El principio de la pantalla de retroiluminación de LCD La mayor diferencia entre LCD y plasma es que los LCD deben depender de fuentes de luz pasivas, mientras que los televisores de plasma son dispositivos de visualización activos que emiten luz. Las principales tecnologías de retroiluminación LCD actualmente en el mercado incluyen LED (diodo emisor de luz) y CCFL (lámpara fluorescente de cátodo frío).
Lámpara fluorescente de cátodo frío (lámpara fluorescente de cátodo frío; CCFL)
Las pantallas de cristal líquido tradicionales están retroiluminadas mediante CCFL (tubo fluorescente de cátodo frío). Hay dos diseños principales de retroiluminación para CCFL: "iluminación lateral" e "iluminación directa". Sin embargo, debido al diseño de la guía de luz, la tasa de pérdida de luz es mayor para la entrada lateral, lo que limita aún más el brillo de la luz de fondo. Cuanto mayor sea el tamaño del panel, menor será el brillo. Solo apto para paneles LCD TFT de 8 a 15 pulgadas, es decir, visualización personal, como computadoras portátiles y de escritorio. Sin embargo, cuando un televisor LCD para ver en casa es más grande, es de entrada lateral.
Sin embargo, cuanto mayor es el tamaño de la pantalla LCD, mayor es la proporción de módulos de retroiluminación, lo que se refiere a módulos de retroiluminación CCFL directa. Según las estadísticas, también se utilizan módulos de retroiluminación CCFL directos, que representan solo el 23% del costo total en 15 pulgadas, pero aumentan al 37% en 30 pulgadas, y se espera que el módulo de retroiluminación represente el 50% en 57. pulgadas. Por lo tanto, la retroiluminación CCFL directa sólo es adecuada para televisores LCD de tamaño mediano de aproximadamente 30 pulgadas y no es adecuada para diseños de áreas más grandes. Al mismo tiempo, CCFL utiliza descargas de gas mercurio para generar iluminación. Aunque los estándares RoHS establecidos por la UE siguen siendo aceptables siempre que la dosis de "mercurio" sea inferior a la norma, no hay garantía de que la norma pueda elevarse a cero (su uso está completamente prohibido) en el futuro. no deben utilizarse para entonces o deben cambiarse por otros no tóxicos Mercury CCFL.
Incluso si la CCFL sin mercurio es técnicamente factible, la CCFL sigue siendo una iluminación electrónica de descarga de gas con un tubo de lámpara cerrado que tiene una resistencia limitada a las fuerzas externas. Los impactos más grandes pueden romper el tubo de la lámpara y hacer que la iluminación sea ineficaz, lo que supone un problema menor que con otras luces electrónicas de estado sólido, como las LED. Además, debido a que el tipo directo no requiere una placa guía de luz y no tiene problemas de pérdida de luz, no requiere una película de mejora del brillo, especialmente la película de mejora del brillo es una tecnología patentada de unos pocos fabricantes y es costosa. El tipo directo puede eliminar la necesidad de placas guía de luz y películas de mejora del brillo, lo que ayuda a reducir costos.
Sin embargo, bajar directamente el CCFL también tiene sus inconvenientes. Para mejorar el brillo de la imagen, se debe aumentar el número de tubos de lámpara. Sin embargo, si los tubos de luz están dispuestos demasiado densos, será perjudicial para la disipación de calor. A medida que disminuye la distancia entre las fases izquierda y derecha, se debe aumentar el espacio de disipación de calor desde el nivel de espesor. Sin embargo, el aumento de grosor también compensa parcialmente la ventaja de los televisores LCD: delgadez y ligereza.
Por cierto, cuando se utilizan tubos de luz CCFL en televisores LCD de pulgadas grandes, la longitud del tubo de luz también debe aumentar con el número de pulgadas. Sin embargo, los problemas con el brillo MURA y el color MURA tienden a ocurrir en el medio y en ambos extremos de los tubos de luz CCFL largos, lo que afectará aún más la uniformidad de la luz de fondo. Para mantener continuamente la uniformidad de la luz, es necesario utilizar una película de difusión para mejorar la uniformidad de la luz, pero la película de difusión también provocará una pérdida de transmitancia de la luz y reducirá el brillo. La reducción del brillo solo se puede mejorar aumentando el número de lámparas, pero como se mencionó anteriormente, será más difícil diseñar la disipación de calor, aumentar el grosor del módulo de retroiluminación e incluso aumentar el consumo de energía. Hasta donde sabemos, el consumo de energía de los módulos de retroiluminación CCFL representa el 90% del consumo total de energía de los televisores LCD. Por lo tanto, cambiar la tecnología de retroiluminación es una de las direcciones actuales para cambiar la calidad de la imagen LCD.
Diodo emisor de luz (LED); diodo emisor de luz)
Dado que la retroiluminación CCFL tiene muchos efectos secundarios, la industria también está buscando varias tecnologías nuevas de retroiluminación, y el LED es una de ellas. Por ejemplo, la serie de televisores Qualia de Sony es un televisor LCD de gran tamaño (40 y 46 pulgadas) de alta gama. Su retroiluminación utiliza WLED, que se denomina tecnología de retroiluminación WLED. En la actualidad, la investigación y el desarrollo de monitores LCD que utilizan tecnología de retroiluminación LED han alcanzado un nivel sustancial y ya podemos ver productos relacionados exhibidos en la exposición CES 2007.
La retroiluminación LED tiene muchas ventajas.
En primer lugar, la iluminación electrónica de estado sólido tiene una mayor resistencia al impacto que la CCFL y no hay preocupaciones sobre las regulaciones ambientales del gas mercurio y las fugas de rayos UV. Al mismo tiempo, el LED puede funcionar siempre que sea voltaje de CC, a diferencia del CCFL, que requiere voltajes alternos positivos y negativos. Incluso con solo un voltaje de accionamiento positivo, los niveles de demanda de LED son más bajos que los de CCFL. Además, el brillo de los LED se puede ajustar utilizando únicamente el modo de modulación de ancho de pulso (PWM), y el problema de imagen residual en las pantallas LCD TFT se puede suprimir de la misma manera. Sin embargo, el nivel de brillo de CCFL es más complejo y la imagen residual no se puede suprimir, por lo que se debe suprimir de otra forma.
Aunque la retroiluminación LED tiene muchas ventajas, también tiene desventajas. Primero, la eficiencia luminosa. En términos del mismo consumo de energía, el LED no es tan bueno como el CCFL, por lo que el problema de disipación de calor será más grave que el CCFL. Además, el LED es una fuente de luz puntual, lo que hace que sea más difícil controlar la uniformidad de la luz que las fuentes de luz lineales CCFL. Para lograr la mayor uniformidad de luz posible, es necesario seleccionar cuidadosamente el tipo de diodos emisores de luz producidos y utilizar una gran cantidad de diodos emisores de luz con las mismas características (longitud de onda y brillo) para el mismo propósito. . Afortunadamente, la eficiencia luminosa de los LED sigue mejorando y actualmente puede alcanzar más de 100 ml/W, por lo que la saturación del color puede ser mejor y la disposición WLED de la luz de fondo puede ser más flexible, de modo que los problemas de consumo de energía y Se puede aliviar la disipación de calor. A medida que los rendimientos de fabricación sigan mejorando y madurando, el coste de los LED con características de brillo constantes en la fermentación también disminuirá.
El simple hecho de cambiar la tecnología de retroiluminación puede no ser suficiente para provocar una revolución LCD, así que veamos el desarrollo de otras tecnologías LCD. El diodo emisor de luz orgánico (OLED) se refiere a un diodo emisor de luz orgánico. La tecnología de visualización de diodos emisores de luz orgánicos es diferente de los modos tradicionales de visualización de cristal líquido. No requiere retroiluminación y utiliza una capa muy fina de material orgánico y un sustrato de vidrio. Estos materiales orgánicos emiten luz cuando una corriente eléctrica los atraviesa. Además, las pantallas de diodos emisores de luz orgánicos pueden hacerse más livianas y delgadas, tener ángulos de visión más grandes y pueden ahorrar energía significativamente. Pero en la actualidad, su vida útil y precio son obstáculos que limitan su desarrollo en LCD.
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