lcd工程期末報(bào)告掃描式背光源技術(shù).ppt

1、LCD工程 期末報(bào)告 掃描式背光源技術(shù),指導(dǎo)老師：吳文端 班級(jí)：光電三甲 組員：495L0054 簡(jiǎn)永昌 495L0047 林裕淞,液晶顯示器與背光模組,背光模組應(yīng)用與要求,Notebook PC 高效率/省電化、輕薄化。 衛(wèi)星導(dǎo)航/車載裝置高輝度、堅(jiān)固性、耐候性。 掌上型裝置小尺寸、輕薄化、省電化。 Monitor / TV 高輝度、廣視角、大型化。,背光模組的分類,邊光式背光模組 直下式背光模組,背光源分類-CCFL,CCFL的發(fā)光原理與一般日光燈十分相似，亦是利用電場(chǎng)效應(yīng)激發(fā)惰性氣體原子與汞原子碰撞以釋出低波長(zhǎng)的紫外光，透過(guò)塗佈於燈管壁的螢光體後，便可轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光。,EEFL,外部電極螢

2、光燈(EEFL)為一棒狀螢光管，與一般冷陰極燈管最大差別在於將電極做在燈管外部，即在螢光管外利用玻璃的絕緣性套入電極。由於可做並聯(lián)設(shè)計(jì)，使一顆轉(zhuǎn)換器(inverter)可並行驅(qū)動(dòng)多根螢光管，利用轉(zhuǎn)換器本身的安定性驅(qū)動(dòng)，提供高頻、高壓讓燈管啟動(dòng)，並維持點(diǎn)燈的高度穩(wěn)定性。,FFL,無(wú)汞平面燈(FFL)其發(fā)光原理，如下圖所示。首先將兩平 面玻璃內(nèi)抽真空，接著充填固定比例分壓的混合惰性氣 體-氙氣(Xe)，然後在陽(yáng)極與陰極之間施加一高電壓產(chǎn)生之電位差放電，使得腔體中的氙氣(Xe)原子，受到激發(fā)而成為氙分子與低能階電子等激發(fā)態(tài)粒子。當(dāng)氙分子回復(fù)到氙單體原子之際，即同時(shí)產(chǎn)生紫外線。塗佈在玻璃空間中的螢光粉

3、受此紫外線激發(fā)後，便產(chǎn)生了可見(jiàn)光。,LED,與其它二極體一樣，發(fā)光二極體中電流可以輕易地從p極（陽(yáng)極）流向n極（負(fù)極），而相反方向則不能。兩種不同的載流子：電動(dòng)和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向pn結(jié)。當(dāng)電洞和電子相遇而產(chǎn)生複合，電子會(huì)跌落到較低的能階，同時(shí)以光子的方式釋放出能量。,CNT-FED,利用真空封裝技術(shù)將具有CNT電子發(fā)射源之陰極，與塗有可經(jīng)電激發(fā)光之螢光粉層的陽(yáng)極組合一起，將陰、陽(yáng)極之間抽真空(10-610-7 torr)，由固定高度之間隔物隔開(kāi)，利用電子發(fā)射源所產(chǎn)生之電子束，經(jīng)高達(dá)數(shù)千Kv之加速電壓撞擊陽(yáng)極板上的螢光粉而發(fā)光。,各背光源之比較,CCFL EEFL FFL C

4、NT-FED LED 發(fā)光效率 (lm/w) 6080 6080 30 30 4050 耗電量 低 低 中 中 高 均勻性 佳 佳 最佳 普通 普通 色彩飽和 (NTSC) 72% 72% 80% 70% 100% Inverter 成本 高 低 低 低 - 壽命(小時(shí)) 50K 60K 60K 50K 100K 優(yōu)點(diǎn) 光學(xué)安定性高 耗電量最低 平面光源 光學(xué)膜成本降低 體積小 耐衝擊性高 省Inverter 成本組裝 耐衝擊性最佳 缺點(diǎn) 含汞、 電路控制問(wèn)題 散熱、 真空封裝的 RGB衰退速率 I interver成本高 良率問(wèn)題 良率問(wèn)題 不一致 價(jià)格比 100 90 90 150 300

5、,掃描式背光源原理、結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn),掃描式背光板是讓LCD模擬impulse-type display的一種方法並搭配快速反應(yīng)液晶以進(jìn)一步大幅改善動(dòng)態(tài)影像品質(zhì)。 用於具有動(dòng)態(tài)影像品質(zhì)改良及動(dòng)態(tài)時(shí)序控制的背光控制系統(tǒng)，利用掃描驅(qū)動(dòng)之控制方式，可大幅減少驅(qū)動(dòng)IC的使用數(shù)量與降低動(dòng)態(tài)影像拖影之問(wèn)題。 早期CRT之電子槍只發(fā)射有色光23ms，其餘時(shí)間為插黑畫(huà)面，此為脈衝型之驅(qū)動(dòng)方式，可克服視覺(jué)暫留所造成的拖影現(xiàn)象，將動(dòng)態(tài)畫(huà)面處理的更加流暢，不同於CRT，傳統(tǒng)LCD的背光光源的時(shí)間恆亮，液晶顯示器受限於液晶的反應(yīng)時(shí)間及液晶顯示光源表現(xiàn)為持續(xù)方式，使在動(dòng)態(tài)影像表現(xiàn)上因視覺(jué)停留的因素導(dǎo)致影像移動(dòng)的邊界上產(chǎn)生陰

6、影，前畫(huà)面影像資料會(huì)跟之後的畫(huà)面影像資料有部分重疊，看起來(lái)也比較容易有模糊的感覺(jué),LCD面板畫(huà)面顯示方式是由頂端被一列列寫(xiě)入至底部，藉由掃描式的顯示技術(shù)將背光同步點(diǎn)亮與熄滅，來(lái)達(dá)到與面板顯示的同步運(yùn)行。進(jìn)一步改善動(dòng)態(tài)影像之清晰程度，使畫(huà)面更加清晰流暢。 目前顯示器背光源CCFL(冷陰極燈管)在畫(huà)面點(diǎn)亮?xí)r，每支燈管皆處在全亮狀態(tài)，Scanning Backlight Unit(掃描式背光模組)主要以CCFL掃描式點(diǎn)滅法操作，也就是CCFL背光源採(cǎi)輪流方式點(diǎn)亮。 Scanning Backlight是模擬CRT顯示器脈衝式(Impulse Type) 發(fā)光原理，以CCFL無(wú)發(fā)光的暗態(tài)區(qū)域來(lái)遮蔽LC

7、D顯示器所產(chǎn)生的拖影影像，故Scanning Backlight主要目的是用來(lái)改善LCD TV動(dòng)態(tài)畫(huà)面影像品質(zhì)。,通常Scanning Backlight會(huì)與120Hz倍速驅(qū)動(dòng)技術(shù)一同搭配，即在原60Hz 2幅畫(huà)面中，再補(bǔ)插入1張畫(huà)像，當(dāng)上述2種技術(shù)相互結(jié)合時(shí)，Motion Picture Response Times( MPRT)最佳可作到4.2ms(因120Hz MPRT為8.4ms，當(dāng)CCFL光源僅一半時(shí)間點(diǎn)亮?xí)r，MPRT再降低2分之1)。 其主要為降低LCD動(dòng)態(tài)影像殘影之問(wèn)題，也可降低背光功率消耗， 達(dá)到節(jié)省電能之目的。 而因LED具有環(huán)保、省電節(jié)能、高色彩重現(xiàn)、高動(dòng)態(tài)對(duì)比以及改善殘影

8、 ，以及薄型化特色等，比CCFL更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),顯示器技術(shù)發(fā)展,“平面”顯示器技術(shù)發(fā)展至今，除了持續(xù)強(qiáng)調(diào)大尺寸、畫(huà)面影像銳利度、色彩飽和度、色相及對(duì)比等畫(huà)質(zhì)、尺寸等方面研究之外，針對(duì)特殊領(lǐng)域、另類應(yīng)用等超多視域顯示技術(shù)也持續(xù)發(fā)酵當(dāng)中，包括了“立體”LCD顯示技術(shù)，將是未來(lái)發(fā)展顯示技術(shù)的一項(xiàng)極為重要指標(biāo)。 所謂立體LCD顯示技術(shù)就是不需要藉由特殊眼鏡輔助視覺(jué)，而是利用視差障礙（parallax barrier）方式導(dǎo)入顯示面板，進(jìn)而達(dá)到技術(shù)上突破，使光源能夠分離左右兩個(gè)不同方向，創(chuàng)造出所謂的立體顯示技術(shù)。就像人們是以兩個(gè)眼睛分別從兩個(gè)角度來(lái)觀看物體，利用左右眼所看到的畫(huà)面所生的細(xì)微差異，再依據(jù)兩

9、者差別特質(zhì)感測(cè)被視物體距離，而大腦便將兩幅畫(huà)面混合成一幅完整立體畫(huà)面。,早在1950年這項(xiàng)立體LCD顯示技術(shù)雛形就已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，甚至目前在研究類似LCD顯示技術(shù)還運(yùn)用早年就已經(jīng)研發(fā)而成的部分技術(shù)。不過(guò)卻也存在著諸多問(wèn)題尚未解決，包括：左右方向清晰度下降至50，或者處?kù)段災(zāi)粌蓚?cè)觀看畫(huà)面時(shí)，容易產(chǎn)生模糊不清的影像重疊等技術(shù)門(mén)檻問(wèn)題。 一般LCD平面顯示器無(wú)法再現(xiàn)空間立體感，是因?yàn)橐苁癸@示畫(huà)面呈現(xiàn)立體感，具有透視效果是最基本要求；另外，就是視覺(jué)差異角度問(wèn)題，在雙眼和一點(diǎn)的兩條連線之間的角度，距離近則視差角大、距離遠(yuǎn)則視差角小，物體的表面有無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)，那麼就有無(wú)數(shù)個(gè)視差角，因此無(wú)法顯示立體影像。,開(kāi)

10、發(fā)出藉由連續(xù)磁場(chǎng)方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)LCD立體顯示影像，將過(guò)去左右視差顯示影像液技術(shù)與高速更換與照明方式的轉(zhuǎn)換相結(jié)合，推動(dòng)了由此形成的掃描式背光立體LCD顯示技術(shù)的開(kāi)發(fā)。 其技術(shù)主要技術(shù)特徵，包括：不需要使用特殊眼鏡就能顯示具有深度的立體顯示影像、能夠100利用液晶面板清晰度藉以顯示出高精細(xì)立體影像、在兩側(cè)觀看影線時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生模糊不清、影像重疊或凹凸逆轉(zhuǎn)影像，以及在一般情況下，能夠順利顯示二維顯示影像。 就該立體LCD顯示技術(shù)主要結(jié)構(gòu)組成及動(dòng)作原理來(lái)看，該技術(shù)是經(jīng)由能夠分別單獨(dú)向觀察者的左右眼中照射光線的2組LED光源作為掃描背光，以及具有高速更換視差影像的FFD高速應(yīng)答液晶顯示面板所組成。 其主要

11、動(dòng)作原理是利用液晶面板在顯示左眼用的視差影像時(shí)點(diǎn)亮左側(cè)LED，表示右眼用視察圖像時(shí)點(diǎn)亮右側(cè) LED，這樣不必配戴特殊眼鏡，就能從對(duì)應(yīng)的眼中看到各自的視覺(jué)影像。另一方面，只要以和電視磁場(chǎng)頻率數(shù)相同的60Hz，分別進(jìn)行左右視差影像更換跟左右LED閃爍同步時(shí)， 便能使眼睛感受到2個(gè)影像同時(shí)穩(wěn)定，而具有連續(xù)性地從面板顯示出來(lái)，最終便在人腦中左眼影像及右眼影像合成為立體顯示影像。,利用兩眼可以看到不同角度之影像及腦部融合影像，而產(chǎn)生立體影像，其主要關(guān)鍵技術(shù)，包括：微位相差板製程技術(shù)、多觀者追跡技術(shù)及光學(xué)元件技術(shù)等。 立體顯示影像品質(zhì)呈現(xiàn) 從正面看立體LCD顯示螢?zāi)粫r(shí)，因?yàn)橛^察者的左右眼分別看相對(duì)應(yīng)的左右

12、視差影像，所以能產(chǎn)生立體感；而在實(shí)際觀察顯示視差影像時(shí)，相當(dāng)於從左右眼方向6度位置進(jìn)行觀看，其立體影像顯示其內(nèi)容與輪廓非常清楚，立體影像分離性也十分清晰，不會(huì)出現(xiàn)訊號(hào)干擾情況。 在一般主觀者評(píng)價(jià)之後，也都能夠感覺(jué)到中央控制裝置的立體影像能夠清晰地浮現(xiàn)出來(lái)。換句話說(shuō)，在立體LCD顯示技術(shù)中，目視立體影像能夠確認(rèn)視覺(jué)領(lǐng)域兩側(cè)， 或者存在一般平面影像目視確認(rèn)領(lǐng)域；因此，不會(huì)使眼睛造成視覺(jué)上的負(fù)擔(dān)，而能夠探尋立體視覺(jué)領(lǐng)域。 設(shè)想一個(gè)手持式設(shè)備，如：手機(jī)所使用的LED具有上下方向移動(dòng)性，或者是以90度的旋轉(zhuǎn)方式掃描背光LCD顯示器，在上、下方向分別收、發(fā)其顯示畫(huà)面資訊。而在實(shí)際商品化運(yùn)用上，只能能夠確實(shí)

13、地抑制其相關(guān)干擾性，實(shí)現(xiàn)良好影像切換效果， 因此只要稍稍傾斜手腕，就能看到2個(gè)不同顯示影像，使得原本較小手持式顯示器更能夠被廣泛地應(yīng)用。因此，針對(duì)掃描式背光立體LCD顯示技術(shù)，若能運(yùn)用在手持式設(shè)備顯示器小尺寸螢?zāi)簧?，再透過(guò)立體顯示技術(shù)其附加功能性，將使手持式顯示設(shè)備更具應(yīng)用靈活性。,參考資料,.tw/tw/360/TermShow.asp?id=A00455 .tw/FED-db/cgi-bin/FED-search/view_etd?identifier=oai:.tw:etd-0119109 .tw/simple-search?q