LED-подсветка дисплеев – это один из многочисленных способов применения светодиодов. В промышленных масштабах её стали использовать начиная с 2008 года. На сегодняшний день светодиоды монтируют в подавляющее большинство жидкокристаллических (LCD) экранов: телевизоров, мониторов, мобильных устройств.
С 2008 года подсветка на светодиодах активно совершенствовалась и улучшалась. В данной статье поговорим о том, что такое led подсветка, какой она бывает и насколько оправдано ее внедрение в электронику.
Немного теории
Ещё 10 лет назад основным источником света в LCD-экранах были люминесцентные лампы типа CCFL, HCFL, которые проигрывали плазменным телевизорам по качеству изображения. Появление белых SMD светоизлучающих диодов с большой светоотдачей, малым энергопотреблением и габаритами в корне изменило ситуацию, благодаря чему появилось новое поколение мониторов.
В магазинах стали активно предлагать LED TV, не объясняя при этом, что на светодиодах выполнена только подсветка, а экран по-прежнему остаётся жидкокристаллическим. Масштабные рекламные акции и красивые рассказы консультантов о преимуществах светодиодного варианта способствовали резкому росту продаж LED TV и мониторов, благодаря чему на сегодняшний день они имеют полное превосходство над другими видами подсветки.
Типы светодиодной подсветки
С изобретением компактных ультраярких светодиодов, перед производителями стал вопрос: «Как их разместить, чтобы одновременно получить изображение высокого качества и сэкономить?» В поисках ответа появилось несколько типов светодиодной подсветки, среди которых выделяют два основных:
- торцевая (Edge), именуемая также боковой или краевой;
- матричная (Direct), собранная на wled или rgb led.
По способу управления свечением также существует два типа подсветки: статическая и динамическая. В первом случае яркость всех светодиодов меняется одинаково независимо от изображения. Во втором случае каждый светодиод или группа индивидуально взаимодействуют с соответствующим участком LCD-матрицы.
Edge
Светодиоды в боковой подсветке располагают одним из способов:
- по бокам;
- сверху и снизу;
- по периметру.
Выбор того или иного способа размещения зависит от размера экрана и технологии производства. В этот тип подсветки устанавливают только белые светодиоды (white LED). Излучаемый ими световой поток проходит через рассеиватель и систему из световодов, освещая, таким образом, весь экран.
Данный метод имеет три важных преимущества, которые обеспечили ему популярность. Низкая себестоимость, достигаемая за счет минимального количества используемых светодиодов и простоты системы управления. Возможность создания ультратонких моделей мониторов с выносным блоком питания, которые за счет рекламы приобрели высокую популярность у покупателей. Малое потребление энергии, что невозможно реализовать в остальных вариациях. По световым характеристикам edge подсветка занимает средние позиции и сильно зависит от качества сборки и применяемой элементной базы. Но в целом цветопередача сравнима с CCFL технологией. 
В моделях телевизоров с боковой подсветкой нельзя достичь изображения высокой контрастности по двум причинам. Все светодиоды светят с одной яркостью, одинаково засвечивая тёмные и светлые участки экрана. Световоды, несмотря на свою продуманную конструкцию, не способны обеспечить равномерное распределение света по всей рабочей поверхности.
Direct
Тыльная (матричная) подсветка представляет собой матрицу, собранную из нескольких линеек со светодиодами, распределёнными по всей площади. Такой способ обеспечивает равномерный засвет всей LCD-панели, а главное позволяет реализовать динамическое управление. В результате разработчикам удалось достичь высокой контрастности изображения и насыщенности чёрного цвета.
Direct подсветку реализуют двумя способами. Первый, наиболее распространённый, собирают на белых LED или WLED, что в принципе одно и то же. Она может быть как статической, так и динамической, что зависит от модели телевизора.
Второй предполагает использовать вместо белых – RGB светодиоды. С их помощью удаётся регулировать не только яркость, но и задавать любой цвет из всего видимого спектра. За счёт высокой скорости переключения светодиоды прекрасно отрабатывают подаваемый сигнал и успевают за быстро меняющейся картинкой на экране. RGB-подсветку строят только по динамическому принципу.
Дисплеи с матричной подсветкой выделяются отличной контрастностью и цветопередачей по всей площади экрана. Это главный их плюс, который перекрывают сразу несколько недостатков, а именно:
- высокая стоимость;
- большое энергопотребление, сравнимое с CCFL технологией;
- толщина корпуса более одного дюйма.
При выходе из строя одного из светодиодов гаснет вся линейка. На экране это явление отразится в виде затемнения некоторой области. Самостоятельно заменить перегоревший элемент на аналогичный не получится, так как найти точную копию с такой же линзой практически невозможно. В итоге замене подлежит вся линейка.
О недостатках для здоровья
Сама по себе LED-подсветка независимо от способа реализации имеет несколько весомых недостатков, которые оказывают влияние не на качество изображения, а на зрение. В первую очередь – это функция широтно-импульсного модулирования. С её помощью пользователь регулирует яркость и, тем самым, ухудшает своё здоровье. Суть проблемы заключается в мерцании светодиодов с частотой выше 80 Гц, что проявляется во время снижения яркости. Зрительно такое мерцание человеческим глазом не фиксируется, но оно непрерывно раздражает нервные окончания, вызывая головную боль и усталость в глазах.
Во время просмотра телевизионных передач данный недостаток не доставляет особого дискомфорта из-за большого расстояния между зрителем и экраном, а также низкой концентрации внимания. А вот пользователи ПК и ноутбуков с LED-подсветкой оказались в тупиковой ситуации. С одной стороны, когда яркость монитора 100%, функция широтно-импульсной модуляции (ШИМ) отключена, но сильно страдает сетчатка глаза. С другой стороны, длительная работа с документами на пониженной яркости комфортнее воспринимается глазами, но теперь негатива добавляет ШИМ.
Кроме этого существуют и другие недостатки, ухудшающие зрение, проявление которых в той или иной степени зависит от технологии производства дисплеев. Например, завышенное излучение светодиодов в области близкой к ультрафиолетовому спектру.
Тем, кому дорого зрение, следует остановить свой выбор на профессиональной серии мониторов с CCFL лампами, которые по-прежнему выпускают для работы с изображениями. Они имеют высокий коэффициент цветопередачи и стоят меньше, чем продукция, собранная на RGB LED.
Несмотря на наличие недостатков, производители электронной техники не перестанут использовать led подсветку в своих устройствах, а крупные компании по-прежнему будут рекламировать так называемые LED TV. Потому что маркетинговые цели по-прежнему имеют высокий приоритет. Остаётся надеяться, что в ближайшем будущем массовое производство мониторов оснастят подсветкой более высокого качества, работающей на частоте безопасной для глаз.
Читайте так же
Модели телевизоров с LED подсветкой доминируют на рынке вполне заслуженно. В этой статье мы рассмотрим разновидности LED подсветок современных телевизоров и оценим их эффективность.
LED телевизоры
Начнем с того, что LED TV не является новым типом HDTV. В отличие от плазменных и OLED телевизоров, которые изготавливаются на основе излучающих технологий, где каждый пиксель является отдельным источником света, в жидкокристаллических моделях каждый пиксель LCD матрицы требует освещения (сзади, или сбоку через систему линз). Так что модели LED HDTV являются теми же жидкокристаллическими (LCD или ЖК) телевизорами, но несут в себе встроенную светодиодную (LED) подсветку, которая заменяет стандартную на люминесцентных лампах с холодным катодом (обозначается аббревиатурой CCFL).
2 разновидности LED подсветки по конструктивному исполнению: матричное и боковое
LED подсветка с локальным затемнением.
Сперва, телевизоры обладающие LED подсветкой
, использовали для освещения ячеек LCD матрицы «полный массив
» (full array) из светодиодов, по аналогии со стандартными телевизорами на основе подсветки с использование CCFL ламп. Но для изменения толщины телевизоров в меньшую сторону, разработчики отказались от применения полного массива LED светодиодов сзади экрана, установив линейки источников света сбоку от LCD панели. Таким образом распределение света от LED источников по всей площади экрана осуществляется с помощью светодиодов специальной формы. Данные модели LCD телевизоров называют ТВ с боковой
или краевой LED подсветкой
, которые как раз-таки доминируют сегодня.
LED подсветка, обладающая системой местного затемнения позволяет автоматически снижать яркость или полностью отключать отдельные группы источников подсветки. Большинство современных LCD телевизоров с задней LED подсветкой в виде размещаемого позади LCD панели массива LED источников (full array) оснащаются динамической технологией подсветки называемой еще локальным или местным затемнением. Используя локальное затемнение, определенные участки общего массива светодиодов подсветки становятся темнее или светлее в зависимости от яркости и цвета соответствующей части изображения на экране.
Возможность затемнения определенной области экрана способно уменьшить количество света, которое проходит через закрытые пиксели LCD панели, что положительно сказывается на передаче черного цвета, который становится более темным и весьма реалистичным. По той причине, что уровни черного имеют определяющее значение для контрастности, восприятия глубины черных поверхностей, полноцветное изображение становится более выразительным и четким. Технология локального затемнения обладает единственным минусом – эффектом местного помутнения, который образуется когда часть света из более ярких зон просачивается в соседние более темные, что в последствии осветляет на границе темный цвет. Заметить эффект помутнения на большинстве моделей довольно трудно, так как недостаток непосредственно связан с количеством зон локального затемнения позади экрана, а производители предоставляют подобную информацию далеко не всегда.
При использовании стандартной подсветки с использованием CCFL ламп и в большинстве LCD телевизоров с боковой LED подсветкой, все источники подсветки светлеют или тускнеют одновременно (так называемое «глобальное затемнение» ), но среди моделей телевизоров Samsung и LG редко встречаются дисплеи с боковой LED подсветкой, которые также могут работать по принципу локального затемнения (» precision dimming » у Samsung и «LED Plus» у LG). Говоря проще, это бутафория локального затемнения.
Тонкие модели с боковой LED подсветкой конечно страдают от неравномерности засветки экрана, но далеко не все. Основная особенность телевизоров с боковой LED подсветкой – тонкий корпус, в связи с этим трудно обеспечить равномерность распределения светового потока по всей плоскости экрана. При покупке телевизора воспроизведите на экране дисплея с боковой LED подсветкой изображение белой поверхности, чтобы проверить отсутствие по краям экрана более яркие областей. Аналогично, когда экран заполнен черным полем, края не должны выглядеть более светлыми (серыми).
Стоит также отметить, что LED подсветка вне зависимости от разновидности не улучшает углы обзора LCD панели. Уровень черного цвета при использовании LED подсветки и возможном смещении угла зрения на 1-2 метра влево или вправо падает.
Нельзя забывать и о энергоэффективности LED подсветки. Конечно, на потребление любой модели значительно влияют размер экрана и яркость источников подсветки. LCD модели телевизоров обеих разновидностей LED подсветки значительно более энергоэкономичны, в сравнении с плазменными моделями.
Светодиодные подсветки для ЖК-дисплеев делятся на категории по следующим признакам:
- цвет свечения: белый или RGB;
- равномерность освещения: статическая или динамическая;
- конструктив: матричное либо боковое (об этом более подробно написано выше)
RGB-подсветка применяется для осуществления возможности тонкой подстройки спектра свечения. Кроме того, часто применяется дополнительная компенсация изменения спектра излучения светодиодов со временем. В LED-телевизорах с подсветкой RGB LED разные участки экрана подсвечиваются в зависимости от цвета изображения. Цветная подсветка обеспечивает усиленный контраст и глубокий черный цвет, что наглядно демонстрируют многие LED-телевизоры Sony.
Edge LED: лучшая цветопередача
Компания Sony в новых флагманских моделях телевизоров - например, линейке W905 - использует технологию Triluminos . Встроенная в рамку телевизора со всех сторон экрана светодиодная подсветка (Edge LED) дополняется так называемыми квантовыми точками - фрагментами полупроводника размером в несколько сотен атомов, излучающими свет в строго заданном диапазоне. Технология Triluminos призвана минимизировать цветовые искажения и обеспечить усиление оттенков красного и зеленого. Это позволит добиться передачи исключительно однородного и естественного изображения со значительно более широким цветовым охватом. Тесты первых устройств с поддержкой Triluminos нас не разочаровали: цветовой охват модели Sony KDL-46W905A сопоставим с охватом решений на базе органических светодиодов (OLED) и недостижим для ЖК-телевизоров со светодиодной подсветкой. В устройствах серий W805 и W605, которые также появились в продаже в этом году, Triluminos не используется, благодаря чему их стоимость существенно ниже. В будущем производители смогут полностью отказаться от светодиодной подсветки в пользу квантовых точек.
OLED телевизоры: яркость и красочность на высоте
Телевизоры с OLED-экранами уже добрались до магазинов, а разработчики поспешили для вас выпустить новые модели с вогнутыми дисплеями. Компания LG еще в прошлом году планировала вывести на рынок OLED-телевизор с диагональю экрана 55 дюймов, однако в продаже он появился только этим летом. В России модель 55EM9600 и ее усовершенствованный аналог 55EM9700 обойдутся покупателю в 500 000 рублей. Помимо этого устройство продается в Европе, США и некоторых других странах.
Преимущества OLED телевизоров: это не тип подсветки, а иная технология
- точная передача цвета
- больший запас яркости относительно других технологий
- высокая контрастность по сравнению с ЖК-моделями (другая технология формирования изображения).
- отсутствие ЖК-матрицы и светодиодной подсветки - их место заняла матрица, изготовленная из светоизлучающих органических диодов.
Компании Samsung и LG независимо друг от друга разработали OLED-телевизоры с вогнутыми экранами (Curved OLED). Подобная конструкция призвана минимизировать искажения по краям изображения и повысить детализацию. Новинки пока доступны в ограниченных количествах в Южной Корее, США и некоторых европейских странах. 55-дюймовая модель Samsung KN55S9C оценена производителем в $9000 (300 000 рублей).
Особый интерес также вызывает технология Multi-View, реализованная во многих моделях OLED-телевизоров как с плоским, так и вогнутым экранами. Ввиду исключительно малого времени отклика подобные устройства позволяют одновременно демонстрировать две или четыре программы в формате высокой четкости (Full HD) либо два различных фильма в формате 3D. Для разделения изображения используются очки затворного типа. Каждый зритель с помощью расположенных на очках элементов управления может выбрать индивидуальную программу для просмотра. При этом благодаря встроенным наушникам обеспечивается воспроизведение соответствующей фильму звуковой дорожки.
На 2016 год развитие телевизионной техники вывело на пик популярности телевизоры с LED подсветкой, их так и называют «лед телевизоры». Так же на сегодня в магазинах вы встретите телеприемники с экранами на основе OLED.
LED телевизоры – это такие телеприемники, у которых экран построен на жидкокристаллической матрице (lcd) с подсветкой от светодиодов .
Матрица на жидких кристаллах носит аббревиатуру на английском «LCD» (liquid crystal display). И раньше так и назывались аппараты с такими экранами – LCD телевизоры. Но для работы экрана на жидких кристаллах нужна подсветка и первые несколько лет для подсветки использовалась люминесцентная лампа CCFL. Затем для работы подсветки стали использовать светодиоды (light-emitting diode – LED). И теперь телевизоры с дисплеями на жидких кристаллах называют «LED телевизоры», это то же самое что и «LCD телевизоры». Отличия в этих названиях только в виде подсветки, все остальные параметры и принцип работы остается одинаковым.
На 2014 год все фирмы прекратили выпуск LCD телевизоров с подсветкой от люминесцентной лампы. Выпускаются модели с экранами на жидких кристаллах и светодиодной подсветкой. И на сегодня такие телеприемники составляют самый массовый и доступный сегмент телевизоров. Плазменные модели уже уходят с рынка, осталось всего несколько фирм продолжающих выпуск плазменных телевизоров и то это всего несколько новых моделей в 2014 году и при этом это не флагманские модели. А вот аппараты с OLED экранами (экраны на светоизлучающих светодиодах) относятся как раз к флагманским моделям, и их цена пока не позволяет перевести эти телевизоры в разряд массовых.
Отличия LED от обычных LCD
При использовании ламп для подсветки матриц было невозможно регулировать подсветку отдельно взятых участков экрана. Это приводило к тому, что контрастность LCD экранов была не достаточно высокой, что бы конкурировать с плазмой или даже еще живыми на то время кинескопами. Поэтому и пришли к решению использовать светодиоды для подсветки матрицы. При этом стало возможным регулировать подсветку на отдельных участках, регулируя яркость свечения отдельных светодиодов.
Отсюда и получаются преимущества LED подсветки по сравнению с обычной люминесцентной лампой:
- улучшенные яркость экрана,
- контрастность,
- цветопередача,
- а энергопотребление при этом уменьшилось до 40%.
Различия в подсветке от CCFL и LED
Способы LED подсветки
Есть два типа светодиодной подсветки: боковая и задняя. Боковая (Edge ) подсветка, при которой светодиоды расположены по периметру корпуса телевизора. Задняя (Direct ) подсветка, при которой светодиоды расположены равномерно сзади матрицы. Лучшие результаты по качеству изображения дает подсветка Direct с возможностью локального затемнения групп светодиодов. Более дешевой является подсветка Edge, поэтому она больше используется при производстве телевизоров
Принцип работы подсветки
Основной проблемой жк экранов была контрастность, вернее её малое значение. Контрастность - это отношение яркости в самом ярком участке экрана к яркости в самом темном участке. Производители экранов пытались регулировать яркость подсветки на разных участках для увеличения контрастности. Поэтому появилась технология local dimming , которая позволяет управлять сразу группами из нескольких светодиодов. Система local dimming обладает несколькими недостатками. Во первых, плохая однородность цвета (заметны яркие и темные пятна) на участках где ярко включена и выключена подсветка. Во вторых, на контрастных переходах появляются цветные ореолы. В третьих, на темных участках пропадают детали изображения. Но увеличение контрастности и уровня черного компенсируют эти недостатки.
Если расставить по местам различные технологии по показателю качества получаемой картинки , то получится такой результат:
- LED подсветка по методу Direct;
- LED подсветка по методу Edge;
- Подсветка на лампе CCFL.
Сегодняшние модели LED телевизоров имеют разрешение экранов от HD Ready до Full HD, а в этом году есть и модели с разрешением 4К Ultra HD. Так же модели LED могут иметь и такие функции как 3D, Smart TV, самый разный набор разъемов и других параметров. Так что каждый покупатель среди моделей лед телевизоров сможет себе подобрать подходящую покупку.
LED телевизор - телевизор с жидкокристаллическим экраном, в котором для его подсветки используются светодиоды. Например, в других ЖК-телевизорах, которые появились раньше, для подсветки экрана использовался холодный катод. Считается, что именно LED телевизоры обладают лучшим качеством изображения, в отличии от предыдущих моделей телевизоров, а именно: качеством цветопередачи, контрастности, глубиной цвета, яркостью и другими параметрами.
На качество изображения влияет новая технология, которая называется local dimming. Эта технология отвечает за локальное затемнение экрана, благодаря чему качество картинки увеличивается в несколько раз. К сожалению, такая технология обладает некоторыми недостатками, например: плохой однородностью цвета на изображении, на контрастных переходах могут появляться цветные ореолы, а так же на темных участках изображения могут пропадать некоторые его детали.
Разновидности LED телевизоров
Стоит отметить, что LED телевизоры разделяются между собой на два подвида по способу расположения светодиодов, это: Direct и Edge. Direct подразумевает расположение светодиодов равномерно, сзади экрана, а при использовании технологии Edge, в свою очередь, светодиоды будут располагаться по всему периметру экрана, совместно с рассеивающей панелью.
Каждая из этих технологий обладает собственными достоинствами и недостатками. Например, Direct, позволяет получить более равномерную подсветку, но при этому будет увеличена толщина самого экрана, а значит и телевизора, а кроме того, будет увеличено энергопотребление. Это обусловлено тем, что при использовании данного метода увеличивается количество светодиодов. Тонкие или сверхтонкие телевизоры создаются с применением Edge-технологии, которая является полной противоположностью.
Как было сказано выше, стоимость LED телевизоров сегодня уменьшается. Это связано с появлением телевизоров, обладающих усовершенствованной технологией IPS. Такие телевизоры имеют лучшую цветопередачу, чем LED телевизоры, высокий уровень яркости и контрастности, высокую четкость изображения и множество других достоинств.
В итоге, выбирая телевизор по типу подсветки, человек может ошибиться, так как далеко не всегда она оказывает решающее влияние на качество изображения. Большую роль в этом играет тип графического процессора, а так же технология обработки изображения.
Сегодня многие люди стремятся благоустроить свой дом, наполнить его красивой мебелью, изысканными аксессуарами и современной инновационной техникой. Новшество последнего поколения – это современный LED телевизор. Что это значит, знает не каждый. Он обладает дисплеем, подсветка которого выполнена инновационными светодиодами. Они создают яркое излучение при прохождении через прибор электрического тока. В результате пользователь может просматривать у себя дома качественные, максимально четкие и яркие мультфильмов, различных кинолент и телевизионных программ.
Технология последнего поколения LED
Главным ее отличием от LCD дисплеев является принцип подсветки экрана. В настоящее время наиболее распространены два вида – боковая и задняя. Первый тип используется в более дешевых и простых моделях бытовой техники, в то время как второй – в дорогостоящих функциональных устройствах. Задняя ОЛЕД подсветка представляет собой цветные элементы, установленные за плазменной панелью. Светодиоды приобретают определенный оттенок, в зависимости от цвета картинки. В результате такого эффекта человек может просматривать объемные и реалистичные фильмы.
Технология LED позволяет достигать высокой контрастности и яркости изображения на экране с эффектом присутствия. Эта особенность отличает это устройство от многих аналогичных моделей. В результате человек может наслаждаться просмотром кинолент, мультфильмов и документальных сериалов в высоком разрешении и качестве.
Вы хотите узнать, что такое LED телевизор. Это прибор, который обладает рядом преимуществ:
- Маленькая толщина экрана, что позволяет с легкость повесить устройство на стену;
- Высочайшая контрастность и четкость передаваемого изображения;
- Светодиодные лампы позволяют снизить потребление энергетических затрат на 40 процентов;
- Нет ртути в структуре дисплея;
- Высокая функциональность. Многие современные устройства имеют множество специальных разъемов и интерфейсов для подключения компьютера и другой цифровой техники.
Многие покупатели перед выбором качественной техники сталкиваются с вопросом, что такое LED телевизор и чем он отличается от однотипных моделей. Главное его преимущество – это инновационная LED подсветка. Диоды дают возможность улучшить качество изображения на экране, а также повышают контрастность, яркость, цветопередачу и глубину темного цвета. Это приборы новейшего поколения, поэтому они значительно опережают по своему техническому оснащению всех своих предшественников.
Таким образом, лучшим выбором является LED телевизор. Что это значит для покупателя? Экономию электрической энергии, функциональность, эстетичность и экологичность, поскольку при производстве матрицы для этого изделия не используется ртуть и другие опасные вещества. Диоды в дисплее распределены в шахматном порядке, в результате чего подсветка является более равномерной.
OLED телевизоры – что это?
В настоящее время еще одной новинкой на рынке бытовой техники являются OLED плазменные телевизоры. Что это за функциональное устройство, знает не каждый. Оно обладает еще более тонким дисплеем, что отличает его от множества аналогичных моделей. В результате техника прекрасно впишется в любой уголок апартаментов – небольшую спальню или гостиную, а также станет естественным продолжением стены.
Экран этого инновационного мультимедиа прибора включает три слоя, одним из которых является специальная пленка. Каждый пиксель в ней имеет необычную конструкцию со встроенными органическими светодиодами. При прохождении по ним электрического тока они сами излучают яркое сияние. В результате такое строение приводит к отсутствию необходимости установки подсветки в экране, что позволяет уменьшить толщину дисплея.
В последнее время приобрели широкую популярность OLED телевизоры. Что это означает для покупателя? Максимальная контрастность, широкий угол обзора, отсутствие бликов на экране, низкий вес, небольшие энергозатраты, отсутствие необходимости устанавливать дополнительную подсветку, а также быстрый отклик. Эти преимущества делают технику лучшим выбором для тех, кто предпочитает качество и функциональность.
