Что такое подсветка LED? Типы подсветки. Делаем яркую и экономичную светодиодную подсветку из разбитой LED матрицы (как заставить работать подсветку матрицы без ноутбука)

LED телевизоры приобрели особую популярность среди пользователей благодаря своим характеристикам и качеству. Однако не все понимают, что такое led телевизор, чем он отличается от других и как же работает данная технология. Поэтому сегодня мы решили рассказать о том, какими достоинствами и недостатками обладает данная технология, а также ответить на другие вопросы.

В телевизионной аппаратуре LED означает жидкокристаллический LCD телевизор, обладающей подсветкой светоизлучающих диодов типа edge или direct. В более старых моделях телевизоров использовалась ламповая подсветка, обладающая холодным катодом. Благодаря новой технологии подсветки, качество изображения стало лучше, а значит, улучшилась яркость, контрастность, глубина цветов и сама цветопередача.

Для создания такого монитора с edge подсветкой используется большое количество отдельных светодиодов небольшого размера. При этом каждых из диодов отвечает за подсветку определенного участка экрана. Такая технология позволяет уменьшить толщину телевизора. Кроме того, в отличие от флуоресцентных ламп, которые используют в LSD телевизорах, светодиоды, применяемы, как при direct, так и edge подсветке, служат намного дольше.

Особенности светодиодной подсветки

По сути, большинство параметров в лед ТВ зависит от качества используемое . Он влияет на такие параметры, как:

Контрастность;
Яркость;
Угол обзора;
Уровень черного;
Цветовой охват;
Цветопередача;
Время отклика;
Частота обновления.

Увеличение контрастности экрана повлекло за собой возникновение такого понятия, как динамическая контрастность. Это значит, что яркость свечения каждого из диодов при подсветке типа direct регулируется отдельно от остальных участков. Статическая контрастность при этом не меняется, так как она зависит от матрицы дисплея.

Кроме того, в лед ТВ с подсветкой как типа direct, так и edge появляется новая технология local dimming, обеспечивающая локальное затемнение, благодаря которой можно управлять группами светодиодов. Такой метод затемнения довольно популярен, однако и имеет некоторые недостатки.

Цвет не однороден, поэтому можно заметить темные и яркие пятна, там, где подсветки нет или она включена очень ярко.
Мелкие детали изображения исчезают на темных участках.
В местах соединения контрастных цветов появляются цветные ореолы.

Однако не стоит переживать, так как их на обычной картинке не видно.

Типы лед подсветки

Подсветка в таких экранах делится на несколько основных видов:

Direct – диоды синего, красного и зеленого цвета расположены равномерно с задней части матрицы, образуя экран. При помощи технологии direct можно достичь наиболее оптимального охвата цветов и обеспечить наилучшее качество передачи цветов. Однако, стоит заметить, что дисплеи с технологией direct потребляют больше электроэнергии и обладают большей толщиной.
Edge – белые светодиоды вместе с рассеивающей панелью расположены по периметру экрана. Edge телевизоры более энергоэффективные и тонкие, но достичь хорошего локального затемнения при этом сложно. Подсветка типа edge наиболее популярна, особенно в телевизорах с небольшой диагональю.

Составные светодиоды

Direct подсветка в телевизорах отличается от классического RGB LED. Составные светодиоды трех цветов стали использовать для того, чтобы сделать цветовой охват лучше. Однако нужный цветовой охват не получился, так как его зачастую было слишком мало. Поэтому на основе данной технологии были изобретены другие световые диоды, позволяющие достичь нужного результата. Так, на сегодняшний день в лед ТВ используются квантовые точки или диоды GB-R LED и RB-G LED.

В технологии GB-R синий и зеленый светодиод объединяют в один, покрытый люминофором красного цвета, а в RB-G объединяют красный и синий, который в итоге покрывают люминофором зеленого цвета.

Недостатки и преимущества LED телевизоров

*Преимущества*	*Недостатки*
Высокая контрастность видео	Высокая стоимость
Высокая четкость и реалистичность, достигаемая при помощи высокой скорости отклика	Небольшое количество моделей ТВ с маленькой диагональю
Экологичность, связанная с небольшим энегропотреблением, а также отсутствием ртути и вредных аэрозолей в подсветке типа edge
Стильный внешний вид ТВ
Долговечность светодиодов
Большое количество дополнительных функций
Наличие в некоторых моделях функции 3D и Smart ТВ

В итоге, можно отметить, что у таких телевизоров есть большое количество достоинств, а из недостатков, по сути, только «кусающаяся» цена.

В данной статье мы рассмотрим что такое LED технология и где она применяется. Сразу скажу, что подсвечивают не только матрицы мониторов и телевизоров (), но и вообще все что угодно от днища автомобиля до воды из-под крана. А теперь давайте поговорим об этом более подробно.

Вообще говоря, монитор на жидких кристаллах представляет собой устройство, которое состоит всего из нескольких основных компонентов. Это матрица пикселей, подсветка и верхний защитный слой. При этом само изображение генерируется матрицей пикселей, но так как она совсем не излучает свет, то приходится подсвечивать ее сзади. Можно и спереди фонариком посветить, но вряд ли кто-то будет сидеть и светить в монитор во время работы;) Для этого используется подсветка.

Раньше, в старых моделях ЖК мониторов, она была электролюминесцентная, то есть трубка с газом, как в лампах для освещения школ, офисов и так далее. Понятно, что в мониторах и телевизорах такие лампы гораздо меньших размеров, да и газ там другой, но главное принцип работы прежний. Теперь же, в большинстве новых моделей, используется светодиодная подсветка, то есть LED (светоизлучающие диоды).

При использовании ламп они устанавливаются по периметру экрана, а чтобы разнести свет от периметра к центру равномерно – используются светоотражатели и светорассеивающие фильтры.

При использовании же светодиодной подсветки возможны два варианта. Первый – традиционный, дешевый и практичный – такая же установка по периметру. В этом случае делается все так же как и с лампами – диоды устанавливаются по периметру и их свет разносится к центру светоотражателями и различными фильтрами. Но, естественно, улучшение качества (равномерности) подсветки по сравнению с электролюминесцентными лампами при этом никакого не будет. Но, однако же, плюсы есть! Уменьшение расхода электроэнергии при использовании LED-подсветки уменьшается в несколько раз. Как, собственно, и выделение тепла.

Все вышеописанное относится к бюджетной – белой подсветке (хотя она на самом деле синяя, просто используются дополнительные желтые фильтры). Ее и устанавливают по бокам с той же целью – экономия денег. Такие мониторы быстрее раскупаются, так как не отпугивают потребителей своей ценой. Но есть и другой вариант установки подсветки – по всей поверхности матрицы. Она уже гораздо равномернее и качественнее, а плюс к тому еще и цветная. Да, это так называемая, RGB LED-подсветка. Она представляет собой RGB светодиоды трех цветов: красный, зеленый и синий. Располагаясь по всей площади матрицы, такая подсветка способна отключаться, для получения абсолютно черного цвета на экране, а способна подсвечиваться определенным цветом, придавая картинке яркость, а цвету насыщенность.

Однако, так как ячейки могут быть довольно крупными, то при полном отключении части подсветки для получения черного цвета, может быть задета и часть изображения, которая должна быть яркой. Но, скорее всего это все решится просто увеличением количества светодиодных ячеек или вообще управлением отдельных диодов самостоятельно, просто потребуется больше вычислительных мощностей центрального процессора у монитора.

Светодиодная подсветка повсюду

На самом деле, подсветку можно применять где угодно. Например, я подобрал для вас некоторые удачные, на мой взгляд, картинки с диодами.

LED-подсветка велосипеда

Диван с подсветкой

Как вы видите, все зависит только от фантазии. LED-подсветка отлично подойдет для автомобилей, велосипедов, мебели и даже душа или крана. Получаются достаточно интересные эффекты и руки начинают чесаться сделать что-нибудь подобное, что же, вперед! Не сдерживайте себя:)

Время незаметно идет и казалось бы недавно купленная техника уже выходит из строя. Так, отработав свои 10000 часов, приказали долго жить лампы моего монитора (AOC 2216Sa). Вначале подсветка стала включаться не с первого раза (после включения монитора подсветка выключалась через несколько секунд), что решалось повторным включением/выключением монитора, со временем монитор приходилось выключать/выключать уже 3 раза, потом 5, потом 10 и в какой-то момент он не мог включить подсветку уже вне зависимости от числа попыток включения. Извлеченные на свет божий лампы оказались с почерневшими краями и законно отправились в утиль. Попытка поставить лампы на замену (были куплены новые лампы подходящего размера) успехом не увенчалась (несколько раз монитор смог включить подсветку, но быстро опять ушел в режим включился-выключился) и выяснение причин в чем может быть проблема уже в электронике монитора привели меня к мысли о том что проще будет собрать собственную подсветку монитора на светодиодах чем ремонтировать имеющуюся схему инвертора для CCFL ламп, тем более в сети уже попадались статьи показывающие принципиальную возможность такой замены.

Разбираем монитор

На тему разборки монитора уже написано немало статей, все мониторы очень похожи между собой, поэтому вкратце:
1. Откручиваем крепление поставки монитора и единственный болтик внизу, который придерживает заднюю стенку корпуса

2. В низу корпуса есть два пазика между передней и задней частью корпуса, в один из которых засовываем плоскую отвертку и начинаем снимать крышку с защелок по всему периметру монитора (просто проворачивая аккуратно отвертку вокруг своей оси и приподнимая этим крышку корпуса). Излишних усилий прилагать не надо, но тяжело снимается с защелок корпус только первый раз (за время ремонта я его открывал много раз, поэтому защелки стали сниматься со временем гораздо легче).
3. Нам открывается вид на монтаж внутренней металлической рамы в передней части корпуса:

Вынимаем из защелок плату с кнопками, вынимаем (в моем случае) разъем динамиков и отогнув две защелки внизу вынимаем внутренний металлический корпус.
4. Слева виднеются 4 провода подключения ламп подсветки. Вынимаем их слегка сдавливая, т.к. для предотвращения выпадения разъем сделан в виде маленькой прищепки. Так же вынимаем широкий шлейф идущий к матрице (вверху монитора), сдавливая его разъем по бокам (т.к. в разъеме боковые защелки, хотя при первом взгляде на разъем это и не очевидно):

5. Теперь необходимо разобрать «сендвич» содержащий саму матрицу и подсветку:

По периметру находятся защелки, которые открываются легким поддеванием той же плоской отверткой. Вначале снимается металлическая рама придерживающая матрицу, после чего можно открутить три меленьких болтика (обычная крестиковая отвертка не подойдет ввиду их миниатюрного размера, понадобится особо мелкая) удерживающих плату управления матрицей и матрицу можно снять (лучше всего положить монитор на твердую поверхность, например стол, покрытую тканью матрицей вниз, открутив плату управления положить ее на стол развернув через торец монитора и просто внять корпус с подсветкой подняв его вертикально вверх, а матрица так и останется лежать на столе. Ее можно накрыть чем-то чтобы не пылилась, а собирать точно в обратном порядке - т.е. накрыть лежащую на столе матрицу собранным корпусом с подсветкой, обернуть через торец шлейф к плате управления и прикрутив плату управления аккуратно поднять блок в собранном виде).
Получается матрица отдельно:

И блок с подсветкой отдельно:

Блок с подсветкой разбирается аналогично, только вместо металлической рамы, подсветка удерживается пластмассовой рамкой, которая одновременно позиционирует оргстекло, используемое для рассеивания света подсветки. Большинство защелок находятся по бокам и похожи на те что удерживали металлическую раму матрицы (открываются поддеванием плоской отверткой), но по бокам есть несколько защелок открывающихся «вовнутрь» (на них отверткой нужно надавить, чтобы защелки ушли во внутрь корпуса).
Вначале я запоминал положение всех снимаемых частей, но потом выяснилось, что «неправильно» их собрать не получится и даже если детали выглядят абсолютно симметричными расстояния между защелками на разных сторонах металлической рамы и фиксирующие выступы по бокам пластиковой рамы удерживающей подсветку не дадут собрать их «неправильно».
Вот собственно и все - мы разобрали монитор.

Подсветка светодиодной лентой

Вначале решено было делать подсветку из светодиодной ленты с белыми светодиодами 3528 - 120 светодиодов на метр. Первое что оказалось - ширина ленты 9 мм, а ширина ламп подсветки (и посадочного места под ленту) - 7 мм (на самом деле бывают лампы подсветки двух стандартов - 9 мм и 7 мм, но в моем случае были 7 мм). Поэтому, после осмотра ленты, было принято решение обрезать по 1 мм с каждого края ленты, т.к. это не задевало токопроводящих дорожек на лицевой части ленты (а на обратной вдоль всей ленты идут две широкие жилы питания, которые от уменьшения на 1 мм своих свойств на длине подсветки 475 мм не потеряют, т.к. ток будет небольшой). Сказано - сделано:

Точно так же аккуратно светодиодная лента обрезается по всей длине (на фотографии пример того что было до и что стало после обрезки).
Нам понадобится две полоски ленты по 475 мм (19 сегментов по 3 светодиода в полоске).
Хотелось чтобы подсветка монитора работала так же как и штатная (т.е. включалась и выключалась контроллером монитора), а вот яркость я хотел регулировать «вручную», как на старых CRT мониторах, т.к. это часто используемая функция и лазить по экранным меню каждый раз нажимая несколько клавиш мне надоело (в моем мониторе клавиши вправо-влево регулируют не режимы монитора, а громкость встроенных динамиков, так что режимы каждый раз приходилось менять через меню). Для этого был найден в сети мануал на мой монитор (кому пригодится - прилагается в конце статьи) и на странице с Power Board по схеме найдены +12V, On, Dim и GND которые нас интересуют.

On - сигнал с платы управления на включение подсветки (+5V)
Dim - ШИМ управление яркостью подсветки
+12V оказались далеко не 12, а где-то 16V без нагрузки подсветкой и где-то 13.67V с под нагрузкой
Так же было решено никаких ШИМ регулировок яркости подсветки не делать, а запитывать подсветку постоянным током (заодно решается вопрос с тем, что у некоторых мониторов ШИМ подсветки работает на не очень высокой частоте и у некоторых от этого чуть больше устают глаза). В моем мониторе частота «родного» ШИМ была 240 Гц.
Дальше на плате были найдены контакты на которые подается сигнал On (помечен красным) и +12V на блок инвертора (перемычка которую необходимо выпаять чтобы обесточить блок инвертора помечена зеленым). (фотографию можно увеличить чтобы увидеть пометки):

В качестве основы схемы управления был взять линейный регулятор LM2941 в основном за то, что при токе до 1А он имел отдельный вывод управления On/Off, который предполагалось использовать для управления включением/выключением подсветки сигналом On с платы управления монитора. Правда в LM2941 этот сигнал инвертированный (т.е. на выходе есть напряжение когда на входе On/Off - нулевой потенциал), так что пришлось собрать инвертор на одном транзисторе для согласования прямого сигнала On с платы управления и инвертированного входа LM2941. Никаких других излишеств схема не содержит:

Расчет выходного напряжения для LM2941 производится по формуле:

Vout = Vref * (R1+R2)/R1

Где Vref = 1.275V, R1 в формуле соответствует R1 на схеме, а R2 в формуле соответствует паре резисторов RV1+RV2 на схеме (введено два резистора для более плавной регулировки яркости и сокращения диапазона регулируемых переменным резистором RV1 напряжений).
В качестве R1 я взял 1кОм, а подбор R2 осуществляется по формуле:

R2=R1*(Vout/Vref-1)

Максимальное необходимое нам напряжение для ленты - 13В (я взял четь больше чем номинальные 12В чтобы не терять в яркости, а лента такой легкое перенапряжение переживет). Т.е. максимальное значение R2 = 1000*(13/1.275-1) = 9.91кОм. Минимальное напряжение при котором лента еще хоть как-то светится - около 7 вольт, т.е. минимальное значение R2 = 1000*(7/1.275-1) = 4.49кОм. R2 у нас состоит из переменного резистора RV1 и многооборотного подстроечного резистора RV2. Сопротивление RV1 получаем 9.91кОм - 4.49кОм = 5.42кОм (выбираем ближайшее значение RV1 - 5.1кОм), а RV2 выставляем примерно в 9.91-5.1 = 4.81кОм (на самом деле лучше всего вначале собрать схему, выставить максимальное сопротивление RV1 и измеряя напряжение на выходе LM2941 выставить сопротивление RV2 таким чтобы на выходе было нужное максимальное напряжение (в нашем случае около 13В).

Монтаж светодиодной ленты

Поскольку после обрезания ленты на 1 мм по торцам ленты оголились жилы питания, на корпус в месте где будет клеиться лента я наклеил изоленту (к сожалению не синюю а черную). Поверх клеится лента (хорошо прогревать поверхность феном, т.к. к теплой поверхности скотч клеится гораздо лучше):

Дальше монтируются задняя пленка, оргстекло и светофильтры которые лежали поверх оргстекла. По краям я подпер ленту кусочками стирательной резинки (чтобы края на скотче не отходили):

После чего блок подсветки собирается в обратном порядке, устанавливается на место матрица, провода подсветки выводятся наружу.
Схема собиралась на макетке (ввиду простоты решил плату не разводить), крепилась на болтиках через отверстия в задней стенке металлического корпуса монитора:

Питание и сигнал управления On заводились с платы блока питания:

Расчетная мощность, выделяемая на LM2941 рассчитывается по формуле:

Pd = (Vin-Vout)*Iout +Vin*Ignd

Для моего случая составляет Pd = (13.6-13)*0.7 +13.6*0.006 = 0.5 Ватт поэтому было решено обойтись самым маленьким радиатором для LM2941 (посажен через диэлектрическую прокладку т.к. от земли он в LM2941 не изолирован).
Окончательная сборка показала вполне себе работоспособность конструкции:

Из достоинств:

Используется стандартная светодиодная лента
Простая плата управления

Из недостатков:

Недостаточная яркость подсветки при ярком дневном свете (монитор стоит напротив окна)
Светодиоды в ленте расположены недостаточно часто, поэтому видны небольшие световые конусы от каждого отдельного светодиода возле верхней и нижней кромок монитора
Баланс белого немного нарушен и уходит слегка в зеленоватые оттенки (скорее всего решается регулировками баланса белого либо самого монитора либо видеокарты)

Вполне хороший, простой и бюджетный вариант ремонта подсветки. Вполне комфортно смотреть фильмы или использовать монитор в качестве кухонного телевизора, но для каждодневной работы наверное не подойдет.

Регулировка яркости с помощью ШИМ

Для тех хаброжителей, которые в отличие от меня не вспоминают с ностальгией аналоговые ручки управления яркостью и контрастностью на старых ЭЛТ мониторах можно сделать управление от штатного ШИМ генерируемого платой управления монитором без выведения каких-либо дополнительных органов управления наружу (без сверления корпуса монитора). Для этого достаточно собрать на двух транзисторах схему И-НЕ на входе On/Off регулятора и убрать регулировку яркости на выходе (выставить выходное напряжение постоянным в 12-13В). Модифицированная схема:

Сопротивление подстроечного резистора RV2 для напряжения 13В должно быть в районе 9.9кОм (но лучше выставить точно при включенном регуляторе)

Более плотная LED подсветка

Для решения проблемы недостаточной яркости (а заодно и равномерности) подсветки было решено поставить больше светодиодов и чаще. Поскольку оказалось что покупать светодиоды поштучно дороже чем купить 1.5 метра ленты и выпаять их оттуда был выбран более экономный вариант (выпаивать светодиоды из ленты).
Сами светодиоды 3528 разместились на 4-х полосках 6 мм шириной и 238 мм длиной по 3 светодиода последовательно в 15 параллельных сборках на каждой из 4-х полосок (разводка плат для светодиодов прилагается). После припайки светодиодов и проводов получается следующее:

Полоски закладывается по две вверху и внизу проводами к краю монитора в стык в центре:

Номинальное напряжение на светодиодах 3.5В (диапазон от 3.2 до 3.8 В), так что сборка из 3-х последовательных светодиодов должна питаться напряжением порядка 10.5В. Так что параметры регулятора нужно пересчитать:

Максимальное необходимое нам напряжение для ленты - 10.5В. Т.е. максимальное значение R2 = 1000*(10.5/1.275-1) = 7.23кОм. Минимальное напряжение при котором сборка из светодиодов еще хоть как-то светится - около 4.5 вольт, т.е. минимальное значение R2 = 1000*(4.5/1.275-1) = 2.53кОм. R2 у нас состоит из переменного резистора RV1 и многооборотного подстроечного резистора RV2. Сопротивление RV1 получаем 7.23кОм - 2.53кОм = 4.7кОм, а RV2 выставляем примерно в 7.23-4.7 = 2.53 кОм и регулируем в собранной схеме для получения 10.5В на выходе LM2941 при максимальном сопротивлении RV1.
В полтора раза больше светодиодов потребляют 1.2А тока (номинально), поэтому рассеиваемая мощность на LM2941 будет равна Pd = (13.6-10.5)*1.2 +13.6*0.006 = 3.8 Ватт, что уже требует более солидного радиатора для отвода тепла:

Собираем, подключаем, получаем гораздо лучше:

Достоинства:

Достаточно большая яркость (возможно сравнимая, а возможно даже превосходящая яркость старой CCTL подсвтеки)
Отсутствие световых конусов по краям монитора от индивидуальных светодиодов (светодиоды расположены достаточно часто и подсветка равномерная)
Все еще простая и дешевая плата управления

Недостатки:

Никак не решился вопрос с балансом белого, уходящим в зеленоватые тона
LM2941 хоть и с большим радиатором, но греется и греет все внутри корпуса

Плата управления на основе Step-down регулятора

Для устранения проблемы нагрева решено было собрать регулятор яркости на базе Step-down регулятора напряжения (в моем случае был выбран LM2576 с током до 3А). Он так же имеет инвертированный вход управления On/Off, поэтому для согласования присутствует такой же инвертор на одном транзисторе:

Катушка L1 влияет на КПД преобразователя и должна быть 100-220 мкГ для тока в нагрузке около 1.2-3А. Напряжение на выходе рассчитывается по формуле:

Vout=Vref*(1+R2/R1)

Где Vref = 1.23V. При заданном R1 можно получить R2 по формуле:

R2=R1*(Vout/Vref-1)

В расчетах R1 эквивалентно R4 в схеме, а R2 эквивалентно RV1+RV2 в схеме. В нашем случае для регулировки напряжения в диапазоне от 7.25В до 10.5В возьмем R4=1.8кОм, переменный резистор RV1=4.7кОм а подстроечный резистор RV2 на 10кОм с начальным приближением в 8.8кОм (после сборки схемы лучше всего выставить его точное значение измеряя напряжение на выходе LM2576 при максимальном сопротивлении RV1).
Для этого регулятора решил сделать плату (размеры значения не имели, т.к. в мониторе достаточно место для монтажа даже габаритной платы):

Плата управления в сборе:

После монтажа в мониторе:

Все в сборе:

После сборки вроде все работает:

Итоговый вариант:

Достоинства:

Достаточная яркость
Step-down регулятор не греется и не греет монитор
Нет ШИМ а значит ничего не моргает ни с какой частотой
Аналоговая (ручная) регулировка яркости
Нет ограничений на минимальную яркость (для тех кто любит работать по ночам)

Недостатки:

Немного смещен баланс белого в сторону зеленых тонов (но не сильно)
При малой яркости (очень малой) видна неравномерность в свечении светодиодов разных сборок из-за разброса параметров

Варианты улучшения:

Баланс белого регулируется как в настройках монитора, так и в настройках почти любой видеокарты
Можно попробовать поставить другие светодиоды, которые не будут заметно сбивать баланс белого
Для исключения неравномерного свечения светодиодов при малой яркости можно использовать: а) ШИМ (регулировать яркость с помощью ШИМ всегда подавая номинальное напряжение) или б) соединить все светодиоды последовательно и питать их регулируемым источником тока (если соединить последовательно все 180 светодиодов, то понадобится 630В и 20мА), тогда через все светодиоды должен проходить один и тот же ток, а на каждом будет падать свое напряжение, яркость регулируется изменением тока а не напряжения.
Если хочется сделать схему на основе ШИМ для LM2576 можно использовать схему И-НЕ на входе On/Off этого Step-down регулятора (по аналогии с приведенной схемой для LM2941), но лучше поставить диммер в разрыв минусового провода светодиодов через logic-level mosfet

Совсем недавно – в самый разгар лета, на нашем сайте был опубликован репортаж LED-телевизоры Samsung: из Калуги с любовью , посвящённый открытию российского завода Samsung по выпуску различной электроники и бытовой техники - Samsung Electronics Rus Kaluga (SERK). Напомню: ключевым моментом репортажа был рассказ о запуске производственных линий по выпуску наиболее современных и наиболее актуальных на сегодняшний день плоскопанельных телевизоров Samsung со светодиодной подсветкой – так называемых LED TV . С тех пор на редакционную почту не раз приходили письма, в которых наши читатели просят подробнее рассказать о технологии LED TV. Основные вопросы лежат в плоскости технических подробностей технологии, её преимуществах перед конкурирующими предложениями и так далее. Но почти всегда речь идёт о ценовом факторе: действительно ли стоит отдавать за LED TV сумму, порой более чем в два раза превышающую стоимость ЖК и плазменных телевизоров с аналогичными диагоналями и разрешением экрана, будет ли реальная отдача от таких затрат. Что характерно, по прошествии времени актуальность задаваемых вопросов не снижается. Плоскопанельные ТВ входят в моду, постоянно расширяется их ассортимент. За примером далеко ходить не надо: в планах Калужского завода Samsung Electronics выпуск до конца года порядка 75 тысяч телевизоров всех трёх LED TV серий - 6000, 7000 и 8000, с диагоналями 32, 37, 40, 46 и 55 дюймов и с особым упором на наиболее "ходовые" 32- и 40-дюймовые модели. Уже сейчас эти модели присутствуют на прилавках большинства российских розничных сетей, наряду с этим растёт выбор "светодиодных" моделей телевизоров от других компаний, так что рост интереса к этой технологии вполне понятен. Словом, сегодня мы публикуем краткий обзор особенностей технологии производства плоскопанельных дисплеев со светодиодной подсветкой.

LED TV или всё же LED LCD TV?

Для начала стоит определиться с терминологией, устоявшейся к настоящему времени. Термин LED TV, впервые введённый в обиход Samsung Electronics и используемый рядом компаний, и разные вариации этого термина вроде LED-backlit LCD, используемые другими компаниями, на практике означает что речь идёт о старом добром плоскопанельном ЖК экране, но оснащённом более современной и качественной подсветкой – светодиодной. Иными словами, говорить о том что LED TV – это именно телевизор со светодиодным экраном с технической точки зрения было бы не совсем корректно. Различные технологии, где светоизлучающие диоды формируют "картинку" – такие как OLED, OEL или AMOLED, относятся к несколько другому классу дисплеев. Настоящий светодиодный экран – где каждый пиксель отображается с помощью одного светодиода или группы светодиодов, можно встретить, например, на огромных рекламных щитах, глядя на которые издалека мы видим цельную картинку, а не отдельные светодиоды. Другой пример – дисплеи на органических светодиодах (Organic Light-Emitting Diode, OLED), где определённые виды органических полимерных материалов излучают свет при воздействии электрического тока. Технология OLED действительно перспективна как основа для выпуска высококачественных дисплеев для телевизоров и мониторов – такие дисплеи легче, не требуют подсветки, обладают более качественной цветопередачей, большим диапазоном яркости, меньшим расходом энергии, в некоторых версиях даже гибкостью. Более того, по мере совершенствования технологии ожидается, что со временем производство OLED-дисплеев станет даже выгоднее выпуска ЖК экранов. Однако в силу ряда технологических ограничений - например, срока жизни синих полимерных люминофоров, который заметно короче чем у красных и зелёных органических светодиодов, в настоящее время технология OLED применяется главным образом в производстве экранов с небольшой диагональю для различных мобильных устройств. Серийно выпускаемые OLED телевизоры в настоящее время обладают небольшой диагональю, скорее, это редкая экзотика с огромной ценой нежели массовый продукт. Хотя, повторюсь, перспективы у технологии многообещающие. Итак, остановимся на том, что применение термина LED TV на практике означает: речь идёт о ЖК телевизоре, оснащённом современной LED (светодиодной) подсветкой. Иными словами, такие телевизоры было бы уместно маркировать как LED LCD TV. Однако в обиходе "с лёгкой руки" Samsung всё же прижился более короткий и, видимо, более удобный в маркетинговом плане вариант - LED TV. Или LED-backlit LCD в других версиях.

LED TV против CCFL LCD TV

Всё познаётся в сравнении. До недавнего времени мы пользовались жидкокристаллическими телевизорами и мониторами, в большинстве своём оснащёнными традиционной подсветкой на основе так называемых флуоресцентных (люминесцентных) ламп с холодным катодом (Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFL), проще говоря, ламп дневного света. Производство экранов по технологии CCFL LCD "обкатано" на множестве поколений таких приборов и в настоящее время сравнительно недорого, а удобства по сравнению с предыдущим поколением дисплеев на электронно-лучевых трубках, главным образом такие как меньший вес и меньшее энергопотребление, привели к повсеместному (хотя и не окончательному) вытеснению последних из повседневного обихода. И всё бы хорошо, но подсветка с помощью флуоресцентных ламп имеет ряд недостатков, которые можно считать фундаментальными. Например, при CCFL подсветке достаточно сложно реализовать действительно глубокие чёрные тона – постоянно включенные лампы всё равно создают определённую "утечку" света даже на тех фрагментах изображения, которые по задумке в данный момент должны быть тёмными. Отсюда также логически вытекает субъективно воспринимаемое снижение чёткости картинки. Помимо этого, подсветка с помощью флуоресцентных ламп затрудняет передачу множества цветовых оттенков, в результате чего добиться хорошей цветовой насыщенности оказывается очень сложно. Среди других проблем технологии CCFL LCD также нельзя не отметить сложность с достижением высоких частот развёртки, ограниченный срок службы ламп, сравнительно высокое энергопотребление, и, наконец, экологический нюанс - необходимость использования ртути в составе ламп. Словом, так или иначе, но необходимость замены флуоресцентных ламп на что-то более эффективное созрела давно, и в результате многочисленных экспериментов выбор пал на светодиодную подсветку. С её помощью можно улучшить как минимум четыре ключевых фактора качества изображения: яркость, контрастность, чёткость изображения и цветовую гамму. Не говоря уж о более равномерном характере такой подсветки, что немаловажно при просмотре слабо освещённых сцен с изначально малым контрастом. В дополнение к этому также стоит упомянуть, что экономичность светодиодов и большее время работы без потери характеристик позволяют значительным образом снизить энергопотребление LED TV по сравнению с обычными ЖК телевизорами с технологией CCFL LCD.

LED-подсветка бывает разная

К настоящему времени разработан ряд различных технологий подсветки ЖК экранов с помощью светодиодов. Как правило для создания модулей подсветки (Back Light Unit, BLU), используют LED-массивы, составленные из белых (White) или разноцветных - RGB (Red, Green, Blue; красных, зелёных, голубых) светодиодов. Принцип подсветки также представлен двумя основными вариантами прямой (Direct) и торцевой (Edge). В первом случае это массив светодиодов, расположенный позади ЖК-панели. Другой способ, позволяющий создавать сверхтонкие дисплеи, получил название Edge-LED и предусматривает размещение светодиодов подсветки по периметру внутренней рамки панели, а равномерное распределение подсветки осуществляется с помощью специальной рассеивающей панели, расположенной за ЖК экраном – как это делается в мобильных устройствах. Сторонники прямой светодиодной подсветки обещают более качественный результат за счёт большего количества светодиодов и технологии локального затемнения для снижения цветовых разводов. Обратная сторона прямой подсветки – большее количество светодиодов и сопутствующее повышение расхода энергии и цены. К тому же о сверхтонком дизайне телевизора придётся забыть. Сторонники торцевой подсветки, кроме экономии энергии, обещают не худшее качество при более тонком дизайне. Сегодня выпуском ЖК телевизоров со светодиодной подсветкой занимается множество мировых компаний, в том числе Samsung Electronics, Toshiba, Philips, LG Electronics, Sony и другие. В своих ЖК телевизорах и мониторах со светодиодной подсветкой каждая компания использует вариации выше указанных технологий. Так, например, в телевизорах Sony используется технология Edge LED, что позволило значительно уменьшить толщину достаточно больших телевизоров.

Однако далее мы рассмотрим технологию LED TV на примере телевизоров Samsung Electronics – по той причине, что в настоящее время в России доля Samsung на рынке LED-телевизоров достигает 98%.

LED-подсветка в исполнении Samsung: как это работает

По своей сути ЖК экран - это многослойный "пирог", составленный из фильтров цвета, массивов жидких кристаллов, ламп подсветки и пр. Ячейки жидких кристаллов сами по себе не светятся, но, в зависимости от уровня поданного на них напряжения, открываются для пропускания света полностью, приоткрываются частично или просто закрыты в случае отображения тёмного участка картинки.

Роль ламп подсветки во всей это истории – просветить приоткрывшиеся ЖК ячейки, чтобы на экране получилась финальная картинка. Несмотря на столь упрощённый пересказ принципа работы ЖК-дисплея, этого вполне достаточно чтобы понять назначение его основных компонентов. Толщина слоёв "пирога" различных ЖК экранов разная. В случае использования традиционных флуоресцентных ламп слой подсветки оказывается настолько толстым, что занимает больший объём нежели все остальные слои вместе взятые.

Заменим люминесцентные лампы подсветки ЖК ячеек на светодиоды. Первый же очевидный эффект такой замены – значительное уменьшение общей толщины ЖК-панели. Более того, в LED-телевизорах Samsung светодиоды размещены не за матрицей, а по её краям, благодаря чему наличие такого торцевого слоя практически никак не отражается на общей толщине, зато значительно уменьшается общий вес.

Светонаправляющий слой LED BLU обеспечивает равномерную подсветку во всех участках экрана. Благодаря специальной отражающей решетке эффективность светопередачи LED-телевизоров Samsung заявлена на 20% выше, чем у моделей с прямой RGB LED подсветкой. К тому же, вместо привычных 10 и более сантиметров толщины получается менее 3 см – хочешь, ставь такой телевизор на полку, хочешь – вешай как картину на стену с помощью специально разработанной облегченной системы крепления. Толщина LED-телевизоров Samsung серии 8000 в тонкой части корпуса составляет 11 мм, в самой толстой – 29,9 мм. В рекламе Samsung всегда указывает величину, полученную в результате измерений самой толстой части корпуса.

Для справки: В LED-телевизорах Samsung серии 8000 для подсветки используется 324 светодиода. Благодаря полному отказу от люминесцентных ламп LED-телевизоры не содержат ни грамма ртути. В технологии Samsung вдобавок к этому удалось также полностью избавиться от пайки с помощью соединений свинца, и практически свести к нулю выбросы летучей органики и других вредных побочных продуктов при отказе от распыляемых порошковых красок – тонкий, прочный и симпатичный корпус новых телевизоров изготавливается по специальной технологии литья Crystal Design. Ещё одно значительное преимущество LED-телевизоров – высокий уровень контрастности изображения, значительно перекрывающий лучшие показатели традиционных ЖК матриц. Яркость свечения светодиодов настолько велика, что, например, в LED-телевизоах Samsung серий 6000, 7000 и 8000 коэффициент контрастности достигает 1000000:1. В дополнение цифровая обработка сигнала с технологией Mega Dynamic Contrast обеспечивает детальное изображение в слабоконтрастных "сумеречных" участках картинки.

Максимум возможностей новой системы подсветки выжимается с помощью многослойного светофильтра Ultra Clear Panel, пропускающего свет изнутри экрана и не отражающего его снаружи, так удаётся достигнуть лучшей яркости и контраста при минимуме бликов вне зависимости от того, как экран освещён снаружи – солнечным светом или искусственным электрическим освещением. Светодиодная подсветка позволяет добиться белой подсветки ЖК ячеек, в результате чего удаётся добиться отображения более широкой и натуральной гаммы цветовых оттенков. Цветовая палитра LED-телевизоров получается сочней и насыщенней, зелень и синева ярких участков по сравнению с обычными моделями уже не выглядят выцветшими и бледными. В LED-телевизорах Samsung за насыщенностью красок также дополнительно следит аппаратная технология Wide Color Enhancer Pro. Зачастую слабым местом ЖК экранов является смазанность картинки при большом времени отклика, от чего падает резкость изображения и снижается плавность движения объектов в динамичных сценах. В новых LED-телевизорах Samsung за этим следит система интерполяции Motion Plus: модели серий 6000 и 7000 обладают удвоенной 100-Гц развёрткой, а флагманская серия 8000 обладает учетверённой 200 Гц развёрткой.

Немаловажный фактор – расход электричества. Традиционные ЖК телевизоры, конечно же, экономнее былых моделей с электронно-лучевыми кинескопами, но не стоит забывать, что и диагонали нынче уже не те, так что с большими ЖК телевизорами электросчетчики и сейчас крутятся достаточно быстро. Что касается новых LED-моделей, светодиодная подсветка позволяет значительно сократить расход энергии без ущерба для яркости изображения.

Кроме ощутимой экономии электричества – до 40% по сравнению с традиционными ЖК моделями с той же диагональю, LED-телевизоры Samsung также могут похвастать сертификацией по одному из наиболее строгих экологических стандартов Energy Star 3.0.

LED TV Samsung: это не только телевизор…

В телевизоре всё должно быть прекрасно – и характеристики, и внешний вид, и набор функций. Раз уж мы сегодня говорим о конкретных LED-телевизорах Samsung, выпускаемых нынче в Калуге, было бы упущением не упомянуть их основные характеристики. К теме сегодняшней статьи это имеет лишь косвенное отношение; тем не менее, полагаю, несколько строк подробностей о потенциальном предмете покупки не будут лишними.

Прежде всего, LED-телевизоры Samsung серий 6000, 7000 и 8000, наряду с приёмом традиционных аналоговых каналов готовы для работы с цифровым ТВ благодаря наличию встроенных тюнеров DVB-T/C. Когда бы не настала эра повсеместного цифрового телевидения в России, вы уже готовы к этому. Помимо этого, применяемый в этих моделях тюнер LNA plus создан специально с учетом российской специфики – помех, необъятных просторов и не первой свежести телевизионных ретрансляторов. В дополнение к этому благодаря наличию двух портов USB новые телевизоры можно использовать как фоторамку для просмотра фотографий с флэшки, просмотра мультимедийных видеороликов форматов DivX/Xvid, например, с внешнего USB-винчестера, а будет мало – есть встроенные 2 Гб флэш-памяти с заранее залитым контентом. Телевизор можно "прописать" в домашней сети с выходом на ноутбуки, десктопы и внешние хранилища данных, а пульт ДУ телевизора при этом превращается в беспроводную клавиатуру для перехода по папкам, вывода на дисплей контента из разных мест сети. Для выхода в интернет имеется разъём LAN и поддержка Internet@TV с доступом к YouTube. Система звука в ультратонких LED-телевизорах – на уровне лучших моделей Samsung. Специально для ультратонких LED-телевизоров телевизоров был создан уникальный плоский сабвуфер, плюс, используются хорошо зарекомендовавшие себя скрытые динамики.

Наконец, связь с бытовой электроникой DVD-плеером, Blu-ray-проигрывателем, AV-ресивером, кинотеатром, HD-видеокамерой, игровой приставкой, может осуществляться с помощью подключения по интерфейсу HDMI, коих в конструкции LED-моделей Samsung предусмотрено четыре штуки.

LED TV: есть ли минусы?

Есть, а как же: это цена. Пока что LED-телевизоры значительно дороже своих собратьев с традиционной подсветкой. Впрочем, выход из такой ценовой ситуации будет традиционным: снижение цен по мере роста спроса и роста массовости производства. Пока что объём рынка LED-телевизоров невелик, но интерес к таким моделям за счёт их выдающихся характеристик огромен во всём мире. По мнению аналитиков Display Search, уже в следующем году каждый пятый проданный телевизор будет изготовлен по технологии LED TV, а ещё через пару лет – каждый второй. К этому времени можно ожидать и снижения цен.

Когда вы делаете ремонт квартиры полностью самостоятельно, то легко справитесь с таким творческим процессом, как создание уникальной светодиодной подсветки. Как сделать светодиодную подсветку самостоятельно, возможно ли это и насколько просто - такие вопросы встают перед вами. Благодаря тому, что теперь делают натяжные потолки из гипсокартона - установка светодиодной подсветки стала возможной в любой квартире, а также, в любой ее части: спальня, кухня или ванная комната. Вы можете даже установить ее в шкафу.

Что такое Led-лента

Что же собой представляет Led-лента или светодиодная лента - это гибкая планка, с одной стороны имеющая клеящую основу, а на другой располагаются светодиоды и резисторы. Лента имеет кратные участки (5 см), на которых чаще всего располагаются три светодиода и специальные отметки, обозначающие, где можно разрезать ленту. Светодиоды в ленте соединяются последовательной цепью. Ленты могут быть защищенными от воздействий окружающей среды пластиковыми трубками или силиконом, а могут быть открытыми, в зависимости от места их использования, выбирается и лента. Диоды, используемые в ленте, бывают двух типов: SMD 3528 и 5060 (5050), вторые более мощные и могут использоваться как самостоятельные источники освещения комнаты.

Если для подсветки вы используете RGB ленту, то важно знать, что она имеет четыре выхода - на основную массу и по одному на каждый цвет: красный, зеленый и синий.

Схема светодиодной подсветки

Если вам нужно осветить большую площадь, то тогда лучше делать ленты длинной не более 15 метров, в противном случае лампы ближе всего находящиеся к источнику питания будут быстрее выгорать, так как в начале цепи напряжение будет очень сильным.

Порядок ваших действий:

Определяетесь с типом светодиода SMD 3528 или SMD 5050 - вторые будут подороже, но и мощность у них выше.

Определяем нужную плотность светодиодов. Бывают 30, 60, 120. Указанное число показывает количество светодиодов на один метр - чем больше число, тем ярче будет освещение.

Определяемся с типом ленты. Например, IP 44 - это влагозащитные. Определяемся с клейкой стороной - нужна она вам или нет.
Цвет - один цвет или многоцветные, для второй нужен контроллер.

Подсчеты: измеряем периметр участка, где будет располагаться подсветка, подсчитываем суммарную площадь - умножаем потребляемую мощность одного метра, на полученный метраж. По полученным данным подбираем блок питания и контроллер.
Определяем вариант расположения подсветки. Будут выступы из гипсокартона или нет - решать вам.

Монтаж: нарезаем ленту (на ней есть специальные отметки - где можно разрезать), паяем одноцветные участки по типу к «+» идет «-«, для многоцветной ленты паять нужно одноименные участки с буквенным обозначением "V+", "R", "G", "B". Помним, что подключать к одному блоку питания можно не более 15 метров ленты.
Подключение. Проверяем полярность - ошибок быть не должно! Если сетевой шнур не подключен заранее, то подключайте шнур к контактам L и N, затем если у вас многоцветная лента подключаем контроллер и только потом подключаем непосредственно ленту.

Чаще всего используется контурная подсветка потолка, но возможны и другие варианты. С помощью светодиодных светильников и лент, вы можете выгодно разграничивать части комнаты или подчеркнуть цветовую гамму помещения. Например, если спальня у вас выполнена в синих глубоких тонах, то потолок можно украсить узором из светодиодных ламп так, что будет казаться, словно над вашей головой звездное небо. Если в детской комнате живут два ребенка, то интересным решением будет световое разделение комнаты таким образом, чтобы у каждого ребенка был свой уголок и для работы и для сна.

Преимущества светодиодной подсветки led в том, что она легко монтируется, стоит относительно недорого, долго служит и у нее есть разные расцветки. Тогда как у стандартных светильных бытовых приборов только два варианты теплый свет и холодный. А если говорить о неоне - то он недолговечен, сложен в установке.

Возможности расцветки у светодиодных светильников многообразен - от одноцветной, до RGB ленты, которая может менять цвет. Если у вас нет сильных ограничений по деньгам, то купите полноцветную ленту и отдельный контроллер к ней. Покупая ленту, выбирайте в силиконовой изоляции, если вас затопят соседи сверху, то проводка будет в безопасности. А что касается выбора конкретного цвета, то тут решать вам: для глаз более приятен зеленый цвет, а вот синий может восприниматься неправильно, иногда даже тускло.

Подсветка может быть выполнена разными вариантами - это может быть светодиодная подсветка натяжного потолка, с помощью жесткого модуля, могут использоваться точечные светильники, а также и мини прожекторы. Что из этого использовать лучше подскажет ваша фантазия, а может быть комплексное решение всех членов семьи, ведь каждый хочет перестроить окружающий его мир под себя, а уж собственную комнату и подавно. Главная задача при установке подсветки - она должна быть незаметной снизу, поэтому, для того чтобы ее скрыть, используют выступы или карнизы, при этом расстояние тоже имеет значение. Так при слишком большом расстоянии - подсветка будет освещать больше саму нишу, чем непосредственно потолок, а при маленьком - будут заметны сами диоды и промежутки между ними, которые не освещаются.

Подсветка светодиодной лентой проще и в монтаже, и в функционале - ее можно установить там, где другие светильники не справятся. Для ленты даже труднодоступные места не помеха.

Светодиодная подсветка потолка

Сначала вам потребуется создать дизайнерский проект, то есть план работы и рисунок конечного результата. Важно правильно рассчитать, сколько светильников нужно, в каких конкретно местах их разместить, сколько метров светодиодной ленты вам потребуется, важно помнить, что удобнее всего брать ленту кратную 5 см - на таком расстоянии можно разместить 3 светодиода. Затем после расчетов нужно купить светодиодную подсветку, блок питания к ней, а если вы покупаете многоцветную ленту, то контроллер к ней. Когда все куплено, обязательно прочтите инструкцию. Для удобства монтажа светодиодной подсветки, на одной из ее сторон есть клейкий слой. Предварительно место крепления необходимо зачистить и обработать спиртовым раствором. Затем снимите защитный слой прижмите ленту к месту крепления и немного подержите. Если ваша лента по проекту должна изгибать то помните, перегибы должны быть более 2 сантиметров в диаметре.

В зависимости от страны производителя, от используемых диодов, а также от цветности цена светодиодной подсветки будет отличаться.

Светодиодная подсветка кухни

Светодиодная подсветка на кухне уже становится очень модной и популярной, с ее помощью можно обозначить разные зоны, создать уют или интимную обстановку для приятного вечера. С помощью светодиодов на кухне можно осветить ниши, «фартук», шкафы сверху или снизу. В настоящее время такую подсветку используют и в барах, ресторанах, а также в гостиницах.

Если вы хотите разделить на кухне пространство на рабочее и остальное - используйте разные цвета. Для деревянной мебели вам лучше использовать диоды теплых оттенков желтого и оранжевого, если у вас кухня в стиле «хай-тек», то вам больше подойдут синий или серебристый цвета. А зону приема гостей можно оборудовать полноцветной лентой с контролером.

Можно также красиво подсветить барную стойку или стеклянный шкаф с хрусталем - смотреться будет просто великолепно и шикарно.

Подсветка в автомобиле

Одно из последних новшеств для автомобиля - это установка на нем светодиодных лент. При этом освещают сам автомобиль снизу, делают освещение салона или светодиодную подсветку панели приборов. Сегодня продаются в большом ассортименте светодиодные лампочки, устанавливаемые в приборную панель - они потребляют мало энергии и при этом достаточно яркие. Поскольку одинаковых машин на парковке становится все больше, то сделать вашу машину уникальной, отличной от остальных и поможет оснащение ее светодиодами. Тюнинговать свой автомобиль вы можете как с помощью светодиодных ламп, так и с помощью светодиодных лент. Необычным решением может оказаться подсветка дисков автомобиля. Традиционно используется диоды синего цвета, но можете выбрать и другой цвет, в зависимости от цвета вашего авто.

Подсветка светодиодными панелями

Кроме светодиодных лент, есть еще светодиодные панели - они, как правило, очень тонкие (около 13-15 см), имеют многообразие цветов и габаритов. Эта новинка привлекает внимание дизайнеров, так как позволяет решить такие проблемы как, например, слишком низкие потолки. Или, если требуется яркое цветовое решение для стен - тут панели просто выручат, тогда как ленты, потеряются. Это великолепное решение и для детской комнаты, и для ресторана, и для клубной обстановки, они могут быть использованы и в офисных и складских помещениях.

Светодиодные панели разработаны для разного использования, они разрабатываются и для монтажа к бетонным и кирпичным стенам или потолкам, могут быть встроены в подвесной потолок, или могут быть отдельно подвешены специальными креплениями.

Вы можете не беспокоиться о зрении - световые панели абсолютно безопасны для ваших глаз. Как правило, световые панели имеют разную интенсивность освещения, которая может регулироваться, с помощью специального пульта дистанционного управления.

Светодиодные приборы освещение от ламп и прожекторов, до панелей и лент - это современно, стильно и нестандартно. С помощью таких светильников вы сделаете дизайн вашей квартиры или офиса, или автомобиля незабываемым и уникальным. Вы можете использовать светодиодные светильники и для благоустройства различных ландшафтов - в дизайне гостиниц, парков развлечений или даже в бассейне. Установить их можно как самостоятельно, так и пригласив специалистов. Кроме красоты, светодиодные приборы освещение потребляют намного меньше электроэнергии, являются высокотехнологичными и надежными изделиями.