、インチ単位で全体のコストの23％しか占めていませんが、30インチで37％に増加し、57インチに達すると、バックライトモジュールのコストは50％に達すると推定されます。 したがって、ドロップダウンCCFLバックライトは、約30インチの中型液晶テレビでの使用にのみ適しており、大面積の設計での使用には適していません。 同時に、CCFLは水銀ガス放電を使用して照明を生成します。 欧州連合によって確立された現在のRoHS規制ですが、& quot;水銀& quot; が基準を下回っていても許容範囲ですが、将来的に基準がゼロになることを保証することはできません（まったく許可されていません。使用）。CCFLは使用できなくなるか、水銀に変更する必要があります。 -無料のCCFL。

水銀を含まないCCFLが技術的に実現可能であるとしても、CCFLは、閉じた蛍光管を備えたガス放電電子照明です。 外力に対する蛍光管の抵抗は制限されています。 大きな衝撃は蛍光灯を壊し、照明を無効にします。 他のソリッドステート電子照明（LEDなど）には、そのような懸念はありません。 また、直滴式は光ガイド板を必要とせず、光屈折の問題が比較的少ないため、輝度向上フィルムを必要とせず、特に輝度向上フィルムは数社の特許技術であり、価格も高いです。 ライトボードと輝度向上フィルム。コスト削減に役立ちます。

ただし、ドロップダウンCCFLにも欠点があります。 画像の明るさを上げるには、ライトパイプの数を増やす必要があります。 ただし、ライトパイプの配置が近すぎると、熱放散が促進されません。 左右の相間の距離が短くなるため、厚みレベルから放熱量を増やす必要があります。 ただし、スペースの厚さの増加は、液晶テレビの利点である軽量と薄型を部分的に相殺することにも相当します。

ちなみに、大型液晶テレビでCCFLライトチューブを使用する場合は、インチ数の増加に応じてライトチューブの長さも長くする必要があります。 ただし、CCFLライトチューブが長い場合、ライトチューブの中央位置と両端が問題になります。明るさMURAと色MURAの問題が発生しやすく、バックライトの光の均一性に影響します。 光の均一性を維持するためには、拡散フィルムを使用して光の均一性を高める必要がありますが、拡散フィルムは光の透過率の低下も引き起こします。 明るさを下げるには、ライトパイプの数を増やして明るさを下げた結果を補強する必要がありますが、前述のように、ライトパイプを追加すると、放熱の設計が難しくなり、バックライトモジュールの厚さが増します。消費電力も増加します。 CCFLバックライトモジュールの消費電力は、液晶テレビの総消費電力の90％を占めていると理解されています。 したがって、バックライト技術の変更は、LCD画質を変更するための現在の方向性の1つです。

発光ダイオード（発光ダイオード; LED）

CCFLバックライトには多くの副作用と疑問があるため、業界はさまざまな新しいバックライト実装技術も求めています。LEDは、ハイエンドの大型テレビであるソニーのQualiaシリーズTVなどの実現可能なソリューションの1つです（ 40インチ、46インチ）バックライト部分がWLEDでできている液晶テレビは、WLEDバックライト技術と呼ばれています。 LEDバックライト技術のLCDモニターの研究開発も実質的な段階に達しています。 2007年のCES展示会ではすでに関連製品の展示を見ることができます。

LEDバックライトには多くの利点があります。 まず、ソリッドステート電子照明。 耐衝撃性はCCFLよりも高くなっています。 水銀ガスの環境保護規制や紫外線漏れの心配がなく、彩度や寿命を超えています。 さらに、CCFLは、正の電圧で駆動される限り、LEDを駆動できます。 正と負の電圧を交互に必要とするCCFLとは異なり、正の駆動電圧のみを使用しても、LEDの需要レベルはCCFLの需要レベルよりも低くなります。 さらに、LEDの輝度はパルス幅変調（PWM）によってのみ調整でき、同じ方法を使用して、TFTLCDディスプレイの残像の問題を抑制することができます。 ただし、CCFLの明るさ調整はもっと複雑です。 また、残像は抑制できません。別の方法で抑制しなければなりません。

LEDバックライトには多くの利点がありますが、欠点もあります。 1つ目は発光効率です。 同じ消費電力の観点から、LEDはCCFLほど良くないので、熱放散の問題はCCFLよりも深刻になります。 また、LEDは点型光源であり、CCFL &＃39;のリニア型に類似しています。 光源は、実際の光源よりも光の均一性を制御するのが困難です。 可能な限り光の均一性を実現するためには、製造するLEDの特性を慎重に選択する必要があり、同じバックライトに同じ特性（波長、明るさ）のLEDを多数使用します。選択もかなり高いです。 幸いなことに、LEDの発光効率はまだ改善されています。 現在、100ml / W以上に達する可能性があります。 このようにして、彩度を向上させ、バックライトのWLED配置をより緩和することができるため、消費電力と熱放散の問題が軽減されます。 また、製造歩留まりが向上し成熟した後は、一貫した輝度特性を持つLEDを慎重に選択するコストも削減されます。

バックライト技術を変更するだけではLCDに革命を起こすには不十分かもしれないので、&＃39;に他のLCD技術の開発を見てみましょう。 OLED（有機発光ダイオード）は有機発光ダイオードです。 OLEDディスプレイ技術は、従来のLCDディスプレイ方式とは異なります。 バックライトを必要とせず、有機材料とガラス基板の非常に薄いコーティングを使用しています。 電流が流れると、これらの有機材料が発光します。 さらに、OLEDディスプレイ画面は、より大きく、より軽く、より薄くすることができ、大幅に電力を節約することができます。 ただし、現在の寿命と価格は、LCDでの開発を制限するボトルネックです。

OLEDは注目を集めているもう一つのパネル応用技術であり、小型パネルの実現は早い段階です。 顧客の計画によると、2008年から2009年にかけてより多くのモデルが発売される予定ですが、サブパネルが引き続きメインであり、モデルと出荷が現在と比較して大幅に増加したとしても、市場シェアは10％を超えることはありません。 。 OLEDは元々薄く、コントラスト、視野角、省電力の点でTFT-LCDよりも良好な状態でした。 TFT-LCDに取って代わるため、業界から常に高く評価されており、初期には研究開発にも投資してきました。 しかし、一方で、OLED技術はボトルネックに直面しており、寿命の問題を克服する必要があります。 一方、TFT-LCD技術は進歩を続けており、優れたコントラストと視野角を提供できるようになったため、OLEDの需要は大幅に増加せず、市場は小さく、供給過剰であり、価格競争に限定されています。 当初投資した企業は、解散と人員削減の運命から逃れることはできません。 過去に、台湾Shenghua Technologyは、OLEDの研究開発に投資するためにShengyuanの設立に投資しました。 OLEDとTFT-LCDが競合できないことを考えると、特にコスト差が大きい。 仕様上、TFT-LCDは170度の視野角、500：1のコントラスト、明るさを簡単に実現できます。 増やすことも薄くすることもできます。 反応速度は比較的劣りますが、人間の目に許容できる範囲に達する可能性があります。 そのため、Shengyuanも閉鎖され、材料を開発するためにShenghuaに戻るR &アンプ; Dの担当者はわずかしか残っていません。 将来、OLEDの寿命と価格を大幅に改善できれば、まだチャンスはあります。 この段階では、それは特別な特性を持つ製品に限定されており、革新的である必要性を強調しています。 大量の時点はまだ確認されていません。

また、AMOLED（アクティブマトリックス/有機発光ダイオード）アクティブマトリックス有機発光ダイオードパネル（AMOLED）は、Samsung Electronics、Samsung SDI、LGPhilipsなどの次世代ディスプレイテクノロジーと呼ばれ、この新しいディスプレイテクノロジーを非常に重要視しています。 現在、SamsungElectronicsとLGPhilipsが大型AMOLED製品の開発に注力していることを除けば、SamsungSDIとAUOはすべて中小型サイズに注力しています。 完成品の現在の製品性能から、AMOLEDのコストを効果的に制御できれば、従来のLCDパネル技術は大きな課題になります。

AMOLEDの利点の1つ：バックライトの必要がない

AMOLEDの利点の1つ：彩度が高い

AMOLEDの利点の1つは、IPSまたはVAパネルの180度の視野角に到達できることです。

AMOLEDの利点の1つ：LCDパネルの動的ブラーの問題を効果的に解決します

上記の4つのOLEDの利点の中で、現在市場に出回っているすべてのデスクトップLCDモニターが液晶画面の動的ブラーの問題を解決できないため、4番目の製品機能に特に注意を払っています。 LCD画面の動的な画像のぼやけは、通常、画面の変更中にエッジの輪郭がぼやける現象を指します。 ダイナミックな画像のぼやけ現象には2つの理由があります。 1つは液晶の応答時間とリン光剤の残光であり、もう1つはホールド方式の画像制御と同様にTFTドライブです。

ホールドはぼやけたダイナミック画像の主な原因です

いわゆる& quot;ホールドモード& quot; 表示モードとは、一定時間内にフレーム画像を表示することです。 TV画面では、このホールドタイムは垂直期間（16.7ミリ秒）に相当します。 一般的に言って、LCDの応答時間はダイナミックな画像表示にとって非常に重要です。LCDTVの場合、画像の変換時間は約16.7msであり、LCDTVの応答時間は16.7msよりも短くなる可能性があるためです。 、ダイナミック画像の画像性能のためにそれは非常に重要です。 ただし、液晶の応答時間が0msであっても（ありそうもない困難なことですが）、ぼけが消えないという状況もあります。 これは、LCD画面が& quot; Hold Method"を使用しているためです。 画像を表示する方法。 いくつかの実験報告によると、& quot; Hold"を使用して画面に表示されたアニメーションを知ることができます。 メソッドは網膜上で左右に揺れます。 このような揺れは時間の経過とともに蓄積され、ダイナミックな画像はぼやけた感じになります。 液晶の応答時間を改善するのと同様に、& quot; Hold"を短縮する表示方法を開発する必要があります。 時間。 以上の状況により、液晶画面の動的な画像のぼけは、長時間使用される測定、すなわち、白から黒への液晶応答時間および黒から白への変化時間では表現できない。

ホールドタイムによるダイナミックな画像のボケを改善

応答時間が0msの理想的な制御液晶パネル（保持時間100％）の場合、MPRTは16.7ms（周波数は60Hz）です。 ホールドタイムが50％の場合、MPRTは約8.3msです。 ホールドタイムが25％の場合、MPRTは4.2msです。 一般的なLCDのMPRTは8ms未満です。 市販製品の画質要件が高いLCDの場合、MPRTは4ms未満と見積もることができます。 前述のように、MPRTには、液晶の応答時間と保持時間の2つの主要な要素が含まれています。 したがって、画像の表示品質を実現するためには、液晶の応答時間を上記値よりも短くすることが望まれる。 液晶の応答時間を改善する方法の中には、OCB、IPS、VAなどの高速ダイナミックモードや、オーバードライブ駆動などがあります。 現在、画質を重視する液晶テレビは、これらの手法を実用化しています。 ホールドタイムによるダイナミックな画像のボケを改善するには、2つの方法があります。 1つは画面周波数に応じてバックライト光源をオフにする方法、もう1つは動き補償技術を使用した倍速表示方法です。 最初の具体的な方法は、バックライトのちらつきと黒信号の挿入を使用することです。 これら2つの技術の中で、最も興味深いのは動的補償技術です。 バックライトのオフや黒信号の挿入などの断続的な表示方法は、動的な画像のぼやけを改善することができ、実装は比較的簡単です。 ただし、大画面で高輝度の場合、画面がちらつきやすくなります。 対照的に、動的補償倍速表示方式は、画像のちらつきを増加させることなく動的な画像のぼけを改善することができるが、大規模な信号処理回路を必要とするため、これまで実施するのは容易ではなかった。