Led подсветка какая. Типы, виды и недостатки LED-подсветки экранов

Производители телевизионной продукции регулярно знакомят пользователей с новыми технологиями, улучшающими качество передачи изображения. Подходы к совмещению ТВ-экранов и светодиодных элементов давно осваиваются крупнейшими компаниями. В последнее время источник яркого и мягкого свечения переходит также на дисплеи мобильных устройств. Оценить достоинства такого решения могут и пользователи традиционного освещения на основе светодиодов, но, разумеется, наиболее привлекательно смотрится подсветка LED-экранов в телевизорах. Тем более что ее дополняют и другие высокотехнологичные включения, используемые разработчиками данной техники.

Устройство подсветки

В создании модулей для реализации подсветки применяются LED-массивы, которые могут состоять из белых элементов светодиодного свечения или разноцветных, типа RGB. Конструкция платы для оснащения матрицы специально проектируется с целью интеграции в устройство конкретной модели носителя. Как правило, с левой стороны платы располагаются контактные разъемы, один из которых обеспечивает питание LED подсветки, а другие предназначены для управления ее рабочими настройками. Также для используется специальный драйвер, функция которого сопряжена с контроллером.

В готовом виде представляет собой ряд из миниатюрных ламп, которые подключаются группами по 3 штуки. Конечно, производители не рекомендуют вмешиваться в устройство таких лент, но при желании можно физически укоротить или, напротив, сделать длиннее устройство. Также стандартная подсветка LED-экрана предусматривает возможность регулировки яркости, поддерживает плавный пуск и снабжается защитой от напряжения.

Классификация подсветки по типу установки

Существует два способа интеграции светодиодной подсветки - прямая и торцевая. Первая конфигурация предполагает, что массив будет располагаться позади жидкокристаллической панели. Второй вариант позволяет создавать очень тонкие панели экранов и носит название Edge-LED. В этом случае выполняется размещение лент по периметру внутренней стороны дисплея. При этом равномерное распределение светодиодов осуществляется при помощи отдельной панели, которая расположена за жидкокристаллическим дисплеем - обычно такой тип подсветки LED-экрана используется при разработке мобильных устройств. Приверженцы прямой подсветки указывают на качественный результат работы свечения, который достигается благодаря большему количеству светодиодов, а также локальному затемнению с целью сокращения цветовых разводов.

Применение светодиодной подсветки

Рядовой потребитель может найти данную технологию в моделях телевизоров Sony, LG и Samsung, а также в продукции Kodak и Nokia. Конечно, светодиоды получили более широкое распространение, но именно в моделях этих производителей наблюдаются качественные сдвиги в сторону улучшения потребительских качеств данного решения. Одной из главных задач, которая стояла перед конструкторами, являлась поддержка работоспособности экрана с оптимальными характеристиками в условиях прямого воздействия солнечных лучей. Также за последнее время улучшилась в плане повышения контрастности. Если говорить о продвижениях в направлении конструкции экрана, то наблюдаются заметные сокращения в толщине панелей, а также совместимость с большой диагональю. Но остаются и нерешенные задачи. Светодиоды не способны в полной мере раскрывать свои возможности в процессе отображения информации. Впрочем, это не помешало LED-технологии вытеснить CCFL-лампы и успешно конкурировать с новым поколением плазменных экранов.

Стереоскопические эффекты

Модули на основе светодиодов имеют немало способностей к обеспечению различных эффектов. На данном этапе развития технологии производители активно используют два стереоскопических решения. Первый предусматривает угловое отклонение потоков излучения с поддержкой дифракционного эффекта. Пользователь может воспринимать данный эффект в ходе просмотра с применением очков или без них, то есть в режиме голографии. Второй эффект предусматривает смещение светового потока, который выделяет подсветка LED-экрана по направлению заданной траектории в жидкокристаллических слоях. Использовать эту технологию можно в сочетании с 2D и 3D-форматами после соответствующей конвертации или перекодировки. Впрочем, относительно возможностей комбинации с трехмерными изображениями у светодиодных подсветок не все гладко.

Совместимость с технологией 3D

Нельзя сказать, что у экранов с LED-подсветкой наблюдаются серьезные проблемы взаимодействия с форматом 3D, но для оптимального восприятия зрителем такой «картинки» требуются специальные очки. Одним из самых перспективных направлений этой разработки являются стереоочки. К примеру, инженеры nVidia несколько лет назад выпустили затворные 3D-очки с жидкокристаллическими стеклами. Для отклонения потоков света LED-подсветка ЖК-экрана предусматривает использование фильтров поляризации. При этом очки выполняются без специальной оправы, в виде ленты. Встроенная линза состоит из широкого массива полупрозрачных которые воспринимают информацию с управляющего устройства.

Преимущества подсветки

По сравнению с другими вариантами подсветки, светодиоды заметно улучшают потребительские качества телевизионных экранов. В первую очередь улучшаются непосредственные характеристики изображения - это выражается в повышении контрастности и цветопередаче. Наивысшее качество обработки цветового спектра обеспечивает RGB-матрица. Кроме этого, подсветка LED-экрана отличается пониженным энергопотреблением. Причем в некоторых случаях достигается сокращение расхода электричества до 40%. Также стоит отметить возможность производства сверхтонких экранов, которые при этом обладают небольшой массой.

Недостатки

Пользователи телевизоров с присутствующей светодиодной подсветкой критикуют их за вредные воздействия сине-фиолетового излучения на глаза. Также синеватость наблюдается и в самой «картинке», что искажает естественную цветопередачу. Правда, в последних версиях телевизоров с высокой разрешающей способностью LED-подсветка экрана практически не имеет подобных дефектов. Но есть проблемы с управлением яркостью, в которой участвует широтно-импульсная модуляция. В ходе таких настроек можно заметить мерцания экрана.

Заключение

На сегодняшний день сегмент моделей телевизоров с LED-технологией находится на этапе становления. Потребитель пока оценивает возможности и достоинства, которые способно обеспечить инновационное решение. Надо отметить, что эксплуатационные недостатки, которыми обладает светодиодная LED-подсветка, не так смущают пользователей, как высокая стоимость. Многие специалисты именно этот фактор считают главным барьером для широкой популяризации технологии. Впрочем, перспективы светодиодов все равно остаются многообещающими, поскольку их стоимость будет сокращаться по мере увеличения спроса. Параллельно с этим совершенствуются и другие качества подсветки, что еще больше увеличивает привлекательность этого предложения.

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.

LED подсветка в современных телевизорах с экранами на жидких кристаллах на сегодня имеет несколько технологических решений. Стремясь увеличить цветовой охват, для лучшего отображения цветов, производители дисплеев для телевизоров разработали новые методы подсветки, отличающиеся от обычных светодиодов.

RGB LED

Для получения широкого спектра белого света стали использовать в подсветке триады светодиодов состоящих из синих, зеленых и красных цветов.

Это была альтернатива WLED с белым светодиодом и с меньшим цветовым охватом. Система подсветки с трех разных светодиодов называется RGB LED. Цветовая гамма экранов с подсветкой RGB была больше, чем с применением только белых светодиодов или с использованием люминесцентной лампы CCFL. Но были и недостатки: цена, размер, вес, разное время старения светодиодов разного цвета, что со временем приводило к расстройке цвета изображения. Поэтому отказались от RGB LED подсветки в пользу WLED.

RGB LED

WLED

Учитывая недостатки RGB подсветки, производители телевизоров остановились на использовании «белых» светодиодов. Они располагаются или по бокам корпуса или одним массивом сзади жк матрицы. С помощью специальных диффузоров свет от диодов равномерно распределяется по всему экрану.

Хотя мы и называем такие светодиоды «белыми», но на самом деле они излучают синий свет, который проходит через желтый светофильтр и преобразуется в белый. Поэтому использование белых светодиодов в экранах еще 2010 года давала синеватый оттенок на изображении.

Со временем производители улучшили компоненты, и WLED подсветка стала вполне работоспособной, но что касается спектра света, то заметны некоторые диспропорции в отображении цветов.

Такой пик на синем получается из-за синего светодиода. Используя светофильтр можно получить белый свет. И этот отфильтрованный свет попадает на субпиксели красного, синего и зеленого цветов для формирования всего спектра ограниченного цветовым охватом. Проходя через фильтры, теряется часть спектра, а интенсивность потока на частоте, соответствующей синему будет больше, чем на красном и зеленом. С помощью калибровки экрана можно получить правильные цвета, но эти причины позволяют экрану с WLED подсветкой отображать цвета в пространстве только sRGB .

Если дисплей с WLED будет отображать цвета на картинке близкие к синему (оттенки синего), то преимущество в спектре именно синего цвета может оказать давление на другие цвета, которые будут подмешиваться для создания оттенка. Поэтому отображение оттенков близких к синему может оказаться не правильным.

Такая проблема была и при использовании лампы CCFL, но там проблема была с зеленым цветом. Именно на зеленом был виден пик интенсивности.

Увеличение цветового охвата

Что бы расширить цветовую гамму за пределы sRGB и перейти к следующему стандарту цветности были внесены изменения в подсветку WLED.

И после изменений стали использовать название GB-R LED или GB-r LED . Теперь вместо белого светодиода используют объединенный синий и зеленый светодиоды покрытые красным люминофором.

Такая технология позволяет получить на спектре пики на красном, зеленом и синем.

Такая технология сегодня используется в LG на матрицах AH-IPS и в Samsung на PLS. Использование технологии GB-r LED позволяет получить 99 % охвата Adobe RGB.

Некоторые производители в своих экранах используют другой способ увеличения цветовой гаммы. Они берут смесь синего и красного светодиода и используют зеленый люминофор для светофильтра. Такая технология называется RB-LED или RB-G LED .

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

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

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:

1. LED подсветка по методу Direct;
2. LED подсветка по методу Edge;
3. 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.