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LED背光与无彩色滤光片技术分析

时间:2015-01-15  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

近年来平面显示器产业蓬发展迅猛,显示技术日新月异,液晶显示器以量产规模而论,稳居平面显示器技术主流地位,然而,其它显示技术,诸如等离子、有机发光二极管,甚至是场发射式显示器等,各自拥有优于LCD的特性,例如自发光、快速响应、高对比度、高色彩饱和度、可挠性等诸多优点,给LCD产业带来不同程度的威胁。为保持LCD显示技术现有的竞争优势,各厂商已投入大量研发力量,力求提升传统LCD的显示效率和质量。

在LCD技术发展中,新型背光技术的作用日益显著,对于LCD整体结构以及色彩表现的改善起到非常重要的作用。LED背光在LCD显示中的应用比例在近年来大幅提升,其意义不仅仅局限于色域表现的提高,甚至有可能颠覆LCD的传统结构,对于LCD产业未来的发展具有前瞻性的意义。RGB LED背光的应用,演绎出场序式色彩(Field Sequential Color,FSC)技术,部分厂商已经试制出无彩色滤光片的产品,可大幅度提高面板系其他电感器统的电光转换效能达到约40%,对于提升系统色域及饱和度、降低材料成本等,都有非常显著的影响。

两种不同的塑封电感器混色原理

在传统彩色滤光片应用中,单一像素乃由三个子像素所构成,每个子像素由一颗场效晶体管(Field Effect Transistor,TFT)控制该子像素的电场强度,以决定通过该子像素的光强度;通过各子像素的光能量,再经由各子像素所对应的原色(红色、绿色及蓝色)滤光片调变,以得到各子像素所需的各原色光强度,最后再依靠视觉系统的作用,将各子像素的原色混合成该像素所欲表现的颜色。这样必须使用白色背源模块,如冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)或是LED光源扁平型电感。在混色原理上,各原色是以空间轴混色,空间轴上的混色意思是,人眼看到东西可以看出颜色,是靠空间轴上R、G、B三个子像素(sub-pixel)在小于人眼视角的范围做出混色。

相对地,场序式技术则移除彩色滤光片(Color Filterless),且各像素不需再分割出子像素,其色彩形成,必须依靠背光模块中,三种原色光源依时序切换,搭配在各色光源显示时间内,同步控制液晶像素穿透率,以调配各原色之相对光量,再由视觉系统对光刺激的残留效应,以形成并察知该颜色。也就是将原本以空间轴混色改为以时间轴混色,就是让R、G、B三色快速切换,若转换时间短于人眼视觉所能分辨的时间,借助人眼的视觉残留效应,就能产生混色效果。

免彩色滤光片技术益处多多

相对的,Color Filterless的作法,不使用彩色滤光片,让R、G、B快速在人眼前变换,开口率大,光的使用效率几乎没有损失,一比较起来就突显出Color Filterless的优势。

无彩色滤光片之LCD在显示效能上的最大增益,则在于大幅提升光利用效率,理论上可提升至传统LCD的三倍。

传统以CCFL做为背光源的液晶显示器,当背光源提供8500nits的亮度时,经过各组件的损耗(最大损耗在彩色滤光片),实际输出的光亮度约为800nits。同样是输出800nits的光亮度,由于去除彩色滤光片使得光效率提升三倍,再考虑开口率的提高,RGB-LED背光源只需提供不到2500nits即可等效传统背光源提供8500nits时的出光亮度。

光学效率的提升,意义在于背光功耗的大幅度降低,对于光源亮度要求的大幅度降低。LED背光在LCD市场的应用,最大的阻力在于成本、功耗和散热三项。光源亮度要求插件电感器的降低,可以减少LED的采用数量,功耗和散热的瓶颈迎刃而解,成本可以大幅降低。同时,数量的减少更可以降低控制电路的复杂程度,增强系统的可靠性。

另一方面,省下彩色滤光片,在制程上除节省原料成本(约占面板15%左右)外,实质上还省略滤光片涂布、制作之工序、减少工时及提升良率;更可以免去配套建设CF厂房设备的大笔投资。

事实上,采用Color Filterless技术时,一个子像素即可构成一个像素,连带减少单一像素中所需之TFT个数,简化控制电路之复杂度,增加像素开口率,有利于提高面板像素的空间分辨率。

此外,若妥善选择适当光源,则可进一步增进系统的显示质量。例如色序法须使用脉冲式光源,LED最为适合,因LED一般均具有窄半高宽之频谱特性,可呈现出高色彩饱和度的颜色,即可有效扩大系统色域(Color Gamut),即可呈现更丰富、多样的色彩。

液晶的反应速度和色分离控制是技术关键

事实上,Color Filterle插件电感ss不是很新的东西,它的技术原理问世事实上已经有很长一段时间,但到目前为止都没有将此技术应用在电视领域,主要是因为它的速度要求要快3倍以上,才不会让人眼察觉到在做颜色的切换,但是这个技术已经在某些投影机上实现,例如DLP技术做成的投影机(Digital Light Processor,或称为Digital Micro-mirror Device;DMD)。因为DLP型投影机的微镜片(micro mirror)的反应速度够快,所以可以用色序法来实现彩色显像的效果。

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移相全桥传输功率问题看了好多论文对移相全桥分析时都采用最大传输功率进行处理,如下图微信截图_20201014094234.png (121.74 KB, 下载次数: 1)下载附件2020-10-14 09:42 上传但是,标幺化处理时,式2

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