Типи, види і недоліки LED-підсвічування екранів

LED-підсвітка дисплеїв – це один з численних способів застосування світлодіодів. У промислових масштабах її стали використовувати починаючи з 2008 року. На сьогоднішній день світлодіоди монтують в переважна більшість рідкокристалічних (LCD) екранів: телевізорів, моніторів, мобільних пристроїв.

З 2008 року підсвічування на світлодіодах активно удосконалювалася і поліпшувалася. В даній статті поговоримо про те, що таке led підсвічування, якою вона буває і наскільки виправдано її впровадження в електроніку.

трохи теорії

Ще 10 років тому основним джерелом світла в LCD-екранах були люмінесцентні лампи типу CCFL, HCFL, які програвали плазмових телевізорів за якістю зображення. Поява білих SMD світлодіодів з великою світловіддачею, малим енергоспоживанням і габаритами докорінно змінило ситуацію, завдяки чому з’явилося нове покоління моніторів.

У магазинах стали активно пропонувати LED TV, не пояснюючи при цьому, що на світлодіодах виконана тільки підсвічування, а екран як і раніше залишається рідкокристалічним. Масштабні рекламні акції і красиві розповіді консультантів про переваги світлодіодного варіанти сприяли різкого зростання продажів LED TV і моніторів, завдяки чому на сьогоднішній день вони мають повну перевагу над іншими видами підсвічування.

Типи світлодіодного підсвічування

З винаходом компактних ультраяскравих світлодіодів, перед виробниками постало питання: «Як їх розмістити, щоб одночасно отримати зображення високої якості і заощадити?» У пошуках відповіді з’явилося кілька типів світлодіодного підсвічування, серед яких виділяють два основних:

  • торцева (Edge), що іменується також бічний або крайової;
  • матрична (Direct), зібрана на wled або rgb led.

За способом управління світінням також існує два типи підсвічування: статична і динамічна. У першому випадку яскравість всіх світлодіодів змінюється однаково незалежно від зображення. У другому випадку кожен світлодіод або група індивідуально взаємодіють з відповідною ділянкою LCD-матриці.

Edge

Світлодіоди в бічній підсвічуванні розташовують одним із способів:

  • з боків;
  • зверху і знизу;
  • по периметру.

Вибір того чи іншого способу розміщення залежить від розміру екрану і технології виробництва. В цей тип підсвічування встановлюють тільки білі світлодіоди (white LED). Випромінюється ними світловий потік проходить через розсіювач і систему з світловодів, висвітлюючи, таким чином, весь екран.

Даний метод має три важливі переваги, які забезпечили йому популярність. Низька собівартість, що досягається за рахунок мінімальної кількості використовуваних світлодіодів і простоти системи управління. Можливість створення ультратонких моделей моніторів з виносним блоком живлення, які за рахунок реклами придбали високу популярність у покупців. Мале споживання енергії, що неможливо реалізувати в інших варіаціях. За світловим характеристикам edge підсвічування займає середні позиції і сильно залежить від якості збірки і застосовуваної елементної бази. Але в цілому перенесення кольорів можна порівняти з CCFL технологією. У моделях телевізорів з бічним підсвічуванням можна досягти зображення високої контрастності з двох причин. Всі світлодіоди світять з одного яскравістю, однаково засвечівая темні і світлі ділянки екрану. Світоводи, незважаючи на свою продуману конструкцію, не здатні забезпечити рівномірний розподіл світла по всій робочій поверхні.

Direct

Тильна (матрична) підсвічування є матрицею, зібрану з декількох лінійок зі світлодіодами, розподіленими по всій площі. Такий спосіб забезпечує рівномірний засвіти всій LCD-панелі, а головне дозволяє реалізувати динамічне управління. В результаті розробникам вдалося досягти високої контрастності зображення і насиченості чорного кольору.

Direct підсвічування реалізують двома способами. Перший, найбільш поширений, збирають на білих LED або WLED, що в принципі одне й те саме. Вона може бути як статичної, так і динамічної, що залежить від моделі телевізора.

Другий передбачає використовувати замість білих – RGB світлодіоди. З їх допомогою вдається регулювати не тільки яскравість, а й задавати будь-який колір з усього видимого спектру. За рахунок високої швидкості перемикання світлодіоди прекрасно відпрацьовують подається сигнал і встигають за мінливої ??картинкою на екрані. RGB-підсвічування будують тільки по динамічному принципу.

Дисплеї з матричної підсвічуванням виділяються відмінною контрастністю і передачею кольору по всій площі екрану. Це головний їх плюс, який перекривають відразу кілька недоліків, а саме:

  • висока вартість;
  • велике енергоспоживання, порівнянне з CCFL технологією;
  • товщина корпусу більше одного дюйма.

При виході з ладу одного з світлодіодів гасне вся лінійка. На екрані це явище відіб’ється в вигляді затемнення деякої області. Самостійно замінити перегоріли елемент на аналогічний не вийде, так як знайти точну копію з такою ж лінзою практично неможливо. В результаті заміну підлягає вся лінійка.

Про недоліки для здоров’я

Сама по собі LED-підсвітка незалежно від способу реалізації має кілька вагомих недоліків, які впливають не на якість зображення, а на зір. В першу чергу – це функція широтно-імпульсного модулювання. З її допомогою користувач регулює яскравість і, тим самим, погіршує своє здоров’я. Суть проблеми полягає в мерехтінні світлодіодів з частотою вище 80 Гц, що проявляється під час зниження яскравості. Візуально таке мерехтіння людським оком не фіксується, але воно безперервно дратує нервові закінчення, викликаючи головний біль і втому в очах.

Під час перегляду телевізійних передач даний недолік не доставляє особливого дискомфорту через велику відстань між глядачем і екраном, а також низької концентрації уваги. А ось користувачі ПК і ноутбуків з LED-підсвіткою виявилися в тупиковій ситуації. З одного боку, коли яскравість монітора 100%, функція широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) відключена, але сильно страждає сітківка ока. З іншого боку, тривала робота з документами на зниженій яскравості комфортніше сприймається очима, але тепер негативу додає ШІМ.

Крім цього існують і інші недоліки, що погіршують зір, прояв яких в тій чи іншій мірі залежить від технології виробництва дисплеїв. Наприклад, підвищений випромінювання світлодіодів в області близькою до ультрафіолетового спектру.

Тим, кому дорого зір, слід зупинити свій вибір на професійній серії моніторів з CCFL лампами, які як і раніше випускають для роботи з зображеннями. Вони мають високий коефіцієнт передачі кольору і коштують менше, ніж продукція, зібрана на RGB LED.

Незважаючи на наявність недоліків, виробники електронної техніки не перестануть використовувати led підсвічування в своїх пристроях, а великі компанії як і раніше будуть рекламувати так звані LED TV. Тому що маркетингові цілі, як і раніше мають високий пріоритет. Залишається сподіватися, що в найближчому майбутньому масове виробництво моніторів оснастять підсвічуванням вищої якості, що працює на частоті безпечної для очей.

Ссылка на основную публикацию