LCD ディスプレイの輝度を上げる方法

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LED バックライトの輝度を上げる:

LCD ディスプレイの輝度を高める効果的な方法は、バックライト ユニット内の LED 電球の数を増やすことです。これにより、発光量が増加し、より鮮やかで鮮やかな表示が得られます。ただし、必要な明るさと、利用可能なスペースと電力容量によってもたらされる制限との間のバランスを取ることが重要です。機能の他の側面を損なうことなく、ディスプレイが追加の LED 電球に対応できるかどうかを判断するには、慎重な評価が必要です。

明るくするためのさまざまなフィルム:

プリズムフィルムまたは光増強フィルムとも呼ばれる増光フィルムを使用すると、明るさを向上させることができます。これらのフィルムは、入射光を拡散するために一定レベルのヘイズを提供する背面コーティング、中央の透明な PET 基板層、上部発光面のマイクロプリズム構造の 3 層で構成されています。明るさの向上には一定の制限があることに注意してください。

より効率的な導光板:

導光板は、LED バックライト システム内の重要な光学部品です。その主な機能は、LED 電球から水平方向に放射された光を垂直方向の光に変換し、LCD ディスプレイの全体的な明るさを向上させることです。メーカーはディスプレイをより薄く、よりコンパクトにするよう努めていますが、課題は高い光変換効率を維持することにあります。光を最大限に利用できる効率的な導光板の設計と実装が不可欠になります。高度な光学技術と材料を利用することにより、導光板の効率が向上し、より明るい LCD ディスプレイが得られます。

高輝度 LED チップまたはデュアルコア LED:

 構造上の制約により LED 電球の追加が制限されている場合は、代替オプションを検討できます。そのようなオプションの 1 つは、標準の LED 電球と比較してより明るい光出力を生成する高輝度 LED 電球を利用することです。このアプローチにより、ディスプレイの構造的完全性を損なうことなく輝度を向上させることができます。もう 1 つのオプションは、単一の電球内の発光を効果的に 2 倍にするデュアルコア LED 電球を実装することです。ただし、これらの高輝度またはデュアルコア LED ソリューションを選択する場合は、それに伴う消費電力の増加を考慮することが重要です。

TFT ピクセルの開口率を向上させる:

Display Aperture Ratio

開口率とは、光が通過できる有効面積の比率です。光がバックライト パネルから放射されるとき、LCD ソースやゲートの信号トレースなど、すべての光がパネルを通過できるわけではありません。 TFTそのものとして。したがって、有効光透過領域は1つだけ残る。

設計により開口率を高めることにより、より多くの光を通過させることができ、LCD ディスプレイの輝度が向上します。

さまざまなアーキテクチャ設計と開口率への影響:

TN (Twisted Nematic) と IPS (In-Plane Switching) は、異なるアーキテクチャ設計を提供する 2 つの表示モードです。同じ解像度のディスプレイを比較した場合、TN モード ディスプレイの方がより高い開口率を実現できます。これは、より多くの光がピクセルを通過できることを意味し、その結果、明るさと全体的な表示品質が向上します。

透過率が異なるさまざまな半導体材料:

半導体材料の選択 a-Si(アモルファスシリコン) P-Si(多結晶シリコン)も開口率を決定する上で重要な役割を果たします。これらの材料は異なる構造特性を持っているため、光透過効率のレベルが異なります。

a-Si と P-Si の比較:

a-Si と P-Si は、2 つの異なるタイプの非結晶シリコン構造です。 P-Si はより高い電子移動度を示し、ディスプレイ内でより狭い回路の作成を可能にします。この狭い回路により、より多くの光がピクセルを通過できるようになり、明るさが向上し、開口率が向上します。

さまざまなアーキテクチャ設計を検討し、光透過効率の高い半導体材料を利用することで、メーカーは TFT ピクセルの開口率を最適化できます。この最適化により、輝度が向上し、画質が向上し、エンドユーザーに優れた視聴体験を提供するディスプレイが実現します。

ただし、開口率の向上と、製造コスト、消費電力、生産の実現可能性などの他の要素とのバランスをとることが重要です。包括的な研究開発を実施することで、ディスプレイメーカーは性能と実用的な考慮事項の間の理想的なバランスを達成し、最終的に今日の市場の需要を満たす高品質のディスプレイを提供することができます。

APF を備えた偏光フィルムを使用する:

APF は、一方の偏光状態を透過し、もう一方の偏光状態を反射するガラス反射偏光フィルムです。 APF は、反射光の方向を LED バックライトに戻すことにより、特に広い視野角での輝度を効果的に向上させます。 APF と他の輝度向上技術を組み合わせるのは、実際のアプリケーションで一般的に使用されるアプローチです。 APF の利点を活用すると、エンドユーザーの視覚エクスペリエンスを大幅に向上させることができます。

さまざまな接着方法とタッチスクリーン:

の統合 タッチスクリーン ディスプレイパネルを使用すると、最適な明るさと読みやすさを維持する上で重要な役割を果たします。統合方法が異なると、輝度レベルと全体的な表示パフォーマンスの点でさまざまな結果が得られます。 2 つの一般的なアプローチを見てみましょう。

a.抵抗膜式タッチスクリーン:
抵抗膜式タッチスクリーンでは、センサー フィルムと層間の空隙により、輝度が約 10% 低下する可能性があります。抵抗膜式タッチスクリーンは正確なタッチ検出を提供しますが、ディスプレイ システムを設計する際には、輝度への影響を考慮する必要があります。

b.静電容量式タッチスクリーンによる光学的ボンディング:
静電容量式タッチスクリーンを統合する場合、オプティカルボンディングが最適な選択と考えられます。これには、カバー ガラスまたはタッチスクリーンを樹脂層 (液体光学透明樹脂) またはフィルム (光学透明接着剤を使用したドライ ラミネート プロセス) でラミネートすることが含まれます。このプロセスにより、LCD バックライトや外部光源からの光の屈折が軽減され、TFT スクリーンの可読性が向上します。オプティカルボンディングの主な利点の 1 つは、エアギャップとそれに関連する 2 つの反射面がなくなることです。

ネガティブ液晶を使用する:

従来の LCD はポジティブ液晶を使用します。ただし、 メルク社製ネガ液晶はドイツの企業であり、新たな可能性を切り開きました。ネガ液晶はポジ液晶に比べて約20%高い輝度を実現します。ネガティブ液晶は粘度が高いため、応答時間にわずかに影響を与える可能性があることに注意することが重要です。それにもかかわらず、輝度の増加による利点により、視覚性能の向上を求めるディスプレイメーカーにとって、それは実行可能な選択肢となります。

設定を調整し、PWM (パルス幅変調) を無効にします。

パルス幅変調 (PWM) に依存する自動輝度調整機能を無効にすると、ディスプレイが最大輝度で動作するようになります。照明条件が変化してもディスプレイを常に明るく保つことで、ユーザーは最適な視覚的な鮮明さと読みやすさを楽しむことができます。

カバーレンズの表面処理:

特に直射日光下での可読性をさらに向上させるには、 反射防止 (AR) およびアンチグレア (AG) コーティング カバーレンズ表面へのコーティングにより、環境光の反射を大幅に軽減できます。これらのコーティングは、LCD または保護カバー ガラスやタッチ センサーなどの基板材料に直接塗布できます。

AG (アンチグレア コーティング): AG コーティングはマット仕上げと表現されることが多く、LCD パネルの前面の表面反射を軽減し、直接光源を和らげます。したがって、マットな表面はコントラストと色の鮮やかさにわずかな影響を与える可能性があります。

AR(反射防止コーティング):ARフィルムは周囲の光による不要な表面反射を軽減し、画面を鮮明に見えます。

optical alignment technology:

Liquid crystal molecules need to maintain a stable arrangement in the LCD display. This stable arrangement is achieved by the force between polyimide and liquid crystal molecules. By directional rubbing of the polyimide film, the polyimide molecules can be arranged according to the design. Arrangement in a certain direction, while optical alignment (OA) uses polarized light to illuminate special materials to form a consistent direction.

Because friction orientation uses physical friction, debris will be generated during the production process, and because the surface of TFT or CF is uneven, the friction orientation effect is poor, with bright spots and foreign matter defects, and the contrast is also low, usually at 600 : About 1, while OA technology can achieve faster production efficiency and a purer black screen. The contrast ratio of LCD displays using OA technology is usually above 1200:1.

WRGB pixel arrangement:

RGBW

WRGB structure

Usually the pixel arrangement of LCD display is RGB, that is, each pixel contains 3 sub-pixels. In this mode, adding white sub-pixels will obtain the WRGB structure. The white sub-pixels do not have color filters, and there will be very little loss when light passes through. , this will undoubtedly greatly increase the brightness of the display, but there are also certain problems, that is, the number of white sub-pixels and the timing of display need to be reasonably controlled, otherwise the display effect will be reduced. This technology is generally used in large-size LCDs display.

結論

要約すると、LCD ディスプレイの輝度を上げると、表示エクスペリエンスの向上、さまざまな照明条件下での可読性の向上、全体的なディスプレイ パフォーマンスの向上など、多くの利点が得られます。 LEDバックライトユニットの高輝度化、液晶パネルの設計変更、APF、オプティカルボンディング、ネガ液晶などの革新技術、表示設定の最適化、液晶パネルの設計変更などにより、明るさ、コントラスト、色再現に優れたディスプレイを実現します。適切な表面処理。もちろん、輝度の向上と消費電力、費用対効果、生産の実現可能性などの他の要素のバランスを取ることが重要です。これらの側面を考慮することで、メーカーは今日の消費者の要求を満たす高品質のディスプレイを提供できます。

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