Для чего служит led подсветка в led телевизорах
Светодиодная led подсветка в телевизоре — что это?
В LCD-телевизорах за подсветку экрана отвечали флуоресцентные лампы, но эта технология сейчас считается устаревшей. С появлением ЖК-панелей начали использовать светодиодную подсветку – Direct LED или Edge LED.
У каждой технологии свои технические особенности, при этом они эффективны и позволяют снизить толщину корпуса ТВ. Какие плюсы и минусы этих типов подсветок в телевизорах – об этом пойдет речь в статье.
Какие достоинства у LED-телевизора
LED (с англ. Light-emitting Diode) – тип подсветки экрана, матрица которого состоит из жидких кристаллов. Молекулы этого вещества характерны свойством текучести, при этом имеют упорядоченную структуру в виде кристаллической решетки.
В матрице кристаллы расположены среди электродов. Когда на электрод поступает напряжение, молекула вещества меняет свое положение, пропуская при этом свет с определенной длиной волны (что влияет на цвет).
Но сперва волны «обрабатываются» поляризационными фильтрами: один отвечает за лучи в горизонтальной плоскости, второй – вертикальной. Такая работа проделывается для каждого отдельного пикселя.
Что такое светодиодная LED подсветка в телевизоре – это источник света, ответственный за появление картинки на экране. Устанавливается она разными способами, поэтому выделяют две технологии: Direct LED и Edge LED.
Какие преимущества для потребителя дает светодиодный тип подсвечивания дисплея:
Какая подсветка в телевизорах лучше – Direct LED или Edge LED, сразу ответить сложно. Для этого необходимо изучить технические тонкости каждой технологии.
Edge LED
«Edge» с английского переводится как «угол». Отсюда и вытекает особенность этого типа подсветки – светодиоды располагаются по краям внутренней части экрана (с правого или левого бока). Технология доступная, что сделало ее популярной.
Планка, на которой размещены светодиоды, крепится к боковым поверхностям матового рассеивателя, поэтому световой фон получается более равномерным.
Благодаря торцевому расположению диодов получилось снизить толщину корпуса телевизора. Вместе с этим дополнительно снижается нагрузка на глаза.
Но, светодиодные блоки должны быть технически правильно и точно размещены. Если допустить ошибку, на экране появятся засветы – световые пятна, появляющиеся в результате неравномерности свечения.
Что такое Edge LED в телевизоре ясно, но какие плюсы у этой технологии:
С боковой подсветкой картинка в центре дисплея будет казаться темнее. При изготовлении многих моделей ТВ используют ленту с локальным затемнением, что позволяет снизить перепады яркости.
Direct LED
Чтобы понять, что такое Direct LED в телевизоре, пригодится англо-русский словарь. Слово «direct» переводится как «прямой», что и стало задумкой инженеров. В ТВ с таким экраном светодиодная подсветка установлена не по бокам, а в области задней стенки, за матрицей, вдоль всей площади, но с определенным интервалом.
Технология позволяет равномерно распределять световой поток, делая его однородным по всей поверхности дисплея. Для повышения равномерности между экраном и диодами размещают светорассеиватель.
Количество диодов и принцип их расположения остается на усмотрение производителя техники. Общее свойство «задней» подсветки – увеличенная толщина корпуса, так как требуется дополнительное место под светодиодный блок.
Тип экрана телевизора с подсветкой Direct LED имеет следующие плюсы:
Выпускаемые сейчас телевизоры с директ-подсветкой выдают контрастную, яркую картинку с более глубоким черным цветом.
Правда, чтобы черный был действительно «глубоким», необходимо реализовывать технологию, отключающую светодиоды в тех местах, где отображается этот цвет.
Это свойственно только дорогим моделям. В панелях попроще подсветка работает постоянно, из-за чего нет возможности сделать «идеальный черный» цвет.
Что выбрать
Какая подсветка в телевизорах лучше – Edge или Direct. Тот, кто смотрит ТВ, подключает к нему приставку, хочет насладиться яркой, контрастной картинкой. У каждой технологии есть как сильные, так и слабые стороны:
Какой тип подсветки выбрать – зависит от личных предпочтений. Если нужен действительно тонкий телевизор – Edge. Если толщина роли не играет, но хочется насладиться хорошим изображением – Direct. Бывает, производитель использует хорошую технологию, но реализует ее не лучшим образом, поэтому все же лучше прийти в магазин и своими глазами посмотреть, как все выглядит.
Типы, виды и недостатки LED-подсветки экранов
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:
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.
Светодиоды в боковой подсветке располагают одним из способов:
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:
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.
Подробно о LED подсветке: разновидности, особенности
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:
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
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.
LED-телевизор и LCD — в чем разница? и какой лучше?
Если вы собрались купить новый телевизор, то в процессе выбора оптимальной модели вы неизбежно услышите (или увидите) фразу «LED ТВ», которая, в свою очередь, скорее всего заставит вас озадачиться вопросом: неужели это та самая технология, которая используется на рекламных вывесках или гигантских экранах для трансляции футбольных матчей или концертов?
Скажем сразу: это не та технология.
На стадионах действительно установлены большие LED-экраны, состоящие из тысяч светодиодов (LED — это сокращенно Light-emitting diode, т.е. «светодиод»), которые и формируют изображение, тогда как так нызваемые LED-телевизоры, которые вам предложат в магазине — это скорее всего ЖК-панели (т.е. LCD). Другими словами, экраны у них не совсем светодиодные, поскольку эти самые светодиоды там используются только для подсветки LCD-панели. Что такое подсветка? Тогда начнем с того,
зачем вообще ЖК-экранам нужна подсветка?
В качестве технологии, ориентированной на потребительский сегмент рынка, LCD получила широкое распространение еще в 70-х годах уже прошлого столетия. В то время первые LCD-экраны, а точнее циферблаты, появились на электронных наручных часах. Не трудно догадаться, что LCD, т.е. Liquid Crystal Display, а если дословно, то «экран из жидких кристаллов» — состоит из чего-то жидкого. Собственно, именно это вещество, помещенное между двумя плоскими пластинами, имеет свойство изменяться при прохождении через него электрического тока.
В течение многих лет человечество успешно пользовалось черно-белыми LCD-экранами, и хотя цветные их модификации — это сравнительно недавнее изобретение, однако технология все равно одна и та же. Потому всем нам хорошо известно, что разглядеть циферблат электронных часов в кромешной темноте невозможно, для этого надо нажать кнопочку, чтобы включилась подсветка экрана. В этом отношении LCD-экранчик наручных часов, выпущенных в начале 80-х, ничем не отличается от LCD-панели 50-дюймового телевизора образца 2012 года: в обоих случаях необходим источник света, поскольку жидкие кристаллы сами свет не излучают.
Подсветка LCD-экрана бывает нескольких типов.
…из которых в настоящее время наиболее часто используются два: с применением флуоресцентных ламп с холодным катодом (CCFL) либо с применением светодиодов ( LED ). CCFL — это фактически набор трубок, расположенных горизонтально за экраном, плюс рефлектор, в связи с чем такой тип подсветки делает панель громоздкой и затрудняет контроль над контрастностью.
LED-подсветка, которая впервые появилась в знаменитых Sony WEGA в 2004 году, считается более функциональным и экономичным решением. Способов подсветки экрана с помощью светодиодов тоже несколько, но принцип тот же — светодиодные лампы тоже используются, как источник света для освещения LCD-экрана.
55-дюймовый LG 55LM9600 с LED-подсветкой
Матричная или боковая?
Методов подсветки LCD-панели телевизора с помощью LED-ламп два: матричная (Backlit) и боковая (Edgelit). Основное преимущество матричного метода, предусматривающего размещение ламп за панелью, состоит в возможности увеличения уровня контрастности изображения посредством отключения определенных светодиодов — функция локального затемнения, которым увеличивается количество черного цвета в нужных местах «картинки».
В свою очередь, боковая подсветка позволяет делать телевизор гораздо более тонким, поскольку лампы при такой схеме располагаются по бокам панели, а не за ней. Локальное затемнение в телевизорах с боковой подсветкой экрана теперь тоже возможно, однако реализуется данная функция менее эффективно.
Для наглядности: технология Samsung под микроскопом
Как видим, созданный специалистами Samsung блок боковой LED-подсветки экрана состоит из двух основных компонентов: длинного модуля с рядом маленьких белых светодиодов и тонкой пластиковой пластины со светонаправляющим слоем. Два таких LED-модуля устанавливаются снизу и сверху светонаправляющей панели. Таким образом, комбинированный световой поток равномерно распределяется по всему экрану телевизора.
Модуль белых светодиодов
Белая или RGB?
Это еще две категории LED-подсветки, отличающиеся по принципу формирования белого цвета: на основе светодиодов белого свечения или на основе групп светодиодов трёх цветов (RGB). Белая подсветка во многом похожа на CCFL, потому как в ней используется источник синего света, который становится белым благодаря специальному покрытию-фильтру на внешней повехности лампы.
В итоге, телевизоры с белой LED-подсветкой лучше отображают зеленую часть спектра, хотя в общем значительного преимущества в цветопередаче не дает. Тем не менее, по мнению некоторых специалистов, если некоторые CCFL-решения позволяют получить лучший красный и синий цвета, то вероятно более оптимальные варианты белой LED-подсветки тоже возможны.
Цветная (или RGB) подсветка, состоящая из диодных ячеек трех цветов (красного, зеленого и синего), потенциально более функциональна, чем белая, поскольку имеет целый ряд преимуществ как в качестве цветопередачи, так и в равномерности подсветки.
Тем не менее, «белая» подсветка проще и значительно дешевле цветной в производстве, потому телевизоры с RGB-подсветкой — это редкость. Самым «новым» устройством такого типа является модель LC-65XS1M, которую компания Sharp выпустила в 2009 году.
Сколько стоит платить за LED ТВ?
С учетом количества предложений LED ТВ в магазинах, а также того факта, что многие компании-производители постепенно сокращают выпуск LCD-телевизоров, данный вопрос перестал быть актуальным сразу для многих брендов. Технология LED дешевле и все производители переходят на диодную систему подсветки, а кое-кто уже налаживает выпуск еще более новых OLED-телевизоров. На самом деле, сегодня отыскать LCD-телевизор с диагональю от 40″, который стоил бы значительно дешевле, чем аналогичная модель с LED, не так легко.