Светодиодная подсветка экрана – Переделка ламп подсветки ЖК монитора на светодиодные ленты

Содержание

Светодиодная подсветка: мифы и реальность

Технология светодиодной подсветки в 2010 г. обещает завоевать рынок компьютерных ЖК-дисплеев стремительно и бесповоротно. Ей на руку играет множество факторов, начиная от вездесущей «экологичности» и заканчивая экономическими реалиями, новизной и даже банальной модой. Однако, как и каждой технологии, ей присущи собственные достоинства и недостатки, и наша задача – досконально в них разобраться.

Причину более широкого цветового охвата устройств с подсветкой RGB LED легко увидеть на сравнительных спектрах излучения RGB-триад и белых светодиодов
расположение белых светодиодов в линейке торцевой подсветки дисплея Samsung SyncMaster XL2370
триады RGB LED в тыльной подсветке Samsung SyncMaster XL20 (вверху в центре – колорометрический фотодетектор обратной связи)
Плата блока питания и управления торцевой светодиодной подсветкой на белых светодиодах (слева) не в пример компактнее и проще блока высоковольтного DC-DC инвертора, используемого для CCF-ламп. Это позволяет выпускать мониторы с очень тонким корпусом

Часть первая, мифологическая

Парадоксально, но факт – если спросить не чуждого ИТ-тематике пользователя, хотел бы он заменить свой нынешний ЖК-монитор на аналогичный с LED-подсветкой, в 90% случаев мы услышим: «Конечно, да!». Но если предложить сформулировать, чем же конкретно данная технология, по его мнению, лучше традиционной CCFL, то он либо затруднится с ответом, либо приведет один из многочисленных мифов, которыми она уже успела обрасти.

Между тем в самой технологии LED backlight ничего сверхсложного для понимания нет. Поэтому давайте постараемся развеять ореол таинственности, сопровождающий выход на рынок массовых дисплеев на светодиодной подсветке (пока под влиянием «сусанинских» порывов маркетинговых отделов мы не заблудились окончательно), и займемся своеобразным развенчиванием мифов – или же их подтверждением, если они действительно имеют под собой хоть какую-то реальную почву.

Миф 1: «LED-дисплеи по определению лучше, чем ЖК»

Вот что получается, когда путаница возникает уже на уровне фундаментальных понятий. А виной этому – попытки некоторых вендоров выделить свои устройства в «особый» класс, называя их «LED-дисплеями», что и неверно по сути, и довольно безграмотно с точки зрения технической терминологии.

LED displays, или светодиодные дисплеи – это самостоятельный узкоспециализированный класс устройств визуализации, не имеющий никакого отношения к настольным компьютерным мониторам. Таковыми являются, скажем, информационные и рекламные дисплеи, устанавливаемые на улицах крупных городов (общеизвестный пример – большой экран на Майдане Незалежности в Киеве). В этих дисплеях пиксел изображения действительно формируется с помощью светодиодов (одного либо нескольких), поэтому они и называются LED-мониторами, характеризуясь обычно довольно низким разрешением, но высокой яркостью.

Однако рассматриваемые сегодня нами устройства, являющиеся компьютерными ЖК-дисплеями со светодиодной подсветкой, не имеют с ними ничего общего. Формирование пиксела в последних по-прежнему осуществляется с помощью матрицы, в ячейках которой жидкие кристаллы под управлением сигнального напряжения поворачивают плоскость поляризации проходящего через них света на требуемый угол, тем самым регулируя степень его пропускания.

Что же изменилось в конструкции ЖК-монитора с приходом светодиодов? Поменялся источник света, пропусканием которого управляет ЖК-матрица. В традиционных ЖК-дисплеях используются Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) – люминесцентные лампы с холодным катодом. Они не слишком отличаются от привычных всем трубчатых ламп «дневного света», разве что гораздо миниатюрнее. Для их поджига и дальнейшего устойчивого свечения требуется источник высокого напряжения, так называемый инвертор, который индустрия также научилась делать малогабаритным и довольно дешевым. Но современные сверхъяркие светодиоды позволяют достичь той же светимости при еще меньших энергетических затратах и без применения высокого напряжения. Поэтому как только использование этих систем подсветки стало экономически оправданным, их появление в компьютерных дисплеях было абсолютно закономерным.

Таким образом, возвращаясь к озвученному мифу, настоящие LED-дисплеи нельзя считать хуже либо лучше ЖК хотя бы потому, что это совершенно разные классы устройств. Мы же сегодня рассматриваем именно компьютерные ЖК-монторы – как с традиционной CCFL, так и с новомодной светодиодной подсветкой, и гипотетические преимущества последней нам еще предстоит доказать. Следовательно, данный миф развенчан.

Миф 2: «LED-подсветка везде одинакова, как и CCFL»

Вообще, это утверждение неверно уже даже по отношению к CCFL-подсветке, так как используемые разновидности люминесцентных ламп серьезно влияют на ключевые характеристики всего устройства. Например, применение CCF-ламп с усовершенствованным люминофором позволило выпустить на рынок ЖК-дисплеи с расширенным цветовым охватом.

Когда же речь заходит о подсветке светодиодной, все усложняется. И прежде всего потому, что существует несколько ее базовых типов, значительно разнящихся по характеристикам.

White и RGB LED. Два радикально отличающихся друг от друга подхода к реализации LED-подсветки заключаются прежде всего в цвете используемых светодиодов. Самая дешевая и несложная в реализации, а также простая для понимания технология заключается в элементарной замене CCF-ламп и блоков их управления/питания на аналогичные по размеру и форме линейки белых светодиодов со своей «обвязкой». В результате производителям ЖК-панелей чаще всего больше не приходится вообще ничего предпринимать, кроме первичной калибровки ЖК-матрицы для ее адекватной работы со спектром излучения используемых белых светодиодов, который заметно отличается от CCFL.

Проблема же, препятствовавшая внедрению белой светодиодной подсветки ранее, состоит в необходимости тщательного отбора кристаллов в линейке по их вольт-амперной характеристике, а также яркости и оттенку свечения. К примеру, для 22-дюймового дисплея количество диодов в каждой из двух линеек может достигать сотни, и для получения равномерного света их все следует выбирать с очень небольшими допусками. В остальном же мониторы с панелями на белой светодиодной подсветке практически не отличаются от своих CCFL-собратьев – кроме нескольких особенностей, которые мы обсудим чуть позже.

Вторым, более сложным, но гораздо более перспективным типом подсветки является применение цветных светодиодов, комбинация свечения которых позволяет получить белый свет. Чаще всего используются RGB-триады, хотя это и не догма. Преимущество такой подсветки перед CCFL в том, что если лампа, грубо говоря, всегда светит единственным оттенком белого света и его нельзя изменить никак, кроме замены самой лампы, то с помощью RGB-триад светодиодов можно получать любой необходимый оттенок, просто варьируя яркость красной, зеленой либо синей составляющих. И если в случае CCFL такой важный параметр ЖК-дисплея, как цветовая температура точки белого, изменяется лишь смещением цветовой характеристики пропускания ЖК-матрицы (что, по сути, приводит к сужению ее динамического диапазона), то RGB LED позволяют эффективно использовать все возможные положения ЖК-кристаллов в ячейке, изменяя оттенок самой подсветки. А это значит, что, переключаясь, скажем, из режима 6500К в 9300К либо 5400К, для формирования цвета пиксела по-прежнему можно использовать всю доступную разрядность матрицы. Поэтому позитивными следствиями применения RGB LED-подсветки в дисплеях стали как широкий цветовой охват, так и высокая точность цветопередачи – характеристики, очень ценимые в профессиональной среде.

К сожалению, реализовать подсветку цветными светодиодами гораздо сложнее. Во-первых, нужно точно подобрать несколько десятков триад RGB-диодов; во-вторых, научиться управлять ими таким образом, чтобы при изменении яркости экрана цветовая температура точки белого оставалась прежней (это непросто, так как характеристика яркости светодиода от потребляемого тока нелинейна и в значительной степени определяется типом, т.е. «цветом» светодиода). Наконец, чтобы независимо от температурного режима, времени эксплуатации устройства, степени дрейфа яркости светодиодов и других факторов, осложняющих разработку, точно «попадать» в нужный оттенок белого при изменении цветовой температуры, необходимо введение оптоэлектрической обратной связи – т. е. в блок подсветки устанавливается колорометрический фотодатчик, что дополнительно усложняет и удорожает всю конструкцию.

Торцевая и тыльная подсветка. Вне зависимости от того, какая из двух вышеописанных технологий применяется, конструкция блока подсветки может радикально отличаться.

В большинстве ЖК-дисплеев на базе CCFL и во многих светодиодных (обычно на белых LED) с малым размером диагонали до 26–30 дюймов используется торцевая подсветка. Источники света располагаются в торцах панели (чаще всего над матрицей и под ней), и их излучение направляется в световод, представляющий собой толстый лист прозрачного полимера, особым образом перфорированного. В точках перфорации лучи света преломляются и поступают на светорассеиватели, поляризатор и ЖК-матрицу.

Преимущество такого подхода заключается в малой толщине панели и дисплея в сборе; сложность – в достижении равномерности подсветки, которая зависит не только от равномерности ламп, но и от оптических характеристик световода и свойств его перфорации. Кроме того, такой подсветкой нельзя динамически управлять на зонном уровне – ее можно только включать либо выключать для всего экрана целиком.

Торцевая подсветка на белых светодиодах позволяет создавать очень тонкие панели, а отсутствие высоковольтного блока питания и управления, необходимого для CCFL, – тонкие мониторы. Поэтому для всех дисплеев с толщиной корпуса меньше либо около 20 мм можно с уверенностью предполагать применение торцевой LED-подсветки на белых светодиодах.

Тыльная подсветка предполагает использование не линеек, а групп светодиодов либо отдельных модулей, размещенных в определенном порядке позади ЖК-матрицы по всей площади экрана. Основной выигрыш, который достигается в этом случае, – возможность зонного управления яркостью подсветки, что особенно востребовано, к примеру, в телевизорах. Технология local dimming, используемая рядом производителей, позволяет получать великолепные показатели динамического контраста даже для сцен, в которых в кадре одновременно присутствуют и очень яркие объекты, и темные области. Однако для RGB LED получение хорошей диффузии цветовых компонентов требует светорассеивателей значительной толщины, в результате толщина и ЖК-панели и монитора оказывается значительной.

Первый ЖК-дисплей со светодиодной подсветкой (а это был NEC серии SpectraView Reference (itc.ua/22311)) использовал единственную линейку RGB-светодиодов и сложную систему световодов, рассеивателей и отражателей для распределения ее свечения по площади экрана. Однако сегодня индустрия далека от однообразия в разновидностях применяемой LED-подсветки: в дорогих профессиональных дисплеях это чаще всего тыльная RGB, в тонких и дешевых потребительских, в том числе экранах ноутбуков – торцевая на белых LED, а в телевизорах и больших дисплеях иногда все еще используется тыльная на белых светодиодах. Есть и уже упомянутые экзотические подвиды. В любом случае, без знания того, какой тип подсветки применен в конкретном мониторе, нельзя заранее судить о его преимуществах либо недостатках по сравнению с CCFL, так как они будут существенно отличаться. Таким образом, и этот миф развенчан.

Миф 3: «LED-подсвет-ка – это широкий цветовой охват и улучшенная цветопередача»

Если вы внимательно ознакомились с предыдущим разделом, то уже понимаете, где здесь кроется причина заблуждения. Изначально LED-подсветка появилась именно в профессиональных дисплеях, где из-за большей гибкости была востребована ее RGB-разновидность. Именно она позволяет получить широчайший цветовой охват, превышающий таковой для стандарта NTSC, а также достичь точного отображения отдельных оттенков благодаря установке баланса белого (т. е. цветовой температуры точки белого) с помощью изменения оттенка подсветки, а не сужением рабочего диапазона разрядности ЖК-матрицы. К сожалению, подобные решения слишком дороги для их повсеместного внедрения, и хотя есть примеры массовых дисплеев на RGB LED (ViewSonic VLED221wm), индустрия потребительских мониторов пока что пошла по пути применения торцевой белой светодиодной подсветки.

Спектр излучения белых светодиодов не столь широк, как у триад RGB LED, и потому цветовой охват панелей на белых LED довольно узок. В этом плане его можно сравнить с традиционными CCFL – он может лишь соответствовать либо слегка перекрывать цветовой охват пространства sRGB. Что же касается точности цветопередачи, то, как в случае с CCFL, она будет зависеть не столько от свойств подсветки, сколько от типа и характеристик ЖК-матрицы и качества ее калибровки – для TN этот параметр заведомо хуже, чем для *VA- и IPS-разновидностей.

Таким образом, говоря о цветовом охвате и цветопередаче монитора со светодиодной подсветкой, нужно всегда уточнять, какие типы LED-подсветки и ЖК-матрицы в нем используются. А значит, и этот миф развенчан.

Миф 4: «LED-подсветка дает большую контрастность»

Перво-наперво давайте уточним, что речь в данном случае идет только о динамической контрастности – так как статическая контрастность ЖК-матрицы представляет собой отношение коэффициентов пропускания при полностью открытой и полностью закрытой ячейках и потому никак не зависит от источника света – будь он хоть CCFL, хоть LED, хоть лампой накаливания или светом из окна.

Динамическая контрастность – величина неоднозначная и очень зависит как от алгоритма работы соответствующего блока управления подсветкой, так и от характера воспроизводимого контента. Однако применительно к LED-подсветке появляется еще и третий фактор – использование тыльной подсветки с зонным управлением, известным также как local dimming.

В случае, если в кадре воспроизводимого видеоролика одновременно присутствуют и очень светлые, и очень темные области, традиционный алгоритм динамической контрастности ничем не сможет нам помочь, и реальная контрастность изображения будет равна статическому показателю. А вот технология local dimming позволяет выборочно гасить подсветку в темных областях и, наоборот, увеличивать в светлых – тем самым в пределах одного кадра будет достигнут значительный перепад яркостей, а следовательно, и высокий контраст.

Несложно понять, что для корректной работы local dimming требуется специальный блок, допускающий индивидуальное управление отдельными светодиодами и их группами, а также логика, формирующая управляющее воздействие исходя из изображения на экране. Соответственно, это довольно дорогое удовольствие, и потому встречается только там, где действительно востребовано – в ЖК ТВ премиум-класса.

А что же обычная торцевая подсветка на white LED, ведь для мониторов на ее базе тоже заявляют «немыслимые» величины динамической контрастности, порядка 5 000 000:1. Здесь все проще. Светодиоды, в отличие от CCF-ламп, можно полностью выключить и включить практически мгновенно, причем им почти не требуется время на стабилизацию (гасить же полностью CCFL никто не рискует, так как задержка при их включении может оказаться непозволительно большой). Методика измерения динамической контрастности подразумевает измерение соотношения яркостей белого и черного цветов – но если при отображении черного поля подсветку вовсе выключить, то делением на ноль можно получить бесконечно большую цифру для данного показателя. Другое дело, что без local dimming при просмотре, скажем, кинофильма мы все же крайне редко будем иметь удовольствие наблюдать глубокий черный цвет. Но это, как обычно, уже детали.

Таким образом, если трансформировать подзаголовок в такой вид: «LED-подсветка дает большую динамическую контрастность», с ним можно согласиться. Но, как мы уже неоднократно писали, для пользователя ПК гораздо важнее контрастность статическая, а здесь светодиоды подсветки нам ничем не могут помочь. Соответственно, и этот миф развенчан, пусть и с некоторыми оговорками.

Миф 5: «LED-подсветка обеспечивает высокую равномерность»

Откуда берется неравномерность ЖК-панели? Как известно, ничего идеального не бывает, и потому факторов здесь множество – от неравномерности излучения источника света (перепадов яркости по длине CCF-лампы либо линейки светодиодов; разницы в яркости и цветности в наборе RGB-триад) до неравномерности световода, рассеивателей, поляризатора, одного из слоев ЖК-матрицы, девиации светопропускания ее ЖК-ячеек либо светофильтров. Словом, подсветка здесь – далеко не единственный аспект данной проблемы.

Решение ее, однако, есть. Оно заключается не в устранении, а в компенсации яркостной и цветовой неравномерности ЖК-панели путем ее зонной калибровки на заводе и введении поправочных коэффициентов для матрицы ЖК-ячеек по всей площади экрана. Оборудование, необходимое для этой операции, довольно дорогостоящее, временные затраты также очень значительны – ведь калибровать надо каждый монитор. Поэтому такие компании, как NEC и EIZO, могут себе это позволить только для профессиональных дисплеев высшей ценовой категории.

Но странно другое. Кажется, почему бы производителям ПО для калибровки и профилирования не предложить пользователю, вооруженному аппаратным калибратором, выполнить данную процедуру самостоятельно – пусть даже она потребует значительных усилий? Ответ, видимо, кроется в том, что далеко не каждый дисплей допускает введение поправочных коэффициентов на уровне отдельных зон по площади матрицы. И хотя теоретически их можно было бы также задавать со стороны видеокарты, автору подобные решения неизвестны.

Как видим, проблема равномерности ЖК-панели не так проста, как кажется на первый взгляд, и одной подсветкой она отнюдь не исчерпывается.

Вместе с тем отметим, что наши измерения равномерности подсветки на белом поле действительно показывают довольно высокие результаты – впрочем, сравнимые с таковыми для качественых мониторов на CCFL. Снимки же белого и особенно черного полей доказывают, что полностью решить проблему равномерности применением светодиодной подсветки все же не удается. А значит, снова приходится констатировать, что очередной миф развенчан.

Миф 6. «В отличие от CCFL, LED-подсветка не мерцает, и потому легче для глаз»

Для начала отметим, что многие пользователи даже не подозревают о мерцании их ЖК-мониторов, полагая, что в отличие от ЭЛТ, здесь оно полностью отсутствует. Увы, вынуждены их разочаровать – большинство ЖК-дисплеев и в самом деле мерцают; другое дело, что частота этого мерцания слишком велика, чтобы замечать его невооруженным глазом. Но все же убедиться в этом несложно.

Возьмите карандаш (ручку или любой другой узкий вытянутый предмет) и поднесите к экрану монитора, на котором отображается белая заливка. Держа его за один из концов, пошатайте из стороны в сторону с частотой несколько раз в секунду и амплитудой, достаточной для того, чтобы его размытое изображение напоминало веер. Если яркость вашего ЖК-дисплея ниже среднего значения (обычно именно в таком положении она комфортна для глаз), то вы заметите, что вместо гладкого визуального следа карандаш оставляет за собой… дискретный, состоящий из череды относительно четких «образов». Зато на максимальной яркости на фоне экрана он будет двигаться так же гладко, как и на фоне любого другого источника непрерывного света – скажем, окна либо лампы накаливания.

Стробоскопический эффект, который наблюдается при снижении яркости подсветки ЖК-экрана, говорит о том, что она зажигается и гаснет с определенной частотой, достаточно высокой, чтобы видеть это глазами. Такой способ регулировки яркости называется широтно-импульсной модуляцией и применяется в технике для управления интенсивностью какого-либо процесса, если в дальнейшем подразумевается его интегрирование. В данном случае интегратором выступают наши глаза, не способные распознать мерцание с частотой более 100 Гц. Однако далеко не все то, что незаметно глазу, проходит для него бесследно. Влияние на зрение перепадов яркости с частотой порядка 200–400 Гц пока никто по-настоящему не исследовал, и совсем не исключено, что именно в этом кроется причина жалоб многих пользователей на головную боль и усталость глаз.

Реального решения этой проблемы со стороны пользователя не существует, так как работа с современным ЖК-монитором на максимальном уровне яркости (когда ШИМ не применяется и подсветка не мерцает) в условиях типичного офисного либо домашнего освещения может сгубить ваши глаза гораздо быстрее, чем гипотетический вред от ШИМ. Вариант же установки перед «включенным на всю яркость» ЖК-монитором нейтрального фильтра высокой плотности либо поляризационного с регулировкой угла поляризации мы всерьез не рассматриваем как явно избыточный для типовых применений ПК. Хотя в голову сразу приходят некогда популярные «защитные экраны» для ЭЛТ-мониторов, сгинувшие втуне вместе с последними. Может, стоит возродить сей бизнес?..

Производители до недавнего времени также не имели возможности решить эту проблему, так как непрерывно управлять яркостью свечения CCF-лампы можно лишь в небольших пределах. Совсем иное дело – светодиоды. В отличие от ламп, диапазон изменения яркости их свечения довольно широк – в зависимости от потребляемого тока, а значит, варьируя им, теоретически можно управлять яркостью подсветки и без ШИМ.

На практике же оказалось, что такой способ значительно затратнее в реализации, и при этом не предоставляет никакого выигрыша, кроме отсутствия и так не заметного большинству потребителей мерцания. А вот технологические проблемы, которые он привносит, решить не так-то просто.

В результате подавляющее большинство LED-мониторов, подобно их CCFL-предкам, все так же регулируют яркость подсветки с помощью ШИМ, и потому точно так же мерцают. Не верите? Снизьте яркость и помашите карандашом перед таким экраном. Этого с большой вероятностью будет достаточно, чтобы констатировать: еще один миф развенчан.

Миф 7. «LED-подсветка экономичнее CCFL»

Признаем сразу – это не миф, а совершенно справедливое утверждение и одно из неотъемлемых преимуществ светодиодов. Чтобы доказать это, стоит лишь взглянуть на характеристику количества люменов на 1 Вт для различных искусственных источников света и убедиться, что именно у светодиодов она максимальна. Впрочем, эффективность самих светодиодов – еще не все; нужно бы учитывать также КПД их блока питания и целый ряд других факторов, пусть и вторичных.

Предпочитая проверять теорию практикой, мы провели измерения энергопотребления тестируемых дисплеев с помощью ваттметра WattsUp Pro. Результаты сведены в таблицу технических характеристик и достаточно интересны: у профессиональных дисплеев на RGB LED потребление все еще довольно высоко, однако для устройств на светодиодной торцевой белой подсветке оно действительно ниже (почти вдвое!) по сравнению с дисплеями аналогичной диагонали на CCFL. Следовательно, наконец-то мы «размочили» сухой счет – данный миф подтвержден.

Миф 8. «Мониторы с LED-подсветкой экологичнее CCFL»

Общеизвестно, что наибольший ущерб экологии наносится ИТ-индустрией на двух этапах жизни продукта – при его производстве и утилизации. В первом случае для улучшения ситуации многое уже сделано – нынче «зеленые» инициативы в моде на корпоративном уровне, и без соответствия техпроцесса определенным экостандартам сейчас, что называется, никуда.

А вот с утилизацией совсем не так хорошо, как хотелось бы – и особенно в наших реалиях. К примеру, все знают, что люминесцентные лампы «дневного света» содержат ртуть, пары которой ядовиты; но при этом наверняка также все не раз видели, как после выхода из строя их просто выбрасывают, нередко уже разбитыми, прямо в контейнеры с бытовым мусором. Потом это все сжигается, и в итоге парами ртути дышит уже вся страна…

На таком фоне утилизация ЖК-мониторов пока не представляет заметной проблемы, хотя CCF-лампы их подсветки тоже содержат ртуть. С другой стороны, применение светодиодов эту угрозу снимает в принципе, так как используемые при их производстве и в их конструкции материалы не несут опасности для окружающей среды. Вкупе с пониженным энергопотреблением это все же вносит определенный вклад в борьбу за экологию – пусть небольшой, но лучше, чем ничего. Таким образом, и данный миф подтвержден.

Миф 9. «LED-подсветка дороже CCFL»

Еще несколько лет назад подобное утверждение казалось бесспорно истинным. Действительно, системы RGB LED для профессионального применения требуют серьезных затрат R&D-подразделений на свою разработку, а между тем продаются такие мониторы в единичном количестве. Неудивительно, что их стоимость пока что и в самом деле высока, и пользователи часто предпочитают им качественные дисплеи с IPS-матрицами и подсветкой на CCFL с расширенным спектром – они гораздо доступнее.

Однако что касается белых светодиодов, то скорость их проникновения в сегмент позволяет делать предположение о весьма агрессивной ценовой политике их изготовителей. Телевизоры и ЖК-дисплеи – очень лакомый кусок, практически бездонный рынок; и на его отвоевание у производителей CCFL «светодиодниками» могут быть брошены солидные инвестиции. Не исключено, что низкие цены на потребительские ЖК-дисплеи как раз и являются следствием ценовой войны, которую сейчас ведут эти два лагеря. И прогресс LED налицо, так как реальных козырей у сторонников CCFL уже почти не осталось.

Таким образом, данный миф нельзя ни подтвердить, ни опровергнуть, ведь о стоимости торцевой белой LED-подсветки для производителей ЖК-панелей мы с вами можем лишь догадываться. Однако очевидно, что она вряд ли значительно превышает CCFL-системы.

А вот более высокие розничные цены на потребительские мониторы со светодиодной подсветкой объяснить как раз несложно – банальный маркетинг. Пока технология молодая, привлекает к себе ажиотажное внимание, а пользователи еще не осведомлены обо всех ее тонкостях, грешно было бы на этом немножко не нажиться, правда?

Что ж, думается, этим небольшим ликбезом мы внесли свою посильную лепту в данный процесс, пусть и в несколько другом ключе. Смеем надеяться, что сей трактат послужит во благо именно пользователям, то есть вам, уважаемые читатели.

Часть вторая, практическая

Ввиду того что при подготовке данного материала мы хотели прежде всего ознакомиться с особенностями и разновидностями технологии светодиодной подсветки, а не дать рекомендации по выбору конкретного монитора, практическая часть будет очень краткой. Тем более что устройства, собранные на тест, значительно отличаются друг от друга. И все же скажем о них несколько слов.

Дисплеи с панелями, подсветка которых выполнена на торцевых линейках белых светодиодов, можно выделить «из толпы» одним взглядом – все они отличаются завидно малой толщиной корпуса. Не то чтобы этот параметр для обычных мониторов был критичным, но все равно с эстетической точки зрения смотрится довольно привлекательно. Правда, для LG Flatron W2286L/W2486L и Samsung SyncMaster XL2370 это достигается применением внешнего блока питания, а у такого решения есть множество противников. Впрочем, при практической эксплуатации дисплея это не играет особой роли.

Своеобразный рекорд «утонченности» в тестировании принадлежит Acer S243HL, толщина его корпуса в верхней части составила менее 20 мм при встроенном блоке питания. Меж тем устройства на базе RGB LED также претендуют на рекорды – однако уже в обратную сторону.

Для управления мониторами производители все чаще применяют сенсорные кнопки, однако если в случае дисплеев LG Flatron W2486L и Samsung SyncMaster XL2370 их работа не вызывала особых нареканий, то, к примеру, у Acer S243HL к их особенностям приходилось адаптироваться. Кстати, этот монитор и модель от BenQ отличаются оригинальным дизайнерским решением – стремясь подчеркнуть легкость и «воздушность» ЖК-панели с LED-подсветкой, дизайнеры сместили точку крепления подставки вправо. Тем самым создается эффект «парения» ЖК-панели в воздухе – очень необычно.

Отдельно прокомментируем устройство Apple LED Cinemadisplay. Для его тестирования нам пришлось переносить тестовое ПО с нашего стенда на компьютер Apple MacMini, так как единственным интерфейсом подключения здесь выступает miniDisplayPort, переходников для которого с типовых DVI/HDMI так просто и не сыщешь. Также к особенностям этого дисплея нужно отнести глянцевое покрытие экрана и отсутствие каких-либо кнопок управления – оно производится исключительно программным путем.

Профессиональные устройства LG Flatron W2420R и Samsung SyncMaster XL20 комплектуются аксессуарами – светозащитными козырьками и аппаратными колориметрами, причем в случае LG это довольно известный ColorVision Spyder 3. Надо полагать, стоимость этих устройств на фоне цены самого монитора попросту теряется, к тому же эффективное использование таких дисплеев в профессиональных целях без калибратора невозможно.

Технические характеристики мониторов

В тестах точности заводских настроек (т. е. линейности цветопередачи дисплея без применения калибратора) больше всех нас порадовал BenQ V2400 Eco. Также вполне на уровне оказались Acer S243HL и Samsung SyncMaster XL2370, а из профессиональных продемонстрировал эталонную точность LG Flatron W2420R. C другой стороны, модели линейки W86, равно как и профессиональный Samsung SyncMaster XL20, не могут похвастать хорошими показателями в данном тесте.

Результаты же измерения цветового охвата легко предсказать, заранее зная, какой тип подсветки применяется в дисплеях – RGB или белые светодиоды. В первом случае он очень широк и покрывает не только цветовое пространство sRGB, но и Adobe RGB и даже NTSC. Во втором его едва хватает для работы в узких рамках стандарта sRGB (сдвиг графиков в красно-зеленую область для всех таких моделей может объясняться особенностями настройки цветофильтров нашего колориметра, изначально рассчитанного на спектр CCFL, а не белых LED). Наконец, как и следовало ожидать, для дисплеев как на торцевой белой, так и тыльной RGB LED подсветке реальный показатель контрастности не превышает 1000:1. А в более подробном виде результаты тестирования мониторов будут доступны на сайте ko-online.com.ua

itc.ua

Делаем яркую и экономичную светодиодную подсветку из разбитой LED матрицы (как заставить работать подсветку матрицы без ноутбука)

Привет всем. Решил написать еще один пост в песочницу (возможно последний, мне начинает казаться что подобная тематика тут не приветствуется) и снова на DIY тему, в котором хочу подать интересную идею, ну а как уж её использовать решайте сами. Сейчас подавляющее большинство мониторов и ноутбуков оснащаются экранами с лед подсветкой (думаю мало кого удивил сказав это). Частенько матрицы разбивают и вот после таких ремонтов у меня обычно остается колотая матрица, не подлежащая восстановлению. О том как использовать светодиоды и плату с матрицы для их питания и пойдет речь.

Конечно можно оставить её как донора, но время показало что матрицы с диодной подсветкой дохнут крайне редко (у меня так, в основном носят разбитые). И пришла в голову мысль использовать линейку диодов со штатным питателем в своих целях.

Плюсы — достаточно яркий источник света, по идее довольно экономична(за счет преобразователя), стабильная яркость, долговечность, широкий диапазон напряжения питания (обычно от 8 до 19вольт), минусы — габаритная плата электроники (можно побороть от части, об этом ниже), возможно кому то — необходимость паять. Что же представляет из себя модуль подсветки? Это линейка с диодами на которой размещены несколько цепочек соединенных последовательно светодиодов

И сама микросхема преобразователя, размещенная на плате матрицы на которую подается напряжение питания и два управляющих сигнала — один на включение подсветки, второй на управление её яркостью. Для включения подсветки мы будем подавать питание (10-19вольт) а выводы включения подсветки и управления яркостью соединяем вместе и подаем на них 3.3вольта.Распиновка разъема приведена ниже.Авторство этой картинки принадлежит человеку с сайта rom.by (к слову все остальные изображения мои и сделаны специально для этой статьи, а это решил взять готовое и не перерисовывать).

Общий провод берем с контакта GND, на LEDVDD подаем питание а inwt_pwm и dispoff# соединяем вместе и подаем на них три вольта.

Также нам потребуется стабилизатор для получения 3.3 вольта. В самом простейшем случае им может выступать схема приведенная ниже. Для расчета резистора формула R=(Uпитания-Uстабилитрона)/Iстабилитрона.Берем средний ток и среднее предполагаемое напряжение питания. То есть к примеру берем среднее питание 15вольт, стабилитрон на 3.3 вольта с током стабилизации 10ма и получаем 1,1к.

Полагаю что у компьютерщиков не имеющих отношение к электронике могут возникнуть проблемы с поиском стабилитрона — его можно заменить на TL431+любой маломощный кремниевый диод (в примере 1N4148). И то и другое можно выдрать из дохлого БП АТХ от ПК.Обе схемы даны ниже.Конденсатор в принципе практически любой 1-10мкф. для второго варианта с tl431 можно не считать а взять резистор в районе 2-3к, при этом все стабильно работает.Я думаю что даже проще собирать по второй схеме.Схемы представлены ниже.inwt_pwm и dispoff# на схемах соответствуют PWM и LED_EN соответственно.

Подсветку запустили и можно придумывать применение.

но как наверное многие справедливо заметят — у нас есть весьма неудобная большая плата от которой мы можем использовать лишь малую часть. К сожалению тут могу дать лишь общий совет — вызваниваете от разъема контакты до элементов рядом с микросхемой подсветки, припаиваете на них провода, убеждаетесь что все работает и отрезаете большую часть платы надеясь на ваше везение. К слову дополню что питание LEDVDD обычно приходит на предохранитель стоящий рядом с преобразователем и разъемом для подключения светодиодов, он обычно обозначается F1 / F2. А вот управляющие сигналы могут быть выведены на контактные площадки рядом и подписаны как угодно или вообще присутствуют только на ножках элементов.

Ну и на последок фото того что получилось у меня. Фото в выключенном и включенном виде сделаны в одно время, фоткал на автомате, светит очень ярко и поэтому во включенном виде фото получилась с темным фоном.

И крупным планом фото переделки другой платы. Тут снимал телефоном — вышло лучше.

Скажу что уже опробовал штук 15 плат. Одна наотрез отказалась запускаться(возможно конечно что неисправна, но на всякий случай упоминаю). Остальные запустились, две пострадали от того что я слишком коротко обрезал плату (видимо во внутренних слоях оказались какие то критичные цепи, которые попали в место разреза) и после отрезания «лишней» части работать перестали. Также пробовал подавать на выводы управления ради эксперимента вместо 3вольт полное питание матрицы дабы сократить трудозатраты.Было взято 5 подопытных — две платы вышли из строя сразу же, еще две спустя полтора дня, одна работает. Поэтому от этой идеи отказался и во всех последующих питаю управляющие выводы так как описано выше. В статье не рассмотрено управление яркостью подсветки — пока не было такой нужды поэтому это оставил на потом.

Применение ограничивается лишь фантазией — можно сделать подсветку на рабочем месте, использовать для моддинга в системнике, в качестве подсветки в машине и еще уйму вещей. Ну и если у кого то возникнуть вопросы — постараюсь проконсультировать.

habr.com

Что такое LED-подсветка? Типы подсветки

В данной статье мы рассмотрим что такое LED технология и где она применяется. Сразу скажу, что подсвечивают не только матрицы мониторов и телевизоров (как выбрать телевизор), но и вообще все что угодно от днища автомобиля до воды из-под крана. А теперь давайте поговорим об этом более подробно.

LED-подсветка в мониторах и телевизорах

Вообще говоря, монитор на жидких кристаллах представляет собой устройство, которое состоит всего из нескольких основных компонентов. Это матрица пикселей, подсветка и верхний защитный слой. При этом само изображение генерируется матрицей пикселей, но так как она совсем не излучает свет, то приходится подсвечивать ее сзади. Можно и спереди фонариком посветить, но вряд ли кто-то будет сидеть и светить в монитор во время работы 😉 Для этого используется подсветка.

Раньше, в старых моделях ЖК мониторов, она была электролюминесцентная, то есть трубка с газом, как в лампах для освещения школ, офисов и так далее. Понятно, что в мониторах и телевизорах такие лампы гораздо меньших размеров, да и газ там другой, но главное принцип работы прежний. Теперь же, в большинстве новых моделей, используется светодиодная подсветка, то есть LED (светоизлучающие диоды).

При использовании ламп они устанавливаются по периметру экрана, а чтобы разнести свет от периметра к центру равномерно – используются светоотражатели и светорассеивающие фильтры.

При использовании же светодиодной подсветки возможны два варианта. Первый – традиционный, дешевый и практичный – такая же установка по периметру. В этом случае делается все так же как и с лампами – диоды устанавливаются по периметру и их свет разносится к центру светоотражателями и различными фильтрами. Но, естественно, улучшение качества ( равномерности) подсветки по сравнению с электролюминесцентными лампами при этом никакого не будет. Но, однако же, плюсы есть! Уменьшение расхода электроэнергии при использовании LED-подсветки уменьшается в несколько раз. Как, собственно, и выделение тепла.

Все вышеописанное относится к бюджетной – белой подсветке (хотя она на самом деле синяя, просто используются дополнительные желтые фильтры). Ее и устанавливают по бокам с той же целью – экономия денег. Такие мониторы быстрее раскупаются, так как не отпугивают потребителей своей ценой. Но есть и другой вариант установки подсветки – по всей поверхности матрицы. Она уже гораздо равномернее и качественнее, а плюс к тому еще и цветная. Да, это так называемая, RGB LED-подсветка. Она представляет собой RGB светодиоды трех цветов: красный, зеленый и синий. Располагаясь по всей площади матрицы, такая подсветка способна отключаться, для получения абсолютно черного цвета на экране, а способна подсвечиваться определенным цветом, придавая картинке яркость, а цвету насыщенность.

Однако, так как ячейки могут быть довольно крупными, то при полном отключении части подсветки для получения черного цвета, может быть задета и часть изображения, которая должна быть яркой. Но, скорее всего это все решится просто увеличением количества светодиодных ячеек или вообще управлением отдельных диодов самостоятельно, просто потребуется больше вычислительных мощностей центрального процессора у монитора.

В любом случае, цветопередача RGB LED-подсветки гораздо лучше и ярче. Сочная картинка гарантирована. А в целом, применение любого типа LED-подсветки, будь то белая или цветная, вполне оправдано. Ведь мы получаем неоспоримые преимущества. А именно: уменьшение потребления электроэнергии в несколько раз, по сравнению с применением электролюминесцентных ламп, уменьшение выделяемого тепла, а в случае с RGB вариантом, еще и улучшение равномерности подсветки и ее цветопередачи. Поэтому всем советую при покупке монитора брать именно с LED-подсветкой. А вот как выбрать остальные комплектующие читайте в моей подробной статье.

Светодиодная подсветка повсюду

На самом деле, подсветку можно применять где угодно. Например, я подобрал для вас некоторые удачные, на мой взгляд, картинки с диодами.

LED-подсветка велосипеда

Подсветка автомобиля

Подсветка в интерьере

Диван с подсветкой

Как вы видите, все зависит только от фантазии. LED-подсветка отлично подойдет для автомобилей, велосипедов, мебели и даже душа или крана. Получаются достаточно интересные эффекты и руки начинают чесаться сделать что-нибудь подобное, что же, вперед! Не сдерживайте себя 🙂
[ содержание ]

myblaze.ru

Что такое подсветка LED? Типы подсветки

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 светодиодных модулей используется специальный драйвер, функция которого сопряжена с контроллером.

В готовом виде светодиодная лента 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 светодиодная LED-подсветка 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 светодиодных матриц, 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.

fb.ru

Технология LED TV — как это работает / Мониторы и проекторы

Совсем недавно – в самый разгар лета, на нашем сайте был опубликован репортаж LED-телевизоры Samsung: из Калуги с любовью, посвящённый открытию российского завода Samsung по выпуску различной электроники и бытовой техники — Samsung Electronics Rus Kaluga (SERK). Напомню: ключевым моментом репортажа был рассказ о запуске производственных линий по выпуску наиболее современных и наиболее актуальных на сегодняшний день плоскопанельных телевизоров Samsung со светодиодной подсветкой – так называемых LED TV.

С тех пор на редакционную почту не раз приходили письма, в которых наши читатели просят подробнее рассказать о технологии LED TV. Основные вопросы лежат в плоскости технических подробностей технологии, её преимуществах перед конкурирующими предложениями и так далее. Но почти всегда речь идёт о ценовом факторе: действительно ли стоит отдавать за LED TV сумму, порой более чем в два раза превышающую стоимость ЖК и плазменных телевизоров с аналогичными диагоналями и разрешением экрана, будет ли реальная отдача от таких затрат.

Что характерно, по прошествии времени актуальность задаваемых вопросов не снижается. Плоскопанельные ТВ входят в моду, постоянно расширяется их ассортимент. За примером далеко ходить не надо: в планах Калужского завода Samsung Electronics выпуск до конца года порядка 75 тысяч телевизоров всех трёх LED TV серий — 6000, 7000 и 8000, с диагоналями 32, 37, 40, 46 и 55 дюймов и с особым упором на наиболее «ходовые» 32- и 40-дюймовые модели. Уже сейчас эти модели присутствуют на прилавках большинства российских розничных сетей, наряду с этим растёт выбор «светодиодных» моделей телевизоров от других компаний, так что рост интереса к этой технологии вполне понятен.

Словом, сегодня мы публикуем краткий обзор особенностей технологии производства плоскопанельных дисплеев со светодиодной подсветкой.

LED TV или всё же LED LCD TV?

Для начала стоит определиться с терминологией, устоявшейся к настоящему времени. Термин LED TV, впервые введённый в обиход Samsung Electronics и используемый рядом компаний, и разные вариации этого термина вроде LED-backlit LCD, используемые другими компаниями, на практике означает что речь идёт о старом добром плоскопанельном ЖК экране, но оснащённом более современной и качественной подсветкой – светодиодной.

Иными словами, говорить о том что LED TV – это именно телевизор со светодиодным экраном с технической точки зрения было бы не совсем корректно. Различные технологии, где светоизлучающие диоды формируют «картинку» – такие как OLED, OEL или AMOLED, относятся к несколько другому классу дисплеев. Настоящий светодиодный экран – где каждый пиксель отображается с помощью одного светодиода или группы светодиодов, можно встретить, например, на огромных рекламных щитах, глядя на которые издалека мы видим цельную картинку, а не отдельные светодиоды.

Другой пример – дисплеи на органических светодиодах (Organic Light-Emitting Diode, OLED), где определённые виды органических полимерных материалов излучают свет при воздействии электрического тока. Технология OLED действительно перспективна как основа для выпуска высококачественных дисплеев для телевизоров и мониторов – такие дисплеи легче, не требуют подсветки, обладают более качественной цветопередачей, большим диапазоном яркости, меньшим расходом энергии, в некоторых версиях даже гибкостью. Более того, по мере совершенствования технологии ожидается, что со временем производство OLED-дисплеев станет даже выгоднее выпуска ЖК экранов.

Однако в силу ряда технологических ограничений — например, срока жизни синих полимерных люминофоров, который заметно короче чем у красных и зелёных органических светодиодов, в настоящее время технология OLED применяется главным образом в производстве экранов с небольшой диагональю для различных мобильных устройств. Серийно выпускаемые OLED телевизоры в настоящее время обладают небольшой диагональю, скорее, это редкая экзотика с огромной ценой нежели массовый продукт. Хотя, повторюсь, перспективы у технологии многообещающие.

Итак, остановимся на том, что применение термина LED TV на практике означает: речь идёт о ЖК телевизоре, оснащённом современной LED (светодиодной) подсветкой. Иными словами, такие телевизоры было бы уместно маркировать как LED LCD TV.

Однако в обиходе «с лёгкой руки» Samsung всё же прижился более короткий и, видимо, более удобный в маркетинговом плане вариант — LED TV. Или LED-backlit LCD в других версиях.

LED TV против CCFL LCD TV

Всё познаётся в сравнении. До недавнего времени мы пользовались жидкокристаллическими телевизорами и мониторами, в большинстве своём оснащёнными традиционной подсветкой на основе так называемых флуоресцентных (люминесцентных) ламп с холодным катодом (Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFL), проще говоря, ламп дневного света. Производство экранов по технологии CCFL LCD «обкатано» на множестве поколений таких приборов и в настоящее время сравнительно недорого, а удобства по сравнению с предыдущим поколением дисплеев на электронно-лучевых трубках, главным образом такие как меньший вес и меньшее энергопотребление, привели к повсеместному (хотя и не окончательному) вытеснению последних из повседневного обихода.

И всё бы хорошо, но подсветка с помощью флуоресцентных ламп имеет ряд недостатков, которые можно считать фундаментальными. Например, при CCFL подсветке достаточно сложно реализовать действительно глубокие чёрные тона – постоянно включенные лампы всё равно создают определённую «утечку» света даже на тех фрагментах изображения, которые по задумке в данный момент должны быть тёмными. Отсюда также логически вытекает субъективно воспринимаемое снижение чёткости картинки.

Помимо этого, подсветка с помощью флуоресцентных ламп затрудняет передачу множества цветовых оттенков, в результате чего добиться хорошей цветовой насыщенности оказывается очень сложно.

Среди других проблем технологии CCFL LCD также нельзя не отметить сложность с достижением высоких частот развёртки, ограниченный срок службы ламп, сравнительно высокое энергопотребление, и, наконец, экологический нюанс — необходимость использования ртути в составе ламп.

Словом, так или иначе, но необходимость замены флуоресцентных ламп на что-то более эффективное созрела давно, и в результате многочисленных экспериментов выбор пал на светодиодную подсветку. С её помощью можно улучшить как минимум четыре ключевых фактора качества изображения: яркость, контрастность, чёткость изображения и цветовую гамму. Не говоря уж о более равномерном характере такой подсветки, что немаловажно при просмотре слабо освещённых сцен с изначально малым контрастом. В дополнение к этому также стоит упомянуть, что экономичность светодиодов и большее время работы без потери характеристик позволяют значительным образом снизить энергопотребление LED TV по сравнению с обычными ЖК телевизорами с технологией CCFL LCD.

LED-подсветка бывает разная

К настоящему времени разработан ряд различных технологий подсветки ЖК экранов с помощью светодиодов. Как правило для создания модулей подсветки (Back Light Unit, BLU), используют LED-массивы, составленные из белых (White) или разноцветных — RGB (Red, Green, Blue; красных, зелёных, голубых) светодиодов.

Принцип подсветки также представлен двумя основными вариантами прямой (Direct) и торцевой (Edge). В первом случае это массив светодиодов, расположенный позади ЖК-панели. Другой способ, позволяющий создавать сверхтонкие дисплеи, получил название Edge-LED и предусматривает размещение светодиодов подсветки по периметру внутренней рамки панели, а равномерное распределение подсветки осуществляется с помощью специальной рассеивающей панели, расположенной за ЖК экраном – как это делается в мобильных устройствах.

Сторонники прямой светодиодной подсветки обещают более качественный результат за счёт большего количества светодиодов и технологии локального затемнения для снижения цветовых разводов. Обратная сторона прямой подсветки – большее количество светодиодов и сопутствующее повышение расхода энергии и цены. К тому же о сверхтонком дизайне телевизора придётся забыть. Сторонники торцевой подсветки, кроме экономии энергии, обещают не худшее качество при более тонком дизайне.

Сегодня выпуском ЖК телевизоров со светодиодной подсветкой занимается множество мировых компаний, в том числе Samsung Electronics, Toshiba, Philips, LG Electronics, Sony и другие. В своих ЖК телевизорах и мониторах со светодиодной подсветкой каждая компания использует вариации выше указанных технологий. Так, например, в телевизорах Sony используется технология Edge LED, что позволило значительно уменьшить толщину достаточно больших телевизоров.

Однако далее мы рассмотрим технологию LED TV на примере телевизоров Samsung Electronics – по той причине, что в настоящее время в России доля Samsung на рынке LED-телевизоров достигает 98%.

LED-подсветка в исполнении Samsung: как это работает

По своей сути ЖК экран — это многослойный «пирог», составленный из фильтров цвета, массивов жидких кристаллов, ламп подсветки и пр. Ячейки жидких кристаллов сами по себе не светятся, но, в зависимости от уровня поданного на них напряжения, открываются для пропускания света полностью, приоткрываются частично или просто закрыты в случае отображения тёмного участка картинки.

Роль ламп подсветки во всей это истории – просветить приоткрывшиеся ЖК ячейки, чтобы на экране получилась финальная картинка. Несмотря на столь упрощённый пересказ принципа работы ЖК-дисплея, этого вполне достаточно чтобы понять назначение его основных компонентов.

Толщина слоёв «пирога» различных ЖК экранов разная. В случае использования традиционных флуоресцентных ламп слой подсветки оказывается настолько толстым, что занимает больший объём нежели все остальные слои вместе взятые.

Заменим люминесцентные лампы подсветки ЖК ячеек на светодиоды. Первый же очевидный эффект такой замены – значительное уменьшение общей толщины ЖК-панели. Более того, в LED-телевизорах Samsung светодиоды размещены не за матрицей, а по её краям, благодаря чему наличие такого торцевого слоя практически никак не отражается на общей толщине, зато значительно уменьшается общий вес.

Светонаправляющий слой LED BLU обеспечивает равномерную подсветку во всех участках экрана. Благодаря специальной отражающей решетке эффективность светопередачи LED-телевизоров Samsung заявлена на 20% выше, чем у моделей с прямой RGB LED подсветкой. К тому же, вместо привычных 10 и более сантиметров толщины получается менее 3 см – хочешь, ставь такой телевизор на полку, хочешь – вешай как картину на стену с помощью специально разработанной облегченной системы крепления. Толщина LED-телевизоров Samsung серии 8000 в тонкой части корпуса составляет 11 мм, в самой толстой – 29,9 мм. В рекламе Samsung всегда указывает величину, полученную в результате измерений самой толстой части корпуса.

Для справки: В LED-телевизорах Samsung серии 8000 для подсветки используется 324 светодиода. Благодаря полному отказу от люминесцентных ламп LED-телевизоры не содержат ни грамма ртути. В технологии Samsung вдобавок к этому удалось также полностью избавиться от пайки с помощью соединений свинца, и практически свести к нулю выбросы летучей органики и других вредных побочных продуктов при отказе от распыляемых порошковых красок – тонкий, прочный и симпатичный корпус новых телевизоров изготавливается по специальной технологии литья Crystal Design.

Ещё одно значительное преимущество LED-телевизоров – высокий уровень контрастности изображения, значительно перекрывающий лучшие показатели традиционных ЖК матриц. Яркость свечения светодиодов настолько велика, что, например, в LED-телевизоах Samsung серий 6000, 7000 и 8000 коэффициент контрастности достигает 1000000:1. В дополнение цифровая обработка сигнала с технологией Mega Dynamic Contrast обеспечивает детальное изображение в слабоконтрастных «сумеречных» участках картинки.

Максимум возможностей новой системы подсветки выжимается с помощью многослойного светофильтра Ultra Clear Panel, пропускающего свет изнутри экрана и не отражающего его снаружи, так удаётся достигнуть лучшей яркости и контраста при минимуме бликов вне зависимости от того, как экран освещён снаружи – солнечным светом или искусственным электрическим освещением.

Светодиодная подсветка позволяет добиться белой подсветки ЖК ячеек, в результате чего удаётся добиться отображения более широкой и натуральной гаммы цветовых оттенков. Цветовая палитра LED-телевизоров получается сочней и насыщенней, зелень и синева ярких участков по сравнению с обычными моделями уже не выглядят выцветшими и бледными. В LED-телевизорах Samsung за насыщенностью красок также дополнительно следит аппаратная технология Wide Color Enhancer Pro.

Зачастую слабым местом ЖК экранов является смазанность картинки при большом времени отклика, от чего падает резкость изображения и снижается плавность движения объектов в динамичных сценах. В новых LED-телевизорах Samsung за этим следит система интерполяции Motion Plus: модели серий 6000 и 7000 обладают удвоенной 100-Гц развёрткой, а флагманская серия 8000 обладает учетверённой 200 Гц развёрткой.

Немаловажный фактор – расход электричества. Традиционные ЖК телевизоры, конечно же, экономнее былых моделей с электронно-лучевыми кинескопами, но не стоит забывать, что и диагонали нынче уже не те, так что с большими ЖК телевизорами электросчетчики и сейчас крутятся достаточно быстро. Что касается новых LED-моделей, светодиодная подсветка позволяет значительно сократить расход энергии без ущерба для яркости изображения.

Кроме ощутимой экономии электричества – до 40% по сравнению с традиционными ЖК моделями с той же диагональю, LED-телевизоры Samsung также могут похвастать сертификацией по одному из наиболее строгих экологических стандартов Energy Star 3.0.

LED TV Samsung: это не только телевизор…

В телевизоре всё должно быть прекрасно – и характеристики, и внешний вид, и набор функций. Раз уж мы сегодня говорим о конкретных LED-телевизорах Samsung, выпускаемых нынче в Калуге, было бы упущением не упомянуть их основные характеристики. К теме сегодняшней статьи это имеет лишь косвенное отношение; тем не менее, полагаю, несколько строк подробностей о потенциальном предмете покупки не будут лишними.

Прежде всего, LED-телевизоры Samsung серий 6000, 7000 и 8000, наряду с приёмом традиционных аналоговых каналов готовы для работы с цифровым ТВ благодаря наличию встроенных тюнеров DVB-T/C. Когда бы не настала эра повсеместного цифрового телевидения в России, вы уже готовы к этому. Помимо этого, применяемый в этих моделях тюнер LNA plus создан специально с учетом российской специфики – помех, необъятных просторов и не первой свежести телевизионных ретрансляторов.

В дополнение к этому благодаря наличию двух портов USB новые телевизоры можно использовать как фоторамку для просмотра фотографий с флэшки, просмотра мультимедийных видеороликов форматов DivX/Xvid, например, с внешнего USB-винчестера, а будет мало – есть встроенные 2 Гб флэш-памяти с заранее залитым контентом.

Телевизор можно «прописать» в домашней сети с выходом на ноутбуки, десктопы и внешние хранилища данных, а пульт ДУ телевизора при этом превращается в беспроводную клавиатуру для перехода по папкам, вывода на дисплей контента из разных мест сети. Для выхода в интернет имеется разъём LAN и поддержка [email protected] с доступом к YouTube.

Система звука в ультратонких LED-телевизорах – на уровне лучших моделей Samsung. Специально для ультратонких LED-телевизоров телевизоров был создан уникальный плоский сабвуфер, плюс, используются хорошо зарекомендовавшие себя скрытые динамики.

Наконец, связь с бытовой электроникой DVD-плеером, Blu-ray-проигрывателем, AV-ресивером, кинотеатром, HD-видеокамерой, игровой приставкой, может осуществляться с помощью подключения по интерфейсу HDMI, коих в конструкции LED-моделей Samsung предусмотрено четыре штуки.

LED TV: есть ли минусы?

Есть, а как же: это цена. Пока что LED-телевизоры значительно дороже своих собратьев с традиционной подсветкой.

Впрочем, выход из такой ценовой ситуации будет традиционным: снижение цен по мере роста спроса и роста массовости производства. Пока что объём рынка LED-телевизоров невелик, но интерес к таким моделям за счёт их выдающихся характеристик огромен во всём мире.

По мнению аналитиков Display Search, уже в следующем году каждый пятый проданный телевизор будет изготовлен по технологии LED TV, а ещё через пару лет – каждый второй. К этому времени можно ожидать и снижения цен.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

LED телевизор что это значит, какие особенности лед экранов

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%.

Из-за малых размеров светодиодов и общая толщина корпуса LED телевизора получается меньше других.
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:

  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.

vibor-tv.ru

Подсветка монитора: замена старой лампы на светодиодную


Любая техника имеет свой срок службы. ЖК-мониторы тоже не являются исключением. Очень частой поломкой у них бывает выход из строя ламп подсветки экрана. В таком случае не стоит спешить списывать его со счетов. Можно выполнить ремонт монитора путем замены лампы подсветки матрицы. При поиске необходимых деталей не всегда можно найти требуемые CCFL-лампы (люминесцентные). Заменить старую LCD-подсветку монитора на LED не составит труда. Необходимых запчастей предостаточно в продаже, использовать можно ленту из светодиодов.

Замена подсветки монитора на светодиодную

Ремонт подсветки следует выполнять, соблюдая определенные правила и последовательность выполнения работ. Сначала необходимо убедиться, вышла ли действительно из строя подсветка матрицы монитора, ведь не только она может отвечать за подачу света. Чаще всего такая поломка проявляется погасшим монитором, который бывает не только компьютерным, но и ТВ. Также он может включиться, а затем погаснуть по прохождении нескольких секунд. Для выявления этой неисправности потребуется разобрать монитор.

Пример светодиодной подсветки

Разборка ПК или ТВ-монитора

Подробно описать процесс не так уж и сложно, но каждая модель и марка имеют свои особенности, размеры и собираются по-разному. Однако принцип сборки примерно одинаков. Можно вкратце описать разбор монитора.

Необходимо снять подставку путем откручивания винтов, которые ее держат, а также остальные крепежные элементы корпуса.

В торце устройства находится специальный паз, который предназначен для открывания защелок путем поддевания крышки плоским предметом. Разбирая монитор в первый раз, можно обратить внимание, что защелки сидят плотно, но при следующих вскрытиях процесс будет проходить полегче.

Теперь потребуется снять металлический каркас. Для этого нужно отогнуть защелки или выкрутить винты из корпуса. Для тех, кто уже менял какие-либо детали на подобной технике, такая процедура не покажется сложной. После снятия металлического корпуса отсоединяют провода от платы.

После того как эти действия будут выполнены, станет доступна матрица. Она имеет соединительные шлейфы, из-за хрупкости которых нужно быть с ней предельно осторожным. Матрицу желательно убрать в сторону и чем-нибудь накрыть, чтобы не было случайных повреждений и скапливания пыли. При правильно сделанной работе можно легко добраться до инвертора, электронной платы и ламп. Если вы решились переделать подсветку для монитора, следует запоминать расположение всех снимаемых деталей, хотя перепутать их будет сложно.

Монитор без снятой крышки

Далее необходимо отсоединить каждую лампу непосредственно от матрицы. Когда будут демонтированы канавки, оттуда можно извлечь источники подсветки и просто выбросить. Тот, кто еще не переделывал подсветку для мониторов с CCFL на светодиоды LED, должен знать, что из-за наличия ртути в лампах CCFL нужно быть предельно осторожным во время работы с ними. Следующим этапом будет замена подсветки монитора с использованием светодиодной ленты.

Подсветка монитора своими руками

Для начала перед тем, как будет выполнена замена ламп подсветки, необходимо приобрести ленту со светодиодами. Лучше ее покупать с уже снятыми размерами с ламп или же брать ленту немного длиннее. На 1 метр должно быть не менее 120 штук светодиодов, и лучше выбрать цвет, не давящий на глаза.

Идеально подходят светодиоды, которые подсвечивают монитор белым цветом. Можно выбрать ленту с кристаллами 3528 и 4115. Ее размер должен соответствовать посадочному месту, куда будет монтироваться LED-подсветка монитора для ПК или ТВ. Обычно стандартный размер составляет 7 мм. Комплект для замены CCFL-ламп подсветки мониторов на LED может быть с разным количеством светодиодов, но производительность и срок службы у них намного выше, чем у старых источников света.

Далее светодиодная лента приклеивается при помощи двухстороннего скотча на место

Металлический каркас монитора

снятых ламп, в их канавке. Можно использовать старые провода от снятых ламп, чтобы выполнить их дальнейшее подключение к источнику питания. В таких ситуациях лучше проверить, правильно ли собрана схема LED-подсветки. Для этого можно подключить ее с помощью проводов к внешнему источнику питания, например, аккумулятору.

Следующим этапом является подключение новой подсветки к плате питания, установленной на дисплеях как ПК, так и ТВ. Чтобы переделка не вышла из строя, стоит внимательно отнестись к этому моменту. Тот, кто подключал слаботочные приборы в сеть с напряжением, превышающим необходимое, знает – устройство сгорит. Это произойдет из-за того, что сопротивление прибора рассчитано на меньшие величины. Итак, потребуется найти на плате выводы 12 V и припаять к ним провода от новой светодиодной подсветки, при этом необходимо соблюдать их полярность. Теперь можно начинать сборку ТВ или ПК-дисплея.

Выполненная таким образом своими руками LED-подсветка в мониторе имеет один существенный недостаток. Так как подключение выполнено напрямую, отсутствует ее регулировка и отключение. Следовательно, она горит постоянно при включенном мониторе. Такое яркое свечение будет слепить и надоедать смотрящему на экран.

Светодиодная лента 3528 для подсветки монитора

Чтобы создать регулировку подсветки, необходимо перезапитать провода, подключенные к лентам, с возможностью включения и выключения ее определенными кнопками. Существует 2 способа осуществления этой задачи:

  1. Потребуется собрать схему, с помощью которой будет выполняться регулировка мощности и интенсивности подсветки. Для этого нужно:
  • Отыскать пластиковый разъем, расположенный на питающей плате дисплея монитора или телевизора. Распознать его нетрудно – из него будут выведены провода с подписанным для каждого из них гнездом.
  • Для обеспечения включения и выключения нужно использовать гнезда«DIM». Регулировка яркости происходит за счет изменения скважинности в контроллере ШИМ.
  • Теперь необходимо найти полевой транзистор с каналом N. После этого выполняется припаивание минусовых проводов от светодиодной ленты к выводу (Drain) полевика. Общий провод от светодиодов подключается к вводному элементу (Source). В схеме предусмотрено использование резистора номиналом от 100 до 2 000 Ом, через который подсоединяется Gate транзистора на любое гнездо «DIM».
  • Остается припаять плюсовые провода от светодиодной подсветки. Для этого следует вывести их на микросхему питания 12 V, после чего припаять.
  • Выполнив все перечисленные действия, можно установить подсветку в крепежные места и начинать собирать монитор в обратном порядке. Стоит помнить про бережные действия с матрицей и фильтрами. После сборки устройство готово к использованию.

Подключение светодиодной ленты к плате

  1. Второй метод заключается в использовании светодиодных лент с вмонтированными в них инверторами:
  • Для подключения схемы этого метода опять потребуется пластиковый разъем с гнездом DIM, а также вывод on/of. Определять это гнездо лучше распиновкой.
  • При использовании мультиметра вызваниваются гнезда на управляющем блоке, который отвечал за лампы подсветки монитора. От них должен проходить сигнал на гнезда DIM и on/of.
  • Следующим этапом нужно припаять провода инверторов светодиодных лент к найденным гнездам. Для регулировки подсветки инвертором от светодиодов потребуется убрать провода, питающие старые лампы.
  • Закрепить его можно там, где будет свободное место, при помощи двухстороннего скотча.
  • Для завершения переделки остается собрать монитор и проверить на деле новую подсветку.

Переделывание таким образом подсветки монитора с ламповой на светодиодную обеспечивает ее более длительную работоспособность и эффективность, что, конечно, порадует каждого пользователя.

lampagid.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о