Принцип работы и устройство LED телевизора

Принцип работы и устройство LED телевизора

Думаю, многим из вас интересно узнать о том, по какому принципу работает телевизор LED и из каких компонентов он состоит. В наши дни при создании современных телевизионных моделей активно применяется относительно новая технология LED, которая по праву занимает сегодня почетное место на рынке. В этой публикации мы попробуем в деталях рассмотреть устройство LED телевизора заглянув ему во внутрь. Постараемся разобраться в чем особенность строения и что скрывают производители за столь популярной аббревиатурой, которая вызывает не поддельный интерес у потребителей к таким моделям.

Само определение LED (англ. Light-emitting diode) означает светодиодный. Данный термин впервые ввела компания Самсунг в 2007 году с целью продвижения своей новой линейки телевизоров. Это был не маркетинговых ход, а скорее прорыв в IT сфере, так как подсветка уже осуществлялась не лампами, а светодиодами. В последнее время довольно часто подобные LED панели встречаются на улицах городов, вблизи и внутри стадионов, открытых концертах и презентациях. Изображение такого огромного телевизора отличается зернистостью, что обусловлено размерами светодиодов – к сожалению, приблизить их по размеру, например, к пикселю для этих целей пока не получается.

Принцип работы панели LED TV на улице и открытых площадках

Однако на большом расстоянии зернистость не заметна, а уникальная конструкция дает возможность собирать действительно большие экраны. Но это лишь небольшая часть информации, а все интересное находиться за кулисами. Дело в том, что телевизоры LED в отличии от больших уличных TV панелей представляют из себя совсем другую конструкцию и светодиоды в них используются иначе. На самом деле в таком телевизоре светодиоды играют роль подсветки жидкокристаллической матрицы, а не "выводят" изображение на экран. Но упомянутый принцип положил начало в OLED технологии.

Тип подсветки матрицы у телевизора LED. 

Такие модели с жидкокристаллическим экраном в отличии от LCD изделий, где применяются флуоресцентные или люминесцентные лампы (HCFL - горячий и CCFL - холодный катод), подсвечиваются светоизлучающими диодами. Новый тип подсветки ЖК-матрицы в сравнении с LCD позволил уменьшить толщину конструкции и увеличить качество изображения. Основные технические моменты на которые желательно обратить внимание перед покупкой телевизора описаны в первой и второй публикации.

Матрица телевизора с подсветкой CCFL и Edge-LED

Существует несколько типов LED подсветки жидкокристаллической матрицы: ковровая или по другому, прямая (Direct-LED) и краевая, которую еще называют торцевой (Edge-LED).

  • Direct-LED (Full-LED). Ковровый тип подсветки предполагает расположение светоизлучающих диодов по всей площади матрицы. Именно такое расположение светодиодов позволяет получить равномерность подсветки и получить максимальное качественное изображение. Телевизоры с подсветкой Direct-LED имеют насыщенный уровень яркости и хорошую контрастность.
  • Edge-LED. Краевой тип подсветки имеет положительные и отрицательные стороны. Почему? Дело в том, что здесь светоизлучающие диоды располагаются по краям или по бокам, а иногда и по всему периметру матрицы. Излучающий свет диодами попадает на специализированный распределитель, а после на рассеиватель и лишь потом на экран. К сожалению такое расположение светодиодов не дает полноценного локалього затемнения на отдельных участках экрана и хорошего контрастного перехода.

Безусловно торцевая конструкция позволяете уменьшить толщину всего телевизора, но это имеет свои последствия. Во-первых, за счет расположения светодиодов по периметру, а не по площади используется меньше диодов, а значит матрица подсвечивается не должным образом. Во-вторых, получить хорошее распределение света довольно сложно в более тонком корпусе. Как следствие тонкий рассеиватель не справляется с возложенной на него задачей должным образом и на выходе могут образоваться светлые пятна (засветы) на темных участках экрана.

Расположение светоизлучающих диодов для подсветки матрицы (Edge - Direct-LED)

В свою очередь, "безобидные" светлые пятна могут мешать комфортному восприятию видео с экрана телевизора. Следует сказать, что инженерные решения постепенно доводят ее до хорошего уровня.

Отличие подсветки статической от динамической.

Все вышесказанное можно отнести к статической подсветке. Как вы понимаете, здесь диоды излучают свет постоянно и не о каком управлении речи быть не может. Динамическая подсветка напротив дает возможность управлять светом на отдельно взятых участках экрана. Достигается это за счет разделения матрицы на отдельно связанные группы, что в свою очередь позволило управлять яркостью в определенной зоне экрана в зависимости от воспроизводимой сцены. Такой подход в целом дал четкую цветопередачу и относительно глубокий черный цвет при локальном затемнении, снизил энергопотребление и повысило экологичность.

LED подсветка матрицы тремя (RGB) и одним белым светодиодами

В свою очередь телевизоры могут имеют и динамическую RGB подсветку в ковровом и краевом типе расположения светоизлучающих диодов. Здесь применяются вместо одних "белых" светодиодов красные, зеленые и синие. Кстати, к ним иногда добавляют четвертый белый светоизлучающий диод, что в итоге дает чистый белый цвет на экране телевизора. Светоизлучающие диоды могут располагаться как по одному, так и в группах, состоящих из разных базовых цветов.

Такая матрица с ковровой подсветкой способна воспроизводить на разных участках изображения с необходимой степенью яркости и цветовой гаммой. В итоге изображение получается качественным и сочным в плане яркости. Краевая матрица с RGB подсветкой получается более тонкой, но она неспособна на таком же уровне передать эффекты цветового локального затемнения или цветовой гаммы в целом. В силу расположения светодиодов, матрица просвечивается полностью по всей ширине и длине. Однако, такой телевизор тоже прилично передает весь общий спектр цветов.

Несколько интересных заметок по теме статьи.

Возможно вы знаете, что в основу матрицы входит не только печатная плата, модуль задней подсветки, но и жидкие кристаллы. В зависимости от своего расположения в ячейке, кристаллы могут пропускать свет или не пропускать. Это основополагающий принцип работы жидкокристаллической TV панели на простом языке. Качество самой матрицы определяют такие характеристики изображения как:

• контрастность;

• насыщенность черного цвета;

• угол обзора;

• частота обновления и прочие параметры.

Подсветка определяет такие характеристики как:

• яркость;

• цветовой диапазон;

• динамическая контрастность.

Чтобы определить качество изображения, важно рассматривать характеристики жидкокристаллического экрана в комплексе с характеристиками его подсветки. Производители уже давно говорят о том, что применение диодной подсветки помогло в целом увеличить яркость, контрастность и получить более четкое изображение и цветовую гамму.

Желание увеличить цветовой охват и усовершенствовать цветопередачу приводят к тому, что производители телевизоров находят все новые варианты LED подсветки, увеличивая цветовой спектральный диапазон. Постоянно появляются усовершенствованные технологии, которые дают возможность получать изображение более высокого качества.

Стоит понимать разницу между такими понятиями как "количество цветов" и "цветовой охват цвета", отображаемые экраном. Количество цветов указывает на сколько градаций делится цветовой диапазон, определяемый цветовым охватом. Соответственно, большее количество цветов подразумевает большее количество оттенков и тонов, отображаемых экраном.

В заключении хотелось бы отметить, что:

1. Принцип работы LED телевизора основан на светодиодах.

2. LED телевизоры, в отличие от ламповых собратьев, имеют лучшую яркость, контрастность и цветопередачу.

3. Светодиоды работаю дольше ламп, не содержат ртути, а также потребляют меньше энергии (до 40%).

4. LED модели - это тонкие ЖК телевизоры, особенно при использовании торцевой подсветки, но это увеличивает вероятность засветов.

5. Динамическая подсветка характеризуется более правильной, насыщенной цветопередачей.

Предлагаю вам посмотреть короткое видео о том, как изнутри выглядит телевизор LED. Думаю, общее представление после просмотра у вас будет.

Если вы желаете дополнить статью, выразить свое мнение или оставить конструктивные замечания, то добро пожаловать в комментарий. До скорой встречи. Пока!



  • http://vk.com/id307413459 Максим Абрамов

    Да по сути это старый добрый LCD, в котором заменили лампы подсветки на светодиоды. А дальше была работа маркетологов по расхваливанию этих телевизоров и убеждению потребителей, что LED это супер-круто и без них жить нельзя. Конечно у них есть преимущества перед старыми моделями, но я считаю, что это не столь критично.

  • http://hobbyits.com Дмитрий Стрельцов

    Жить то без них конечно можно, но вот о маркетинговом ходе пожалуй не соглашусь. Качество изображения отличается в разы. У меня сейчас стоит рядом два монитора, один LCD с подсветкой CCFL, а другой с подсветкой LED. Качество технологии LED на лицо.

    P.S. Думаю, что человеку, которому есть с чем сравнить, не поставит эти две технологии в один ряд. ИМХО.

  • Александр

    Интересно было ознакомиться с технологией, до этого просто не задумывался об этом. Теперь понятно почему качество картинки у LED телевизоров на много лучше, да наверное и более безопасно для зрения. Конечно цена его не много высоковата, но как правило у новых технологий с каждым месяцем идет тенденция к удешевлению и они становятся все доступнее. Большое желание заменить свой LCD на новинку, но наверное еще годик подожду.

  • http://hobbyits.com Дмитрий Стрельцов

    Да цена высоковата =)

  • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/1095366337203645/ Алексей Соколов

    Если вы эксперт, и у вас есть оборудование для сравнения, или по крайней мере, у вас одна модель, лишь с разной подсветкой, то да, я бы вам поверил на слово, но монитор выдает хорошую картинку не только от подсветки, тут много факторов. как матрица, разрешение ,и т. д. Вся разница этих мониторов, в разной подсветке матрицы, и качество подсветки бывает очень различно, даже если она светодиодная , особенно, если производители светодиодов китайские.

  • http://hobbyits.com Дмитрий Стрельцов

    Во-первых, я себя не позиционирую как эксперт и данная статья не носит научный характер, а во-вторых, безусловно обо всем нужно говорить в совокупности и я не утверждаю, что все зависит от подсветки. Конечно же матрица имеет большое значение. Просто в статье делался упор на подсветку.

    Я всего лишь, хотел, чтобы некоторые люди имели представление о технологии и изложил все очень коротко. К сожалению не у всех хватает терпения на объемные тексты.

    Более детально о подсветке и прочих премудростях писал здесь: http://hobbyits.com/televizor-smart-tv/kak-pravilno-vybrat-televizor-dlya-doma-bez-postoronnej-pomoshhi.html

    Оборудования для проведения тестов, конечно же нет... для этого нужна лаборатория. Приходиться опираться на доклады и определенную литературу.

    Что же касается, моего сравнения, то я же написал в комментарии, что это мое мнение (ИМХО) и оно не является истиной в последней инстанции. Мне доводилось сравнивать не с одним и не двумя мониторами... Просто к слову тогда пришлось.

    Понятное дело, что без маркетинга здесь не обошлось, но так устроен двигатель торговли.

    Вы напрасно, иронизируете о китайских товарах. Есть очень качественные вещи. Например, Cubot S308 (хорошее соотношение цены и качества). Многие мировые гиганты по понятным причинам, производят там свою продукцию. Есть очень достойные и качественные товары. Послушайте людей, которые ведут свой бизнес в Китае и канал на YouTube.

    Кстати, не однократно слышал, что многие именитые компании (которые якобы не имею там производства), закупают определенной группы товары, маркируют под свой бренд и продают в разы дороже под "соусом", например, корейского качества.

    P.S. Спасибо, за выраженное мнение. Удачи!

  • http://twitter.com/MaksimNartov Максим Нартов

    Алексей Соколов, если бы у Дмитрия было оборудование, то вам пришлось бы верить уже не на слово, а фактам и тестам. В сети можно отыскать тесты, где упоминается о превосходстве LED подсветки.

    Я говорю о подсветке (без учета качества матрицы и прочего)... То есть превосходство LED подсветки над CCFL. Существуют также Edge-LED и Direct-LED... В общем, Дмитрий дал вам ссылку - почитайте, там все подробно написано.