Меню

Типы подсветки lcd экранов

Телевизоры. Часть 1. Типы телевизоров, подсветок и технологий, практические различия

Здравствуйте, уважаемое хабрасообщество.

Я надеюсь, что эта статья сможет помочь таким же, как я — тем людям, которые выбирают телевизор, но не очень-то владеют тонкими техническими вопросами в этой области. Хотел бы поделиться с вами своими размышлениями и практическими выводами по-поводу выбора большого и качественного телевизора.
Последние 3 года я смотрел 42″ ЖК-CCFL (это когда изображение формируется поляризованных светом от люминесцентных ламп, пропущенным через светофильтры). В 2009-м году еще не было 3D, а тонкие телевизоры с LED-подсветкой только появлялись и стоили нечестных денег. Куплен он был без особых мук выбора за $1400.
За пару лет созерцания я понял, что мне чего-то не хватает в изображении. Чего — я не мог описать, так как не владел нужными познаниями в этой области. Я точно знал, что хочу бОльшую диагональ и более глубокий черный.

После изучения матчасти я прояснил некоторые моменты.

I Тип формирования изображения.

На сегодняшний день есть 3 типа формирования изображения на современных телевизорах:

1 LCD.

Самый распространенный вид телевизоров. Изображения в таких телевизора получается при помощи поляризованного света, нескольких светофильтров и управляемых жидких кристаллов.

1.1 Типы подсветок LCD-телевизоров.

Так как изображение, которое мы видим на экране LCD-телевизора, получается в результате прохождения поляризованного света от источника подсветки, необходимо обозначить 2 типа подсветки:
a) CCFL, она же — холодный катод. Подвид тонких люминисцентных ламп, располагающихся за матрицей.
Преимущества: равномерность подсветки.
Недостатки: большая толщина, энергопотребление, невозможность локального управления подсветкой.
b) LED — светоизлучающие диоды. В настоящее время практически полностью вытеснили телевизоры с холодным катодом.
Преимущества: возможно сделать очень тонкие телевизоры, низкое энергопотребление, возможность локального управления подсветкой.

Про локальное управление подсветкой и подразделение LED-подсветки нужно сказать пару слов. LED-подсветка разделяется на 2 типа: краевая (она же EDGE-LED, когда светодиоды расположены по краям матрицы, их свет попадает на диффузор и рассеивается) и ковровая (Full HD LED, LED Pro). Так как ЖК-пикселы сами по себе не излучают свет, им необходима подсветка (о чем сказано выше), которая включена всегда. Закрытые кристаллы все равно пропускают свет, поэтому добиться низкого уровня черного (чем ниже — тем лучше) и контрастных переходов в системах с краевой подсветкой невозможно. В телевизорах самого высокого уровня используется ковровая подсветка (когда светодиоды располагаются непосредственно за матрицей). Это позволяет повысить равномерность подсветки и внедрить сегментированное управление подсветкой, когда отдельные диоды, отвечающие за области на экране, могут приглушать яркость в зависимости от сцены на экране. На самом деле, ковровую подсветку имеют это всего 2 серии — 9-я серия Philips и 9-я серия Sony. В 9-й серии LG тоже есть ковровая подсветка, но ее реализация хуже, чем краевая у конкурентных решений.

Неравномерность подсветки.

Из-за того, что светодиоды располагаются с определенной периодичностью (свое влияние вносит рассеивание и много других факторов), практически в 100% случаев LCD телевизоры с LED-подсветкой имеют неравномерность подсветки (clouding) — когда области, которые должны оставаться черными имеют другую градацию серого.
Проблема частично решается сегментированной светодиодной подсветкой.

1.2 Типы матриц LCD-телевизоров с LED-подсветкой.

0.16 нит), большое время отклика.
Устанавливаются в телевизоры LG 3—9 серий (то есть, фактически во все, без разделения по уровням), Philips 4, 6 серии, Panasonic разных вариаций и многие другие.
b) S-PVA (производство Samsung). Матрицы для телевизоров классов выше.
Преимущества: более глубокий черный (0.05—0.1 нит в зависимости от реализации подсветки).
Устанавливаются в телевизоры Samsung 7—8 серий, Sony 7—8 серий, Philips 7—8-й серии и некоторые другие.
c) UV²А (производство Sharp). По моему мнению, наиболее совершенный тип матриц.
Преимущества: углы больше, чем у S-PVA (но меньше, чем у IPS). Самый глубокий уровень черного (0.02 — 0.06 нит)
Недостатки: Sharp производит их в недостаточных количествах.
Устанавливаются в телевизоры Philips 9-й серии и топовые серии Sharp.

2. Плазма.

С этим словом связано очень много мифов и заблуждений. Любой несведущий продавец обязательно скажет вам, что плазма устарела. Это связано с набором стереотипов и проблем, имевших место быть.
Изображение формируется при помощи свечения люминофора под действием УФ-лучей.
Каждая плазменная ячейка является независимым источником света, поэтому телевизор не требует подсветки. Ранее плазменные телевизоры имели очень большую толщину и размер ячейки, поэтому были очень громоздкими и диагонали Full HD начинались с 50—60″. Теперь толщина современных плазменных телевизоров не превышает 3—4 см, а диагонали начинаются с 42″.

У плазменных телевизоро нет различных типов матриц с маркетинговыми названиями, но есть поколения панелей (самое совершенное — 15-е).

Сейчас плазма почти вытеснена LCD-телевизорами и ее производством занимается всего 3 компании: Panasonic, Samsung и LG (причем, собственные разработки имеют только первые 2). Связано это с убыточностью производства, конкуренцией со стороны ЖК-телевизоров и их популяризацией. Но плазма держит первые позиции в больших диагоналях.

3. OLED.

Органические светодиоды. Что-то среднее, между первыми 2-мя технологиями. Изображение формируется при помощи самоизлучающих диодов, которые светятся под воздействием электрического тока. Как и в плазме, каждая ячейка является самостоятельным источником света. Пока имеются только несколько серийных образцов таких телевизоров по очень высоким ценам. Разработками в этой области занимаются LG и Samsung.

Читайте также:  Лед подсветка для компьютера

Есть и другие типы телевизоров, например проеционные лазерные телевизоры, но их разработка уже прекращена.

Кратко о преимуществах и недостатках каждой технологии:

LCD:
Преимущества:
— относительно невысокая цена производства, что позволяет производителям получать достаточно высокую прибыль и инвестировать в производство.
— Статический метод формирования изображения (без дизеринга) хорош для отображения изображений и фотографий.
— Отлично подходит для статичного изображения и не боится его.
— LCD-телевизоры имеют высокую яркость и низкое энергопотребление
Недостатки
— Высокий уровень черного (от 0.02 нит в UV²А-матрице с ковровой подсветкой до 0.2 нит в IPS).
— Большое время отклика
— Отсутствие объема и и глубины изображения
— Динамическое разрешение без искусственных ухищрений 300 — 700 линий.

Плазма
Преимущества
— Общая глубина изображения. В целом, при подаче качественного контента, изображение на плазме заметно отличается от такового в LCD: обладает большей глубиной и насыщенностью цветов, имеет ярко выраженный эффект объема.
— Низкий уровень черного (0.008 нит в моделях Panasonic 2012 года).
— Имеют динамическое разрешение без искусственных ухищрений 1080 линий.
— Отлично подходят для динамического изображения (фильмы), хорошо раскрывают высококачественный контент.
— Фактически отсутствует время отклика.
— Свободнейшие углы обзора
Недостатки
— Совершенно не подходят для подключения к компьютеру из-за остаточного изображения
— Хуже показывают фотографии (так как градации получаются при помощи дизеринга)
— Большое энергопотребление, не все модели имеют высокую яркость.
— Высокая цена производства, низкая маржа — производителям все сложнее удержаться на плаву.

OLED
Самая новая технология формирования изображения в телевизорах. Используются самоизлучающие органические светодиоды. Как и плазма, это дисплеи с самоэмиссией света, не требующие подсветки.
Сейчас выпущено всего несколько серийных образцов по цене в десяток раз превосходящей аналогичные LCD и плазменные телевизоры, но LG обещает, что через 3 года OLED-телевизоры аналогичных LCD и плазма-диагоналям будут стоить в 1.5 раза дороже.
Преимущества:
— низкое время отклика и высокий контраст, как и у плазмы, т. к. нет механически поворачивающихся молекул и постоянной подсветки, как в LCD.
— экономичность
— широкие углы обзора.
Недостатки:
— различная деградация пикселов со временем (так же, как у плазмы, что приводит в остаточным изображениям и выгоранию пикселов). Сейчас это пытаются компенсировать программно.
— Низкое время службы: около 10 000 часов (к примеру, у LCD — 60 000 часов, у плазмы — 100 000 тысяч часов).

II Характеристики изображения

1000:1, S-PVA — 3500:1, UV²А — 5000:1, плазма — 12000:1.
— Точность цветопередачи (DeltaE, отклонение от эталона). Подается сигнал на входе, измеряется сигнал на выходе. Чем больше отклонение — тем менее точная цветопередача. Считается, что невооруженный глаз неспособен заметить отклонение DeltaE

Источник

Виды подсветки матрицы монитора или телевизора

Последнее обновление — 21 мая 2020 в 20:55

В этой статье я расскажу вам о существующих на сегодняшний день видах подсветки матрицы любого жидкокристаллического монитора или телевизора (светодиодную LED и флуоресцентную CCFL).

Качество подсветки матрицы дисплея оказывает непосредственное влияние на такие важные характеристики монитора или телевизора, как контрастность, яркость и качество цветопередачи изображения. Без наличия качественной подсветки монитора, вы никогда не сможете получить, передающее все тонкости и нюансы изображение.

Так же недостаточная яркость и контрастность изображения, может оказывать негативное влияние на ваше зрение. Поэтому, при выборе монитора или телевизора следует обращать внимание на то, как организована подсветка того или иного устройства, ее достоинства и недостатки.

Для создания монитора или телевизора, который будет качественно передавать изображение, одной подсветки не достаточно. Большое значение имеет тип используемой ЖК-матрицы.

Например, мониторы построенные на IPS-матрице с CCFL лампами, будут превосходить по качеству изображения мониторы на TN-матрице с ЛЕД подсветкой. Поэтому при выборе монитора или телевизора нужно обращать внимание и на этот параметр.

Из-за непонимания, многие неверно воспринимают такие выражения, как LED-монитор или LED-телевизор (читается как «эл э ди телевизор»).

Термин «LED-телевизор» или «LED TV» был введен корпорацией Samsung, для выделения на фоне остальных моделей, новой линейки LCD-телевизоров, которые в качестве подсветки экрана используют светодиоды.

К непониманию этих терминов (в маркетинговых целях), очень большие усилия приложили производители мониторов и телевизоров, вводя нас в заблуждение и пытаясь заверить, что приставка LED в названии изделия, позволяет им выделить монитор или телевизор в новый тип, отличный от жидкокристаллической технологии.

На самом деле LED, это только вид подсветки жидкокристаллической матрицы дисплея и ни чего больше. Будь то монитор, телевизор или другое устройство.

Технология LED-подсветки, по сравнению с CCFL имеет несколько вариантов исполнения.

Обо всех типах, плюсах и минусах LED-подсветки я расскажу ниже, а сейчас перейдем к старой, но еще держащейся на плаву, технологии подсветки монитора CCFL лампами.

Читайте также:  Подсветка катафотов лансер 10

Подсветка ЖК-матрицы CCFL лампами

CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamps) – флуоресцентные лампы с холодным катодом. Ранее использовались лампы с горячим катодом HCFL, но из-за своей ненадежности и недолговечности были заменены на CCFL.
Лампы CCFL представляют собой те же лампы дневного света, только уменьшенного размера. Принцип работы у них такой же. На внутреннюю поверхность лампы нанесен слой люминофора, а сама она заполнена смесью инертного газа с парами ртути. При подаче напряжения пары ртути взаимодействуют с люминофором, и он начинает светиться.

Подсветка матрицы дисплея CCFL лампами может быть организована следующими способами ⇒

  1. Расположение ламп сверху и снизу монитора
  2. Расположение ламп со всех четырех сторон монитора
  3. Расположение ламп параллельно всей поверхности монитора

Для равномерного распределения света всеми перечисленными способами, применяется специальная, адаптированная к каждому из них система рассеивания, состоящая из различных форм и размеров световодов и призм. Вариантов организации равномерного распределения света существует достаточно много.

Данный вид подсветки нашел широкое применение в производстве ЖК-мониторов, телевизоров и жидкокристаллических дисплеях для другой техники.

На сегодняшний день подсветка мониторов CCFL лампами изжила себя и считается устаревшей, но в некоторых областях ее еще успешно применяют.

Технология подсветки CCFL лампами очень сильно сдала позиции при производстве ЖК телевизоров (более 90% всех выпускаемых сегодня жидкокристаллических телевизоров, используют в качестве подсветки светодиоды), но в производстве профессиональных и полупрофессиональных мониторов для работы с изображениями, где очень важна точность цветопередачи, она еще продолжает присутствовать. В таких мониторах используются качественные, специально подобранные лампы, излучающие равномерный и однородный свет.

Светодиодная подсветка с использованием RGB LED может дать точность цветопередачи, которую обеспечивают CCFL лампы и даже лучше, но ее реализация пока значительно дороже.

У покупателя сегодня есть выбор. Прилично сэкономить и приобрести монитор с использованием старого типа подсветки, но по техническим характеристикам практически ничем не уступающим современным моделям, либо потратиться и выбрать один из лучших профессиональных современных мониторов с RGB LED подсветкой, который по сумме своих потребительских качеств будет лучше любого монитора, использующих в качестве подсветки CCFL лампы.

Так же небольшую нишу себе отвоевали лампы CCFL с высокой частотой работы, которые применяются в 3D мониторах. LED – подсветка так же используется и при их производстве, но ее исполнение сложнее и требует больше затрат.

LED-подсветка

Самым современным способом подсветки ЖК-матриц мониторов и телевизоров являются светодиоды. Разработчики давно уже хотели массово внедрить технологию светодиодной подсветки, но мешали как технологические, так и экономические составляющие.

Обкатку подсветки светодиодами жидкокристаллических экранов начали с ноутбуков, потом, по мере удешевления и повышения качества, она перекочевала на рынок жидкокристаллических телевизоров, где и получила бурное развитие.

На сегодняшний день светодиодная подсветка полностью захватила рынок ноутбуков (сейчас найти новые модели ноутбуков с CCFL подсветкой невозможно). Полностью овладела телевизорами и продолжает свое победное шествие в сторону мониторов для ПК.

В чем же секрет такого взрывного роста использования в качестве подсветки светодиодов? Что Мы имеем сейчас, и чего ждать от технологии LED подсветки в будущем? На эти и другие вопросы, я отвечу далее…

Типы LED-подсветки

Всего существует два основных типа LED подсветки дисплеев ⇒

  1. Боковая (краевая или торцевая, Edge)
  2. Матричная (квадратно-гнездовой метод, ковровая, прямая или тыльная, Full-LED, Direct)

Так же подсветка дисплея может быть статической и динамической ⇒

  • Статическая — яркость подсветки матрицы регулируется одинаково по всей площади ЖК-панели
  • Динамическая – присутствует возможность управления подсветкой отдельных частей матрицы

Реальный показатель контрастности всех типов LED-подсветки не превышает 1000:1.

Боковая подсветка

Самый распространённый тип подсветки. В ней светодиоды могут быть расположены сверху, снизу, либо по всему периметру LCD матрицы. Зависит от технологии производства конкретного производителя. В данном типе подсветки применяются только белые светодиоды (White LED).

Для равномерного распространения света по всей площади ЖК-панели используются (как и в случае с CCFL лампами) специальная рассеивающая подложка.

По своим световым характеристикам (по сравнению с CCFL-подсветкой), может отличаться как в лучшую, так и в худшую сторону. Зависит от производителя, качества сборки конкретной модели и используемых элементов.

Главное преимущество боковой подсветки – дешевизна исполнения. Технология изготовления LCD-панелей с LED-подсветкой дешевле, чем с CCFL.

Так же на ее основе можно создавать очень тонкие модели мониторов и телевизоров. Значительно тоньше моделей на основе ламп.

Данную возможность очень умело используют продавцы, уверяя нас, что чем тоньше монитор или телевизор, тем он технологичнее и «круче». На самом деле это не всегда так, даже скорее всего почти никогда.

Такой тип подсветки применяется в очень популярных LED-телевизорах Samsung и LG (в телевизорах этой корпорации технология боковой подсветки называется Edge LED). Хотя эти производители выпускают модели телевизоров и с более продвинутыми типами подсветки.

Еще один несомненный плюс боковой подсветки, это низкое энергопотребление. Как по сравнению с CCFL, так и матричной (RGB или White LED).

Читайте также:  Потолок небо с подсветкой своими руками

Основными недостатками, при построении подсветки монитора с боковым размещением, является сложность достижения ее равномерности и абсолютная невозможность ей управлять динамически.

Она или включена, или выключена для всего экрана монитора, что негативно сказывается на изображении, особенно при быстрой смене темных и светлых участков.

Матричная подсветка

При построении матричной, ковровой, тыльной или Full-LED подсветки размещение светодиодов происходит равномерно по всей площади ЖК-панели. Реализация этого способа значительно дороже, так как сильно увеличивается необходимое количество LED-элементов.

Отличие матричной подсветки от боковой, заключается в намного более равномерном освещении матрицы дисплея, и возможностью динамически управлять подсветкой отдельных участков матрицы. Оба этих свойства позволяют добиться более насыщенного черного цвета и высокого соотношения динамического контраста, что положительным образом сказывается на получаемом изображении. Ниже на видео можно посмотреть, как это происходит.

Из-за технологии, количества и места размещения светодиодов, толщина мониторов и телевизоров больше, а энергопотребление выше, чем при использовании боковой подсветки.

Может быть реализована двумя способами ⇒

  1. При помощи белых светодиодов (White LED)
  2. При помощи цветных светодиодов (RGB LED)

Различие между этими двумя способами состоит в использовании различных по излучаемому свету светодиодов и их компоновке.

  • White LED светодиоды равномерно распределяются по площади, и в каждой ячейке используется только один светодиод
  • RGB LED светодиоды также равномерно распределяются по площади, но они организованы в так называемые «триады». Одна ячейка — три светодиода разного цвета. В зависимости от цвета выводимого изображения, этот участок подсвечивается нужного цвета светодиодом

Необходимость использования цветных светодиодов и их большего количества объясняет, почему мониторы и телевизоры, построенные на RGB LED, столь дороги и потребляют больше электроэнергии.

Если в первом случае может использоваться как статическое, так и динамическое управление подсветкой, то во втором применяется только динамическое.

Чем больше светодиодов используется в Full-LED подсветке, тем точнее можно регулировать яркость в каждой отдельной области экрана.

Обе технологии имеют как преимущества, так и недостатки. В первом случае ниже стоимость и меньший уровень энергопотребления. Во втором мы платим больше, за более качественную картинку.

Исходя из этого можно сделать вывод, что Direct led лучше Edge led .

LED или CCFL. Какая подсветка лучше?

Преимущества CCFL перед LED ⇒

  • Меньше устают глаза. Свет более привычен и мягок. (Верно только для мониторов бюджетного сектора и недорогих ноутбуков)
  • Лучшая цветопередача, за счёт использования качественных ламп с определённым диапазоном световых волн и лучшая равномерность подсветки. Особенно заметно в бюджетном секторе.

Как видим, преимущество CCFL ламп перед LED в принципе одно, это более подходящий для человеческого глаза диапазон световых волн. И в правду, поработав за монитором с LED-подсветкой, многие жалуются на усталость в глазах, и даже головные боли. Со временем этот недостаток будет устранен, благодаря налаженному дешевому производству светодиодов нужного спектра свечения.

Недостатки CCFL перед LED ⇒

  • Большая толщина (это распространяется только на изделия с боковой LED-подсветкой)
  • Меньшая долговечность ламп (CCFL

80 000 – 100 000 часов)

  • Меньше максимальная яркость (зависит от качества исполнения)
  • Больше энергопотребление на

    30-50% в зависимости от диагонали панели и качества исполнения разводки питания.

    Преимущества LED перед CCFL ⇒

    • Меньшее энергопотребление (экономия доходит до 50%)
    • Увеличенный, почти вдвое, срок работы. Здесь надо обратить внимание на то, что CCFL лампы со временем теряют яркость, что приводит к ухудшению характеристик дисплея. Этот недостаток присутствует в светодиодах, но его временные рамки больше, а запас яркости позволяет его компенсировать
    • Более равномерная подсветка экрана. Верно только для Full-LED. При использовании боковой подсветки качество зависит от ее реализации
    • Более точное воспроизведение оттенков цветов (только для RGB LED)
    • Возможность создания очень тонких мониторов и телевизоров
    • Светодиоды набирают полную яркость сразу, после подачи питания (CCFL лампам требуется время на разогрев).

    Недостатки LED перед CCFL ⇒

    • Более высокая цена, при равных характеристиках изображения
    • Бюджетные модели с LED-подсветкой, уступают в качестве передаваемого изображения моделям с CCFL лампами.

    Выводы

    Развитие светодиодной светотехники сейчас идет бурными темпами. Светодиодами заменяют различные типы ламп, где только можно: в автомобильной промышленности, производстве ламп для дома и улиц, рекламных объявлениях, электронике.

    Все это очень положительно сказывается на стоимости светодиодов и конечной продукции с их применением. Сейчас уже не найти в продаже мониторы или телевизоры, в которых для подсветки используются лампы с холодным катодом.

    В свою очередь производители должны порадовать нас более дешевой и качественной продукцией на основе LED-подсветки. За этой технологией будущее.

    Идеальным вариантом является покупка устройства с Full-LED RGB подсветкой. Далее идет Full-White LED. Нужно выбрать максимально качественную модель устройства. И на последнем месте устройства с боковой LED-подсветкой и CCFL лампами. Желательно с данными типами подсветки не покупать телевизоры, так как диагональ их намного больше, чем у монитора, и все недостатки изображения будут очень сильно видны.

    Источник