Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«LED TV» перенаправляется сюда. Для настоящих светодиодных дисплеев см. Светодиодный дисплей .
Apple iPod Touch в разобранном виде, чтобы показать ряд белых светодиодов, включенных вместе с устройством.

LCD LED-подсветка является жидкокристаллическим дисплеем , который использует LED подсветку вместо традиционного с холодным катодом флуоресцентным (CCFL) подсветки. [1] В дисплеях со светодиодной подсветкой используются те же технологии TFT LCD ( жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных транзисторах ), что и в ЖК-дисплеях с CCFL-подсветкой, но они обладают рядом преимуществ.

Хотя это и не светодиодный дисплей , телевизор, в котором используется такая комбинация светодиодной подсветки с ЖК-панелью, рекламируется некоторыми производителями и поставщиками как светодиодный телевизор . [1] [2]

Преимущества [ править ]

По сравнению с более ранней подсветкой CCFL использование светодиодов для подсветки обеспечивает:

  • Более широкая цветовая гамма (с RGB-светодиодами или QDEF) [3] [4] и диапазон затемнения [5] [6]
  • Повышенная контрастность
  • Очень тонкий (некоторые экраны имеют толщину менее 0,5 дюйма (13 мм) в панелях с боковой подсветкой)
  • Значительно легче и холоднее, он составляет половину общего веса шасси и системы по сравнению с сопоставимым CCFL.
  • Обычно на 20–30% ниже энергопотребление и увеличивается срок службы.
  • Более надежный [7]

Светодиодные устройства [ править ]

один прямой светодиодный кластер ЖК-дисплея

Светодиодная подсветка заменяет лампы CCFL (люминесцентные) от нескольких до нескольких сотен белых, RGB или синих светодиодов. Можно использовать четыре типа расположения светодиодов:

'Edge-lit' (ELED)
Светодиоды образуют линию по краю экрана.
'прямой свет' (DLED)
Светодиоды образуют массив прямо за экраном с одинаковыми интервалами
'локальное затемнение'
Светодиодные кластеры с прямым освещением (прямоугольники, строки или столбцы) управляются индивидуально
'локальное затемнение полного массива (FALD)'
светодиоды прямого освещения с индивидуальным управлением

Кроме того, часто используется специальная рассеивающая панель (световодная пластина, LGP) для равномерного распределения света за экраном.

Метод локального затемнения подсветки позволяет динамически управлять уровнем освещенности определенных темных областей на экране, что приводит к гораздо более высоким коэффициентам динамической контрастности, хотя и за счет меньшей детализации небольших ярких объектов на темном фоне. например, звездные поля или детали теней. [8]

Исследование Калифорнийского университета (Беркли), проведенное в январе 2016 года, предполагает, что субъективно воспринимаемое визуальное улучшение с обычным контрастным материалом источника отсутствует примерно в 60 зонах локального затемнения ЖК-дисплея. [9]

Технология [ править ]

ЖК-дисплеи со светодиодной подсветкой не являются самоподсвечивающимися (в отличие от систем с чистой светодиодной подсветкой). Существует несколько методов подсветки ЖК-панели с помощью светодиодов, включая использование массивов светодиодов белого или RGB (красного, зеленого и синего цветов) позади панели и краевое светодиодное освещение (при котором используются белые светодиоды вокруг внутренней рамки телевизора. и светорассеивающая панель для равномерного распределения света за ЖК-панелью). Варианты светодиодной подсветки имеют разные преимущества. Первым коммерческим ЖК-телевизором с полной светодиодной подсветкой стал Sony Qualia.005 (введен в 2004 г.), в котором использовались матрицы светодиодов RGB для создания цветовой гаммы, примерно вдвое превышающей цветовую гамму обычного ЖК-телевизора CCFL. Это стало возможным, потому что красные, зеленые и синие светодиоды имеют резкие спектральные пики, которые (в сочетании с фильтрами ЖК-панели) приводят к значительно меньшему проступанию в соседние цветовые каналы. Нежелательные сквозные каналы не так сильно «отбеливают» желаемый цвет, что приводит к более широкой гамме. Светодиодная технология RGB по-прежнему используется в моделях Sony BRAVIA LCD. Светодиодная подсветка с использованием белых светодиодов дает источник с более широким спектром, питающий отдельные фильтры ЖК-панели (аналогично источникам CCFL), что приводит к более ограниченному охвату дисплея, чем светодиоды RGB, при более низкой стоимости.

Коммерчески называемые «LED-телевизоры» - это телевизоры на основе ЖК-дисплеев, в которых светодиоды динамически управляются с помощью видеоинформации [10] (динамическое управление подсветкой или динамическое «локальное затемнение» светодиодной подсветки, также продаваемое как HDR, телевидение с широким динамическим диапазоном, изобретено исследователями Philips Дугласом Стентоном, Мартинусом Стромером и Адрианусом де Вааном [11] [12] [13] ).

Развитие энергетических стандартов и растущие ожидания общественности в отношении энергопотребления заставили системы подсветки управлять своей мощностью. Что касается других товаров бытовой электроники (например, холодильников или лампочек), для телевизоров применяются категории энергопотребления. [14] Стандарты номинальной мощности для телевизоров были введены, например, в США, ЕС и Австралии [15], а также в Китае. [16] Более того, исследование 2008 года [17] показало, что среди европейских стран потребление энергии является одним из наиболее важных критериев для потребителей при выборе телевизора, столь же важным, как размер экрана. [18]

Используя ШИМ (широтно-импульсную модуляцию), технологию, при которой интенсивность светодиодов поддерживается постоянной, но регулировка яркости достигается за счет изменения временного интервала мигания этих источников света с постоянной интенсивностью света [19], яркость подсветки снижается до самого яркого. цвет, который появляется на экране, одновременно повышая контраст ЖК-дисплея до максимально достижимых уровней, резко увеличивая воспринимаемый коэффициент контрастности, увеличивая динамический диапазон, улучшая зависимость ЖК-дисплея от угла обзора и резко снижая энергопотребление.

Комбинация управления динамической светодиодной подсветкой [11] в сочетании с отражающими поляризаторами и призматическими пленками (изобретенная исследователями Philips Адрианусом де Вааном и Паулюсом Шаареманом [20] делает эти «светодиодные» (ЖК) телевизоры намного более эффективными, чем предыдущие модели на основе ЭЛТ. установки, ведущие к экономии энергии во всем мире в размере 600 ТВтч (2017 г.), что составляет 10% от потребления электроэнергии всеми домашними хозяйствами во всем мире или в 2 раза больше, чем производство энергии всеми солнечными батареями в мире. [21] [22]

Призматические и отражающие поляризационные пленки обычно получают с использованием так называемых пленок DBEF, производимых и поставляемых компанией 3M. [23] [24] Эти отражающие поляризационные пленки, в которых используются одноосно ориентированные полимеризованные жидкие кристаллы (двупреломляющие полимеры или двулучепреломляющий клей), были изобретены в 1989 году исследователями Philips Дирком Броером, Адрианусом де Вааном и Йоргом Брамбрингом. [25]

Первая светодиодная подсветка с динамическим «локальным затемнением» была публично продемонстрирована компанией BrightSide Technologies в 2003 году [26], а затем коммерчески представлена ​​на профессиональных рынках (например, для постпродакшна видео). [27] Светодиодная подсветка Edge была впервые представлена Sony в сентябре 2008 года на 40-дюймовом (1000 мм) BRAVIA KLV-40ZX1M (известном в Европе как ZX1). Edge-LED освещение для ЖК-дисплеев позволяет сделать корпус более тонким; Sony BRAVIA KLV-40ZX1M имеет толщину 1 см, другие модели также очень тонкие.

ЖК-телевизоры со светодиодной подсветкой имеют более длительный срок службы и лучшую энергоэффективность, чем плазменные ЖК-телевизоры и ЖК-телевизоры CCFL . [28] В отличие от задней подсветки CCFL, светодиоды не используют ртуть (загрязнитель окружающей среды) при их производстве. Однако другие элементы (такие как галлий и мышьяк ) используются при производстве светодиодных излучателей; ведутся споры о том, являются ли они лучшим долгосрочным решением проблемы утилизации экрана.

Поскольку светодиоды могут включаться и выключаться быстрее, чем CCFL, и могут обеспечивать более высокий световой поток, теоретически возможно обеспечить очень высокий коэффициент контрастности. Они могут производить глубокий черный цвет (светодиоды выключены) и высокую яркость (светодиоды включены). Однако измерения, выполненные с чисто черного и чисто белого выходов, осложняются тем фактом, что краевое светодиодное освещение не позволяет одновременно воспроизводить эти выходные сигналы на экране. [ требуется разъяснение ]

Полноразмерная подсветка с использованием мини-светодиодных панелей, состоящих из нескольких тысяч светодиодов WLED, исследуется для телевизоров и мобильных устройств. [29]

Белые светодиоды в светодиодной подсветке могут использовать специальные силикатные люминофоры, поскольку они ярче, но быстрее портятся. [30] Размер светодиодов является одним из факторов, определяющих размер лицевой панели ЖК-дисплеев со светодиодной подсветкой. [31]

Пленка с квантовыми точками (QDEF) [ править ]

Основная статья: Квантово-точечный дисплей

Квантовые точки фотолюминесцентные ; они полезны в дисплеях , поскольку они излучают свет в конкретном узкие нормальные распределения по длинам волн . Чтобы генерировать белый свет, который лучше всего подходит в качестве подсветки ЖК-дисплея, части света синего светодиода преобразуются квантовыми точками в зеленый и красный свет с небольшой полосой пропускания, так что объединенный белый свет обеспечивает почти идеальную цветовую гамму, создаваемую Цветовые фильтры RGB ЖК-панели. Кроме того, повышается эффективность, поскольку промежуточные цвета больше не присутствуют, и их не нужно отфильтровывать цветными фильтрами ЖК-экрана. Это может привести к тому, что дисплей будет более точно отображать цвета в видимом спектре.. Другие компании также разрабатывают решения с квантовыми точками для дисплеев: Nanosys , 3M в качестве лицензиата Nanosys, QD Vision из Лексингтона , Массачусетс и Avantama из Швейцарии . [32] [33] Этот тип подсветки был продемонстрирован различными производителями телевизоров на выставке Consumer Electronics Show 2015. [34] Samsung представила свои первые дисплеи с квантовыми точками QLED на выставке CES 2017, а затем сформировала «QLED Alliance» с Hisense и TCL для продвижения технологии. [35] [36]

Mini LED [ править ]

Мини-светодиодные дисплеи - это ЖК-дисплеи со светодиодной подсветкой и подсветкой на основе мини-светодиодов, поддерживающие более тысячи зон полного локального затемнения (FALD). Это позволяет получить более глубокий черный цвет и более высокий коэффициент контрастности. [37] Не путать с MicroLED .

Мерцание с затемнением подсветки [ править ]

Светодиодная подсветка часто затемняется путем применения широтно-импульсной модуляции к току питания, что позволяет выключать и включать подсветку быстрее, чем может заметить глаз. Если частота импульсов затемнения слишком низкая или пользователь чувствителен к мерцанию, это может вызвать дискомфорт и утомление глаз (аналогично мерцанию ЭЛТ-дисплеев при более низкой частоте обновления ). [38]Пользователь может проверить это, просто помахав рукой перед экраном; если при движении кажется, что у него есть четко очерченные края, значит, подсветка пульсирует с довольно низкой частотой. Если рука выглядит расплывчатой, дисплей либо имеет постоянную подсветку, либо работает с частотой, слишком высокой для восприятия. Мерцание можно уменьшить (или устранить), установив полную яркость дисплея, хотя это ухудшает качество изображения и увеличивает энергопотребление.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Сравнение светодиодных и ЖК-телевизоров» . Архивировано из оригинального 20 мая 2017 года . Проверено 28 ноября 2009 года .
  2. ^ Практика, Управление по стандартам рекламы | Комитет рекламы. «Самсунг Электроникс (Великобритания) Лтд.» . www.asa.org.uk .
  3. ^ Dell Studio XPS 16: самая высокая цветовая гамма в истории? . Anandtech.com, 26 февраля 2009 г.
  4. ^ Конкурирующие технологии отображения для наилучшего качества изображения; AJSM de Vaan; Журнал общества информационных дисплеев, том 15, выпуск 9 сентябрь 2007 г. Страницы 657–666; http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1889/1.2785199/abstract ?
  5. ^ Новицкий, Том; Эбботт, Билл (12 ноября 2007 г.). «Управляющие светодиоды против CCFL для подсветки ЖК-дисплея» . EE Times . Архивировано 28 ноября 2010 года . Проверено 21 ноября 2020 года .
  6. ^ Параметры затемнения яркости ЖК-дисплея; Я. Моронски; Electronicproducts.com; 3 января 2004 г .; http://www.electronicproducts.com/Optoelectronics/Dimming_options_for_LCD_brightness_control.aspx
  7. ^ "Плазма против LCD против LED TV" . Проверено 1 октября 2011 года .
  8. ^ Скотт Уилкинсон. " Ultimate Vizio Архивировано 26 августа 2009 г. в Wayback Machine ". UltimateAVmag.com . Размещено Пт 29 мая 2009 г. Проверено 16 декабря 2009 г.
  9. ^ Дэвид М. Хоффман, Натали Степьен, Вэй Сюн « Влияние количества локальных зон затемнения и собственной контрастности ЖК-дисплея на визуальное качество HDR-дисплеев.
  10. ^ LED-телевизоры: 10 вещей, которые нужно знать; Дэвид Карной, Дэвид Кацмайер; CNET.com/news; 3 июня 2010 г .; https://www.cnet.com/news/led-tvs-10-things-you-need-to-know/
  11. ^ a b Способ и устройство для создания изображения, имеющего желаемую яркость; Д.А. Стэнтон; MVC Stroomer; AJSM de Vaan; Патент США USRE42428E; 7 июня 2011 г .; https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=US&NR=RE42428E
  12. ^ Объяснение местного затемнения светодиода; Г. Моррисон; CNET.com/news; 26 марта 2016 г .; https://www.cnet.com/news/led-local-dimming-explained/
  13. ^ Попиксельное локальное затемнение для жидкокристаллических дисплеев с расширенным динамическим диапазоном; Х. Чен; Р. Чжу; MC Li; С.Л. Ли и С.Т. Ву; Vol. 25, № 3; 6 февраля 2017 г .; Оптика Экспресс 1973; https://www.osapublishing.org/oe/viewmedia.cfm?uri=oe-25-3-1973&seq=0
  14. ^ «Исполнительная директива 2005/32 / EC Европейского парламента и Совета в отношении требований экодизайна для телевизоров», 2009 г .; http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri = CELEX: 32009R0642
  15. ^ «Регламент ЕС, Австралии и США по потреблению энергии в телевизорах», 2008 г.
  16. ^ «Постановление Китая о потреблении энергии в телевизорах», 2010 г.
  17. ^ «Международное исследование важности энергоэффективности телевизионных приборов», 2008 г.
  18. ^ Контроль энергопотребления для дисплеев с затемнением подсветки; Клэр Мантел и другие; Журнал Display Technology; Том 9, Выпуск 12, декабрь 2013 г .; https://ieeexplore.ieee.org/document/6520956
  19. ^ Параметры затемнения яркости ЖК-дисплея; Я. Моронски; Electronicproducts.com; 3 января 2004 г .; http://www.electronicproducts.com/Optoelectronics/Dimming_options_for_LCD_brightness_control.aspx
  20. ^ Система освещения и устройство отображения, включая такую ​​систему; AJSM de Vaan; П.Б. Шаареман; Европейский патент EP0606939B1; https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=EP&NR=0606939B1&KC=B1&FT=D&ND=5&date=19980506&DB=EPODOC&locale=en_EP#
  21. ^ История успеха в области энергоэффективности: потребление энергии телевизорами сокращается по мере роста размера экрана и производительности, результаты нового исследования CTA; Ассоциация потребительских технологий; пресс-релиз 12 июля 2017 г .; https://cta.tech/News/Press-Releases/2017/July/Energy-Efficiency-Success-Story-TV-Energy-Consump.aspx. Архивировано 4 ноября 2017 г. в Wayback Machine.
  22. ^ Тенденции энергопотребления ЖК-телевизоров с 2003 по 2015 год; Б. Урбан и К. Рот; Центр устойчивых энергетических систем им. Фраунгофера США; Заключительный отчет Ассоциации потребительских технологий; Май 2017 г .; http://www.cta.tech/cta/media/policyImages/policyPDFs/Fraunhofer-LCD-TV-Power-Draw-Trends-FINAL.pdf Архивировано 1 августа 2017 года на Wayback Machine.
  23. ^ Брошюра 3M Display Materials & Systems Division Решения для больших дисплеев: правильный внешний вид имеет значение; http://multimedia.3m.com/mws/media/977332O/display-materials-systems-strategies-for-large-displays.pdf
  24. ^ Широкополосные отражающие поляризаторы на основе двойного лучепреломления формы для ультратонких жидкокристаллических дисплеев; СУ Пан; Л. Тан и Х. С. Квок; Vol. 25, №15; 24 июля 2017 г .; Оптика Экспресс 17499; https://www.osapublishing.org/oe/viewmedia.cfm?uri=oe-25-15-17499&seq=0
  25. ^ Поляризационно-чувствительный светоделитель; DJ Broer; AJSM de Vaan; Дж. Брамбринг; Европейский патент EP0428213B1; 27 июля 1994 г .; https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=EP&NR=0428213B1&KC=B1&FT=D#
  26. ^ Х. Зеетцен и др.: «Системаотображения с широким динамическим диапазоном, использующая модуляторы с низким и высоким разрешением», SID03 Digest
  27. ^ "Дисплей BrightSide DR37-P HDR | bit-tech.net" . bit-tech.net .
  28. ^ "Samsung.com" . Samsung.com . Проверено 17 мая 2009 года .
  29. ^ "Мини-светодиодная подсветка телевизора и дисплей будут выпущены в ближайшее время" . www.ledinside.com .
  30. ↑ Буш, Стив (14 марта 2014 г.). «Обсуждение люминофоров для светодиодного освещения» .
  31. ^ https://bgr.com/2018/07/10/apple-iphone-lcd-6-1-inch-no-bezels/amp/
  32. ^ Дисплей с квантовыми точками без кадмия. avantama.com. Дата обращения 16 августа 2019.
  33. ^ IEEE Spectrum, 2012, 8, p.11-12 Квантовые точки за новыми дисплеями
  34. ^ CES 2015 - Ставки на новые телевизионные технологии. IEEE Spectrum, 7 января 2015 г. Источник: 12 января 2015 г.
  35. ^ "Samsung, Hisense и TCL образуют 'QLED Alliance', чтобы взять на себя OLED - FlatpanelsHD" .
  36. ^ "Альянс QLED стартует в Пекине" .
  37. ↑ Шафер, Роб (5 июня 2019 г.). «Мини-светодиоды против MicroLED - в чем разница? [Простое объяснение]» . DisplayNinja . Проверено 14 сентября 2019 года .
  38. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинального 15 октября 2016 года . Проверено 13 ноября +2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с жидкокристаллическими дисплеями со светодиодной подсветкой, на Викискладе?