TECHNOLOGIA LED TV Na stronach niektórych producentów jaki i w kategoriach towarowych wielu sklepów moŝna znaleźć telewizory pod hasłem "LED TV" czy wręcz "Telewizory LED" będące niejako w opozycji do telewizorów LCD. Ale czy rozumiemy co pod tym hasłem się kryje? i czym tak naprawdę róŝnią się telewizory LED od LCD. Obserwując ostatnio rynek mam wraŝenie Ŝe w bełkocie marketingowym wręcz wydzieliła się nowa, w domyśle lepsza, grupa produktów z przyrostkiem LED. Najpierw nieśmiało dopisywana za TV LCD a ostatnio jako odrębna grupa towarowa "TV LED". Minimum teorii Nie wchodząc zbyt głęboko w szczegóły techniczne, trzeba powiedzieć Ŝe w ekrany LCD jak i LCD LED, są pasywne. Czyli ekran LCD sam w sobie nie emituje Ŝadnego światła. Przypomnijmy sobie zegarki cyfrowe lub kalkulatory - czarne cyfry na jasnym tle. - 1 -
Technologia LED w telewizorach czy teŝ monitorach LCD, właściwie niczym się nie róŝni. Jedynie pojedynczy piksel (punkt obrazu) podzielono na 3 części przysłaniane przez ciekły kryształ LCD. A Ŝeby uzyskać kolor dołoŝono trzy filtry kolorowe pod kaŝdym kryształem. W kolorach czerwonym R, zielonym G i niebieskim B. Czego nam brakuje? Światła! Bez światła, a właściwie - podświetlenia, ekran LCD prawie nie daje obrazu. Dlaczego nas oszukują Wyświetlacze LCD LED wyposaŝone są w identyczne matryce LCD jak monitory standardowe, róŝnią się jednak sposobem podświetlania ekranu. Po tym, jak jeden z największych producentów elektroniki uŝytkowej stwierdził Ŝe "stawia na LED TV i odstawia OLED" (o technologii OLED dalej), sam zaczął uŝywać pojęcia LED TV aby wmówić Nam, Ŝe to jakaś zupełnie nowa technologia o wiele lepsza od dotychczasowej LCD. Za nim podąŝyli inni producenci i sprzedawcy. W rzeczywistości tak nie jest, nie mamy do czynienia z zupełnie nową technologią, róŝnica tkwi jedynie w źródle światła podświetlenia (backlight). Zamiast dotychczasowych lamp CCFL (rodzaj świetlówek z zimną katodą) zastosowano świecące diody LED. Źródło Światła Przechodzimy do sedna sprawy, czyli źródła światła. W technologiach LCD przewinęło się ich kilka. Ale w powszechnym uŝyciu są właściwie tylko trzy: światło Ŝarowe (jedynie w projektorach LCD), CCFL - lampy z zimną katodą i stosowane od niedawna diody elektroluminescencyjne LED. Warto wiedzieć Ŝe technologia LED jest jeszcze bardzo młoda i niedoskonała. Niebieski kolor w diodach LED pojawił się dopiero kilka lat temu. Natomiast tak zwana biała dioda LED właściwie nie istnieje - jest to niebieska dioda plus luminofor który podświetlany na niebiesko emituje światło białe. - 2 -
Kolor światła LED jest bardzo niedoskonały. Pierwsze "białe" diody LED emitowały bardzo zimne światło, dzisiejsze ciepłe LED-y świecą światłem podobnym do energooszczędnych "Ŝarówek". Z powodu niedoskonałości białych diod LED, w podświetleniach telewizorów i monitorów stosuje się najczęściej tzw. diody RGB LED które są zespołem trzech diod RGB (czerwona, zielona, niebieska) w jednej obudowie. Dzięki takiemu rozwiązaniu moŝemy dowolnie regulować poszczególne składowe kolorów uzyskując dość dobre efekty. Czy są jakieś walory? Dynamiczny kontrast Czy w takim razie są jakieś bonusy za stosowaniem diod LED jako podświetlenia ekranów LCD? OtóŜ są! Słowem klucz jest dynamiczny kontrast. Znany juŝ takŝe przed erą LED. Dynamiczny kontrast powstał aby ukryć jedną z najgorszych wad ekranów LCD, a mianowicie bardzo słabą czerń co teŝ przekłada się na "sprane" tzn. nienasycone kolory w ciemnym przedziale odcieni. Wina za słabą czerń tkwi w istocie działania LCD - przez ciekły kryształ przebija światło takŝe w momencie kiedy nie powinno, to jest w momencie gdy piksel powinien być przysłonięty/ciemny. - 3 -
Jak zmniejszyć przebijanie światła przez ciekły kryształ? Najprościej zmniejszyć intensywność podświetlenia. I w ciemnych scenach przygasić nieco lampy podświetlające. Tak właśnie powstała idea dynamicznego kontrastu która całkiem nieźle sprawdza się w filmach, gdzie w ciemnych scenach elektronika zmniejsza i reguluje intensywność podświetlenia. Ale co zrobić gdy połowa ekranu jest jasna a połowa ciemna? Odpowiedź na to pytanie dała dopiero technologia podświetlania LED, gdzie poszczególne sekcje ekranu są podświetlane osobnymi diodami i w ciemnych częściach ekranu diody świeca słabiej a w jasnych mocniej. Nie tylko technologia, waŝna jest takŝe budowa Obecnie stosowane są dwa rodzaje budowy podświetlenia diodowego, krawędziowe oraz bezpośrednie. Podświetlenie bezpośrednie LED Podświetlenie bezpośrednie stosowane jest raczej tylko w duŝych i drogich w ekranach. Ze względu na połoŝenie bezpośrednio pod ekranem, moŝliwe jest uzyskanie praktycznie idealnie równomiernie oświetlonej matrycy. Moduł podświetlenia diodowego monitora składa się z określonej liczby pól zwanych Power LED. Dla typowego ekranu 30-calowego liczba Power LED-ów wynosi 80. Monitory podświetlane bezpośrednio często potrzebują specjalnych systemów chłodzenia i rozpraszania ciepła emitowanego przez diody. Inteligentne podświetlenie - Local Dimming LED Podświetlenie bezpośrednie pozwoliło na miejscowe sterowanie jasnością i jej obniŝenie, w celu uzyskania duŝego dynamicznego kontrastu nazwanego Local Dimming. UmoŜliwiło to dopasowanie podświetlenia do zawartości ekranu i tego co się na nim dzieje, poprzez przyciemnienie (wyłączenie podświetlenia) obszarów, które na ekranie mają ciemne odcienie przy jednoczesnym podświetlaniu pozostałych. Dzięki temu moŝemy uzyskać doskonały kontrast. Dodatkową zaletą takiego rozwiązania jest jego energooszczędność. - 4 -
Podświetlenie krawędziowe Edge-lit LED Podświetlenie krawędziowe pracuje na podobnej zasadzie jak krawędziowe podświetlenie CCFL. Określona liczba diod w szeregu zostaje umieszczona przy krawędzi ekranu. W celu dobrego rozprowadzenia światła po powierzchni ekranu, stosowany jest zazwyczaj system zwierciadeł i dyfuzor. Ten typ podświetlenia nie pozwala na uzyskanie takiego kontrastu jak Local Dimming, a jedynie dynamiczny kontrast (cało-ekranowy) znany juŝ ze zwykłych ekranów LCD i podświetlenia CCFL, gdzie przyciemniana jest cała powierzchnia ekranu. - 5 -
Dzięki krawędziowemu umieszczeniu diod moŝliwe jest zbudowanie bardzo cienkich ekranów, natomiast równomierność podświetlenia jest na ogół przeciętna, na poziomie osiąganym przez lampy CCFL. Trochę o zaletach podświetlenia LED Monitory z podświetleniem diodowym posiadają szereg zalet nad monitorami podświetlanymi tradycyjnie za pomocą CCFL. Podświetlenie diodowe jest duŝo bardziej energooszczędne oraz zajmuje znacznie mniej miejsca. DuŜą zaletą diod jest ich trwałość, w porównaniu do CCFL mogą świeci o 30 tys. godzin dłuŝej, dzięki czemu ekrany dłuŝej zachowują swoje fabryczne parametry. Dodatkowo w przypadku podświetlenia RGB LED, dają lepsze jakościowo światło, o szerszym spektrum, pozwalając na reprodukcję przestrzeni barwowej AdobeRGB która jest znacznie lepsza do osiąganej przez lampy z zimną katodą co najwyŝej przestrzeni srgb. Podświetlenie LED-owe potrzebuje teŝ mniej czasu na stabilizacje, faza "rozgrzania" trwa krócej. Podstawową wadą podświetlenia CCFL jest emisja światła o jednorodnym i niezmiennym zabarwieniu, przewaŝnie 6500 K. Podświetlenie monitora LCD za pomocą nawet najlepszych lamp CCFL nie daje moŝliwości dokładnego wyregulowania tak istotnego parametru obrazu, jak jego temperatura barwowa. W ekranach podświetlanych diodami RGB LED moŝemy precyzyjnie dozować proporcję w świeceniu poszczególnych barw uzyskując światło R, G, B o róŝnym natęŝeniu co pozwala zmieniać temperaturę barwową niemal dowolnie. OLED i inne technologie JuŜ od kilku lat mówi się o nadchodzącej erze technologii OLED. Ekran OLED jest matrycą aktywną, pokrytą świecącymi pikselami których zasada świecenia podobna jest do diod LED. KaŜdy piksel składa się z trzech subpikseli RGB, Ekran nie wymaga podświetlenia, ani Ŝadnych filtrów polaryzacyjnych. Podobnie jak w plazmach kaŝdy punkt jest elementem świecącym i dającym określoną barwę. - 6 -
Jako ciekawostkę moŝna podać Ŝe ekrany OLED będzie moŝna wyginać (FOLED, Flexible OLED) a takŝe będą mogły być przezroczyste (TOLED, Transparent OLED). Cechę tę moŝna będzie wykorzystać do wyświetlania obrazu na obie strony, dzięki czemu telewizory moŝna będzie montować np. w oknach wystawowych. DuŜym problem z technologii OLED to trwałość materiału bioorganicznego, z którego wykonany jest taki wyświetlacz, szczególnie przy duŝych rozmiarach. Powoduje to, Ŝe w rozsądnych cenach, na razie, udaje się jedynie wyprodukować ekrany tylko w małych rozmiarach. Prawdopodobnie pierwsze średnioformatowe OLED TV pojawią się w latach 2010/2011, a wielkoformatowe gdzieś koło 2015 roku. Jak się przewiduje, OLED odeśle do lamusa LCD oraz LCD LED i pozostałe technologie. Ekrany OLED mają kilka istotnych walorów wobec LCD - nie potrzebują zewnętrznego podświetlania, mogą być niesamowicie cienkie. Pierwszy sprzedawany OLED, Sony XEL-1, ma grubość tylko 3 mm, a 21-calowy prototyp tej firmy, 1,4 mm. Piksele OLED mogą być sterowane o wiele szybciej, niŝ w ekranach LCD, co daje lepszy poziom odświeŝania obrazu i zupełny brak smuŝenia. Czerń jest 100% - dając doskonały kontrast. Wyświetlacze są teŝ o bardziej energooszczędne. Prawdziwe LED TV - 7 -
Czy obecnie istnieją prawdziwe telewizory LED? Tak istnieją. Choć z racji wielkości często nazywane wyświetlaczami LED. Mamy z nimi do czynienia w wielkoformatowych reklamach (bilbordach), gdzie najczęściej wyświetlane są róŝnego rodzaju reklamy. Pojedynczy piksel (element ekranu) najczęściej składa się z trzech klasycznych diod elektroluminescencyjnych LED, umieszczonych w układzie RGB. Tego rodzaju wyświetlacze charakteryzują się wielką intensywnością światła i ogromnym kontrastem, natomiast często jeszcze bardzo silnie przekłamują kolory - co jednak w przekazie reklamowym nie ma wielkiego znaczenia. - 8 -
Podsumowując Nie dajmy się zwieść specom od marketingu. Na pewno obecnie, dobry klasyczny telewizor LCD CCFL będzie lepszy od przeciętnego LCD LED! Technologia źródeł światła LED obecnie bardzo intensywnie się rozwija, ostatnio pojawiła się nawet jako główne źródło światła w samochodach. Niebawem wejdzie teŝ do oświetlenia naszych domów. Dla tego z pewnością niebawem wszystkie ekrany LCD będą podświetlane diodami LED a ceny takich urządzeń bardzo spadną, bo dziś cena jest sztucznie nadmuchana, prawdopodobnie w celu wyprzedania zapasów klasycznych telewizorów LCD CCFL przez ich producentów. Rozwiązanie Local Dimming LED pozwiliło usunąć jedną z uciąŝliwych wad ekranów LCD, ale trzeba wiedzieć Ŝe tych wad mają one jeszcze bardzo wiele. Jak np. bardzo słabe kąty widzenia. Prawdopodobnie jeszcze przez kilka dobrych lat (do czasu upowszechnienie się OLED) królem wśród technologii wyświetlania, będą ekrany plazmowe PDP (plasma display panel). - 9 -