Подробно о LED подсветке: разновидности, особенности

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.

<center>RGB LED</center>

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.

<center>Спектр света от WLED</center>

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.

<center>Цветовое пространство sRGB</center>

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.

<center>Спектр света от подсветки CCFL</center>

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.

<center>Спектр света от GB-r LED</center>

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.

Новости

В 

В 

В 

В 

В 

В 

30.09.2011Появление мониторов с LED-подсветкой было окружено рекламной шумихой вокруг этого события (впрочем, как всегда). Продавцы-консультанты взахлеб рассказывают о неоспоримых преимуществах подобного решения. Производители выпускают все больше и больше моделей с LED-подсветкой. Однако давайте отбросим восторженные рекламные лозунги и рассмотрим устройство мониторов с LED-подсветкой чисто с технической точки зрения.

Отличие LED-мониторов от мониторов с LED-подсветкой

Во-первых, LED-мониторы и мониторы с LED-подсветкой — абсолютно разные устройства. Благодаря попыткам некоторых производителей выделить свою продукцию в отдельный класс возникла путаница на уровне фундаментальных понятий. Поэтому давайте сразу расставим все точки над В«іВ».

Рассматриваемые нами компьютерные мониторы с LED-подсветкой имеют все ту же ЖК-матрицу, в ячейках которой жидкие кристаллы меняют степень пропускания света, поворачивая плоскость поляризации под управлением сигнального напряжения. Однако поменялся источник света. В обычных ЖК-мониторах используется Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) — люминесцентные лампы с холодным катодом. По своей сути они являются привычными нам лампами дневного сета, разве что миниатюрными. Для их поджигания и дальнейшего устойчивого свечения необходим инвертор — источник высокого напряжения. Однако современные сверхъяркие светодиоды позволяют обходиться без источника высокого напряжение, сохраняя прежнюю яркость. Поэтому, как только их применение стало экономически выгодным, они тут же заменили CCFL подсветку.

Также не стоит путать мониторы с LED-подсветкой и OLED-экраны. OLED-экраны построены на органических светодиодах (Organic Light-Emitting Diode). Эта технология хоть и считается весьма перспективной и уже применяется при производстве экранов для телефонов, цифровых камер, т.п., но массовому распространению дисплеев больших диагоналей мешает довольно высокая стоимость производства.

В 

Типы LED-подсветки

WLED

RGB LED

Второй вариант LED-подсветки хоть и является более сложным, но является более качественным и перспективным, т.к. позволяет получить широчайший цветовой диапазон. В нем применяются цветные светодиоды, комбинация свечения которых позволяет получить белый цвет. Как правило, используются RGB-триады.

Торцевая подсветка

Тыльная подсветка

В этом случае светодиоды располагаются не линейками по торцам панели, а по всей ее площади в определенном порядке позади ЖК-матрицы. В этом случае возможно управление яркости подсветки определенной зоны.

Как правило, при тыльной подсветке используется RGB светодиоды, а при торцевой — линейки белых светодиодов. Тыльная RGB подсветка используется на дорогих профессиональных дисплеях, на тонких и дешевых мониторах и экранах ноутбуков используется торцевая белая подсветка, в телевизорах и больших панелях — тыльная белая подсветка.

Достоинства и недостатки мониторов с LED-подсветкой

Цветопередача

Преимущество над обычными CCFL мониторами имеет только RGB LED-подсветка. Кстати, изначально LED-подсветка и появилась на профессиональных мониторах из-за большего цветового охвата.

Однако потребительские мониторы с LED-подсветкой на белых светодиодах (WLED) имеют цветовой охват сравнимый с традиционными CCFL. В этом случае цветопередача будет зависеть от типа ЖК-матрицы.

Производство мониторов с применением цветных RGB-триад вполне сравнимо по стоимости с производством мониторов с белыми светодиодами. Почему же практически все потребительские мониторы выпускаются с белыми светодиодами? Ответ прост — производителям выгодно выделить мониторы с RGB-триадами в отдельный класс, разрекламировать их улучшенную цветопередачу и продавать эти мониторы по завышенным ценам.

Равномерность подсветки

Еще один миф касательно мониторов с LED-подсветкой. Равномерность подсветки может быть индивидуальной даже для каждого монитора из одной серии. В массовом производстве идеального не бывает — могут быть перепады яркости свечения по линейке светодиодов, разница в яркости и цветности RGB-триад, неравномерность рассеивателя, поляризатора, т.п.

Мерцание

Наверняка многие даже не подозревают о мерцании ЖК-мониторов, ошибочно предполагая, что этот неприятный момент ушел вместе с ЭЛТ-мониторами. Однако это не так — большинство ЖК-мониторов имеют мерцание, хоть и не видимое человеческому глазу из-за большой частоты.

Можете убедиться в этом сами — стоит лишь понизить яркость монитора до 0, выставить белый фон и помахать перед экраном карандашом взяв его за кончик. Если будет виден теневой веер — значит яркость регулируется ШИМ. Чем меньше В«лепестковВ», тем ниже частота работы лампы подсветки и тем более злостно мерцает монитор.

Экономичность и экологичность

Вытеснит ли LED-подсветка CCFL подсветку

Несомненно. Изначально это технология является более прогрессивной. Однако в настоящее время производители спекулируют теоретическими преимуществами, которые могут быть не воплощены в устройствах для массового распространения. Задача получения максимальной прибыли ставит развитие технологий на второе место.

Неоспоримым преимуществом существующих в данный момент на рынке мониторов с LED-подсветкой является их экономичность и экологичность.

Мониторы с торцевой LED-подсветкой отличаются минимальной толщиной корпуса, что с чисто эстетической точки зрения смотрится привлекательно.

Определяющим параметром при выборе монитора, как и прежде, остается тип матрицы. Именно от него зависит точность и равномерность цветопередачи, углы обзора, статическая контрастность, скоростные характеристики, т.п.

Публикации по теме

Как выбрать монитор

Очень важно правильно выбрать монитор. Пусть даже эта составляющая персонального компьютера и не влияет прямо на производительность ПК, но именно монитор является той частью компьютера, с которой человек взаимодействует постоянно. И правильный выбор монитора – это, прежде всего, залог вашего здоровья.читать далее

Принцип работы экрана монитора или телевизора на жидких кристаллах заключается в подаче напряжения на матрицу LCD, изменяющую способность проводить световые волны определенной длины. Появляется возможность получать четкое и высококачественное цветное изображение, но, поскольку сама матрица свет не вырабатывает, необходима равномерная подсветка экрана. В качестве источника света используются светодиоды (LED). Подсветка WLED — это усовершенствованный и наиболее актуальный вариант подсветки для LCD мониторов, который следует рассмотреть внимательнее.

Принцип работы подсветки WLED

Общий принцип работы подсветки WLED не отличается от базовой методики. Матрица из жидких кристаллов освещается плотным слоем светодиодов, в результате чего на лицевой части экрана появляется изображение. В идеале, на каждый пиксель должен приходиться один LED-элемент, но большой размер светодиодов пока не позволяет это выполнить. Уровень контрастности изображения зависит от площади экрана — чем она больше, тем качественнее будет картинка. Это происходит из-за того, что при большом размере каждый светодиод способен освещать только свой пиксель, а с уменьшением величины он начинает захватывать и соседние пиксели, что снижает четкость, делает изображение размытым.

Расшифровка обозначения

Аббревиатура WLED означает White Light Emitting Diode, т.е. «Белый светодиод». На самом деле он не белый, а синий, пропущенный через светофильтр желтого цвета. В результате возникает яркий белый свет, позволяющий получить динамичное и выразительное изображение при относительно малом расходе электроэнергии и небольшом нагреве элементов. Существуют и другие варианты. Каждый тип подсветки обозначается по названию светодиодов:

• RGB LED (трехцветная матрица из красного, зеленого и синего элементов);
• GB LED (матрица из зеленого и синего светодиодов, покрытых красным люминофором);
• OLED (матрица из органических светодиодов, обладающий очень малым размером и позволяющих увеличить четкость изображения).

Интересно!Разработка новых моделей светодиодов ведется постоянно, поэтому количество типов подсветки будет увеличиваться, а качество изображения на экране — улучшаться.

Концептуальные отличия

Светодиодная подсветка монитора представляет собой сплошную плоскость из плотно установленных LED-лампочек. Изначально использовались черно-белые элементы, но, со временем, появилась возможность передачи цветного изображения с помощью RGB-светодиодов (Red Green Blue, Красный Зеленый Синий). Это три базовых цвета, сочетания которых дают все необходимые оттенки и позволяют получить качественную цветопередачу.

Читайте также  Характеристика, сфера применения и монтаж дюралайта

Однако, такая подсветка быстро теряла свои качества из-за неравномерной нагрузки на отдельные элементы.  Для исправления ситуации было решено применить WLED-светильники, размещенные либо по периметру панели (тип Edge LED), либо плотным слоем по всей площади экрана (тип Direct LED). Решено было отказаться от красного элемента, используя тип подсветки GB LED. В отличие от прежней технологии, он обеспечил более ровную и стабильную цветопередачу, практически не изменяющую свои параметры со временем.

Равномерность освещения достигается с помощью специальных световых диффузоров, которые выравнивают поток и распределяют его равномерно по всей поверхности. Преимущество синего цвета компенсируется с помощью желтого светофильтра, а проблемный красный светодиод заменен слоем красного люминофора, не теряющего своих качеств со временем и дающего более устойчивый и яркий цвет.

Преимущества

Преимуществами WLED-подсветки монитора стали более насыщенная цветопередача, позволяющая получить глубокий черный тон, и увеличенный срок службы панели без выгорания отдельных элементов. Несмотря на то, что по части цветопередачи пока еще лидирует RGB LED подсветка, технология WLED выделяется неизменностью качества картинки и снижением общей нагрузки на матрицу. Если учесть, что большая часть света отфильтровывается пикселями (а это значение доходит до 95%), любая экономия становится большим преимуществом.

Существуют и другие положительные моменты, которые следует рассмотреть внимательнее.

Потребление энергии

По сравнению с флуоресцентными лампами, использовавшимися ранее, светодиодную WLED подсветку можно назвать значительно более экономичной и долговечной. Несмотря на большое количество элементов, энергопотребление значительно снизилось, что способствует увеличению срока службы многих узлов аппарата и дает немалую общую экономию.

Увеличение цветового охвата

Общее понятие «цветовой охват» показывает, какое количество различаемых человеческим глазом цветов способен отобразить монитор. Если говорить об изменениях, которые смогла внести в цветопередачу WLED-подсветка, то изначально результат демонстрировал некоторое доминирование синего цвета. Спектральный анализ показывал значительный пик по синему участку, подобно тому, как в свое время преобладал зеленый участок на экранах с флуоресцентной подсветкой (CCFL). Решить проблему удалось с введением GB LED элементов, состоящих из зеленых и синих элементов с покрытием красным люминофором. Технология дала четкие пики на всех базовых участках — синем, зеленом и красном, что позволило получить цветовой охват, на 99 % приближенный к максимально возможному.

Интересно! У некоторых производителей есть варианты конструкции, где основными цветами являются красный и синий под слоем зеленого люминофора.

Стоимость

Использование подсветки WLED позволило существенно снизить себестоимость производства по сравнению с технологией RGB LED. Несмотря на большое количество элементов, цена монитора с WLED заметно ниже. Это позволяет увеличивать размеры экранов, повышать их возможности, не рискуя получить чрезмерно дорогие изделия, не пользующиеся спросом. Есть и еще одно важное преимущество — экологическая безопасность LED-элементов, не имеющих опасных компонентов в своей конструкции.

Читайте также  Что лучше: галогеновые или светодиодные лампы для дома и в авто

На что обратить внимание

Выбирая монитор, не следует руководствоваться только технологией подсветки.

На качество изображения влияют многие факторы, среди которых можно выделить:

• размер и конструкция экрана;
• разрешение, размер пикселей;
• тип матрицы;
• углы обзора.

Неопытному человеку сложно разбираться в этих тонкостях, поэтому можно обратиться к продавцу-консультанту и обсудить с ним варианты оптимального выбора.

Основные выводы

Тип подсветки экрана — это особенность конструкции, определяющая возможности и качество цветопередачи. Использование технологии WLED позволяет получить вполне достойное качество картинки по невысокой цене и без временных изменений режима работы. Методика получила широкое распространение, большинство мониторов среднего ценового диапазона изготовлены именно с подсветкой WLED.

Используемые источники:

• http://mylcd.info/model/best-led.html
• https://vist.kharkov.ua/articles/komplektuyuschie-i-periferiya/monitori-s-led-podsvetkoy.html
• https://svetilnik.info/svetodiody/podsvetka-wled.html