LCD LED na cztery sposoby

Jeśli sądzisz, że telewizor LED to produkt najnowszej technologii, następca telewizora LCD, to jesteś w błędzie. Część producentów chciałaby, aby klienci tak myśleli. Jednak prawda jest inna –. LCD LED to po prostu kolejna odmiana telewizora ciekłokrystalicznego. Różni się w nim tylko jeden element – podświetlenie ekranu. Warto również wiedzieć, że LED występuje w aż czterech odmianach, o których dowiesz się z naszego materiału.

Podświetlane diodami LED ekrany LCD są na rynku dłużej niż wielu osobom może się wydawać. Początkowo były to monitory LCD, które trafiły na rynek już w 2004 roku. W kolejnych latach rosły zarówno popularność, jak i stopień zaawansowania rozwiązań LED, a aktualnie ten typ odbiorników jest dla wielu osób synonimem nowoczesności. Zanim jednak przejdziemy do omówienia poszczególnych rodzajów podświetlenia matrycy ciekłokrystalicznej diodami LED i wynikającymi z tego konsekwencjami dla jakości obrazu i budowy samych odbiorników TV, wyjaśnimy w skrócie, jak zbudowany jest telewizor LCD. W uproszczeniu można powiedzieć, że składa się on z czterech grup komponentów:
- Obudowa – skrywa wszystkie elementy technologiczne telewizora.
- Podświetlenie – ekran LCD musi być wyposażony we własne źródło światła, a stosowane obecnie rozwiązania to świetlówki fluorescencyjne lub diody LED.
- Kolejnym z elementów jest płyta główna zawierająca elektronikę odpowiadającą za sterowanie matrycą ciekłokrystaliczną, gniazda do połączeń pomiędzy urządzeniami i tunery TV zapewniające odbiór kanałów telewizyjnych.
- Matryca LCD –. widoczny dla każdego ostatni element składowy telewizora to matryca ciekłokrystaliczna. Warto w tym miejscu wspomnieć w telegraficznym skrócie, czym panel LCD różni się od plazmowego.

Podstawową cechą ekranów plazmowych jest to, że składają się z dwóch szklanych tafli. Na jedną naniesiona jest czarna matryca elektrod przewodząca prąd, a drugą pokrywa luminofor złożony z czerwonych, zielonych i niebieskich plamek, czyli podstawowych barw, z których powstają pozostałe kolory. Między szklanymi taflami znajduje się mieszanina neonu i ksenonu. Gdy elektrony jonizują gaz powstaje promieniowanie ultrafioletowe, co pobudza do świecenia luminofor. Piksele ekranu plazmowego świecą zatem samoistnie, nie potrzebują dodatkowego podświetlenia, jak w ekranie LCD.

LCD funkcjonuje na innej zasadzie. Ekran LCD składa się z warstwy ciekłych kryształów umieszczonych między dwoma polaryzatorami ustawionymi prostopadle względem siebie. W LCD piksele nie świecą tak jak w plazmie, lecz służą jako filtr przepuszczający światło. Aby tak się stało, do ciekłych kryształów wystarczy przyłożyć napięcie elektryczne, a molekuły przemieszczą się pionowo, przepuszczając światło bez zmiany położenia o 90 stopni. Źródłem oświetlenia jest lampa fluorescencyjna emitująca białe światło, które przepuszczane jest przez aktywny filtr w celu uzyskania odpowiedniego koloru. Coś takiego jak LED TV nie istnieje

W przekazie reklamowym, w sklepach, w Internecie spotkamy się z określeniem LED TV. Warto zaznaczyć, że produkt taki istnieje tylko w głowach marketingowców i zdezorientowanych klientów. Telewizor LCD z podświetleniem LED jest po prostu unowocześnioną wersją standardowego odbiornika ciekłokrystalicznego. Ma ten sam panel LCD, inne jest za to źródło światła. W standardowych telewizorach LCD elementem podświetlenia są lampy fluorescencyjne CCFL (szklane rurki wypełnione gazem szlachetnym z naniesioną od wewnątrz warstwą luminoforu).

W telewizorze LCD LED źródłem światła są diody LED. Dlaczego producenci wybrali właśnie je jako element podświetlenia? W stosunku do świetlówek CCFL mają istotne przewagi. Najważniejsze z nich to:
- niewielkie rozmiary (to pozwala tworzyć telewizory o mniejszej grubości)
- energooszczędność (telewizor pobiera mniej prądu)
- wysoka skuteczność świetlna (telewizor może wyświetlać jasny, żywy obraz)
- trwałość (typowa żywotność diod LED to 10. 000 godzin).

W zależności od modelu telewizora LCD LED stosowane są aż 4 typy podświetlenia. Poniżej omówimy każdy z nich.

Najbardziej zaawansowaną formą podświetlenia diodowego jest zastosowanie matrycy diod umieszczonej za ekranem ciekłokrystalicznym. W zależności od modelu diody te mogą być podświetlane stale lub strefowo wygaszane (producenci określają tę funkcję jako local dimming). To drugie rozwiązanie jest aktualnie chętniej wykorzystywane przez producentów, szczególnie w najdroższych modelach telewizorów LCD. Matryca diod w najbardziej zaawansowanych odbiornikach składa się z 22. segmentów LED zbudowanych z 1792 diod. Segmenty te mogą być wygaszane strefowo, co pozwala na uzyskanie przez telewizor LCD znacznie lepszej głębi czerni i wyższego współczynnika kontrastu niż w modelach z podświetleniem standardowym lub krawędziowym. Sęk w tym, że podświetlenie to nie jest także pozbawione pewnych wad. Segmenty nie są na tyle małe aby precyzyjnie podświetlić niewielkie elementy prezentowane na ekranie. W efekcie może dochodzić do tzw. „efektu halo” objawiającego się widoczną aureolą wokół prezentowanego na ekranie obiektu
spowodowanego przez nadmiernie rozproszone światło emitowane przez segment diod.

Jeśli przyrównamy najbardziej zaawansowany sposób podświetlenia LED do rozwiązań w panelach plazmowych, widać tu bezsporną przewagę plazmy. Piksele w komórkach plazmowych świecą tylko wtedy, gdy zachodzi taka potrzeba i w związku z tym nie ma mowy o jakichkolwiek problemach nierównomierności podświetlenia. Łatwiej też uzyskać płynną gradację szarości, co szczególnie widać w bezpośrednim porównaniu plazmy z telewizorami LCD, które co prawda radzą już sobie z wyświetlaniem głębokiej czerni, lecz wciąż mają problemy z poprawną prezentacją odcieni szarości, które często zlewają się w ciemne plamy. Zaletą pełnego podświetlenia LED w stosunku do innych typów telewizorów LCD jest równomierność podświetlenia dużo lepsza niż w LCD z podświetleniem krawędziowym. Minus to zazwyczaj grubsze obudowy telewizorów niż w modelach z krawędziowym LED-em. 2. Podświetlenie matrycowe LED

Drugim –. aktualnie rzadziej wykorzystywanym – typem podświetlenia LED jest zastosowanie stałej matrycy diod umieszczonej za panelem LCD. W takim wariancie diod jest zazwyczaj dużo mniej niż w systemach wygaszanych strefowo, m.in. ze względu na to, że podświetlenie jest stałe i nie ma szczególnego znaczenia dla równomierności podświetlenia (diody są rozmieszczone na tyle gęsto, że i tak równomierność podświetlenia jest niezła). Minus to wyższy pobór energii niż w modelach z podświetleniem wygaszanym strefowo oraz podświetleniem krawędziowym. Ich obudowy są także stosunkowo grube, przez co mniej atrakcyjne dla części konsumentów.

Najpopularniejsze aktualnie podświetlenie LED to podświetlenie krawędziowe. Telewizor z tego typu podświetleniem jest znacznie tańszy w produkcji niż model z pełną matrycą diod LED. Dodatkowo możliwe jest budowanie telewizorów, które mogą być bardzo cienkie –. ich obudowy mają grubość nawet poniżej 2,5 cm. To przyciąga konsumentów, choć w typowych instalacjach domowych trudno wskazać, w czym cienki telewizor może być lepszy od standardowej grubości. Czynnik marketingowy doskonale jednak działa w sklepach, gdzie odbiorniki typu „slim” spotykają się z zachwytem klientów. W krawędziowo podświetlanych LCD LED diody umieszczone są tylko wzdłuż krawędzi ekranu, a o rozprowadzenie światła na całą powierzchnię matrycy dbają specjalne elementy rozpraszające. Telewizory LCD tego typu cechuje najniższe zużycie energii, wynikające bezpośrednio z użycia niewielkiej ilości diod. Pozytywny wpływ znajduje swoje odzwierciedlenie w cenach tych produktów, które są przystępniejsze niż modeli z pełnym podświetleniem diodowym.
Minusów jest jednak dużo więcej. Podstawowy problem to równomierność podświetlenia. Pomimo stosowania wymyślnych rozpraszaczy światła obraz prezentowany na ekranie telewizorów z krawędziowym LED zawsze jest tym jaśniejszy, im bliżej diod umieszczonych wzdłuż krawędzi matrycy. Często można zauważyć tzw. clouding, czyli widoczne, szczególnie podczas wyświetlania ciemnych scen, chmury jaśniejszych i ciemniejszych stref panelu. W przypadku LCD podświetlanych krawędziowo nie uzyskujemy też tak dobrej głębi czerni i współczynnika kontrastu, jak w modelach LCD z pełnym podświetleniem LED czy chociażby w przodujących w tej kwestii panelach plazmowych.

Najnowszy sposób podświetlenia LCD to rozwinięcie idei podświetlenia krawędziowego LED, które uzupełniono o możliwość strefowego wygaszania diod. Zdaniem producentów stosujących ten typ podświetlenia, jego zaletą jest uniknięcie tzw. „efektu halo”, o którym piszemy przy omówieniu podświetlenia matrycowego ze strefowym wygaszaniem. W celu poprawy rozpraszania światła przez dynamicznie wygaszane LED-y ułożone wzdłuż górnej i dolnej krawędzi ekranu telewizorów LCD, zaprojektowano nowe diody, precyzyjnie kierunkujące strumień świetlny. W praktyce jednak system ten nie daje tak dobrych rezultatów, jak deklarują producenci. Podobnie jak w przypadku standardowego podświetlenia krawędziowego, wciąż mamy do czynienia z nierównomiernością podświetlenia matrycy, przeciętną czernią oraz związanym z tym niższym współczynnikiem kontrastu. Zaletą jest za to zminimalizowanie zużycia energii oraz możliwość budowania telewizorów o minimalnej grubości obudowy.

Bezsprzecznie najlepszym rodzajem podświetlenia telewizora LCD jest pełna matryca diod LED (tzw. Full LED) ze strefowo wygaszanymi segmentami diod. Telewizor LCD tego typu zapewni dobrą głębię czerni, wysoki współczynnik kontrastu oraz bardzo dobrą równomierność podświetlenia matrycy. Telewizor taki nie zużywa dużo prądu, jego wadą są za to dużo wyższe ceny niż modeli z podświetleniem krawędziowym czy odbiorników plazmowych o podobnej przekątnej. Ekrany LCD z podświetleniem krawędziowym są najpopularniejsze ze względu na ceny i atrakcyjną stylistykę (cienkie obudowy). Jakość prezentowanego przez nie obrazu jest słabsza, równomierność podświetlenia pozostawia wiele do życzenia, a co za tym idzie mamy do czynienia z gorszym oddaniem czerni i niższym współczynnikiem kontrastu. Ceny telewizorów tego typu zbliżone są do modeli plazmowych, które pobierają co prawda nieco więcej energii elektrycznej, lecz w zamian oferują obraz lepszej jakości, który chwalony jest głównie za naturalne kolory i wierne odwzorowanie
barw, a także smolistą czerń i wysoki współczynnik kontrastu.

Źródło: Centrum Dobrego Obrazu