تلویزیون ها و نمایشگرهای دارای نور پس زمینه

نور پس زمینه یا نور پس زمینه منبع نور و نور در تلویزیون و LCD است. از آنجا که ال سی دی ها به خودی خود نور تولید نمی کنند ، برای تولید تصاویر به منبع نور (نور محیط یا نور پس زمینه) احتیاج دارند. بسیاری از LCD ها دارای نور پس زمینه نیستند. مانند ماشین حساب هایی که با نور محیط قابل مشاهده هستند.

انواع نور پس زمینه

ELP: پانل های الکترولومینسانس

تابلوهای الکترولومینسانس یا ساطع کننده نور صفحات هستند که با عبور از لایه فسفر ، نور ایجاد می کنند. روشنایی و انعطاف پذیری آنها از نکات مثبت این منبع نور است. اما نیمه عمر کم آنها (نزدیک به 5000 ساعت) و نیاز به ولتاژ زیاد AC از دلایل استفاده محدود از این پشتیبان ها است.

CCFL: لامپهای فلورسنت کاتدی سرد

برای سالها (حداکثر 3 سال) لامپهای فلورسنت (همان مهتاب!) بیشترین نور پس زمینه را در تلویزیون ها و مانیتورهای LCD استفاده می کردند. با پیشرفت تکنولوژی LED و بهینه سازی آن ، استفاده از CCFL ها کمتر و رایج شده است. لامپهای فلورسنت نسبت به LED ها به قدرت و ولتاژ بالاتری احتیاج دارند و باعث ضخامت پنل و طول عمر کوتاه تر می شود.

بدون شک محبوب ترین نمایشگر نور پس زمینه امروز LED است. اگرچه نورپردازی LED (مورد استفاده برای تلفن های همراه ، نمایشگرهای دوربین و غیره) از ابتدای قرن بیستم توسط LED ها تأمین شده است ، با ظهور این فناوری ، نور پس زمینه LED صنعت تلویزیون و صفحه نمایش های بزرگ را به تصرف خود در آورده است. مصرف برق پایین ، طول عمر بیشتر ، وزن کمتر و امکان کاهش ضخامت دستگاه با نور پس زمینه LED مهمترین عوامل محبوبیت LED ها است.

تلویزیونهای LED همان تلویزیونهای LCD با نور پس زمینه LED هستند.

رنگها بر روی LCD

پیکسلهای نمایشگر کریستال مایع با ترکیب سه رنگ اصلی قرمز ، سبز و آبی رنگ ایجاد می کنند. هر پیکسل از سه فیلتر رنگی (قرمز ، سبز و آبی) تشکیل شده است که زیر قطعه نامیده می شوند.

رنگ های دیجیتال تابعی از رنگ های RGB است. هر نقطه از رنگ های ایجاد شده در تلویزیون ، در هارد دیسک ذخیره شده یا توسط گیرنده دیجیتال دریافت می شود ، با سه شماره توصیف می شود. اگر حداکثر روشنایی هر رنگ اصلی را با عدد 1 نشان دهیم ، رنگ روشن روشن قرمز خواهد بود: 255 سبز: 0 آبی: 0. نارنجی به رنگ قرمز نیز موجود است: 255 سبز: 165 آبی: 0 و قهوه ای قرمز: 165 سبز: 42 آبی: 42. برای توضیح بیشتر ، می توان نور قهوه ای را با ترکیب آبی و سبز با همان شدت و نور قرمز با چهار برابر روشنایی تولید کرد.

بنابراین ، برای تولید رنگ های مختلف ، شما نیاز به ترکیب های مختلفی از سه رنگ اصلی با نورپردازی متفاوت دارید. پنل LCD وظیفه کنترل شدت نور در رسیدن به هر زیر پیکسل را دارد. نور پس زمینه از طریق پنل LCD عبور می کند و شدت آن را به مقدار مورد نیاز کاهش می دهد ، آن را به صورت زیر قطعه فیلتر می کند و با شدت خاصی به یکی از سه رنگ اصلی تبدیل می کند. به این ترتیب پیکسل ها را می توان با حداکثر روشنایی زیر پیکسل ، قرمز ، یک زیر پیکسل سبز با روشنایی متوسط ​​و یک زیر پیکسل آبی بدون روشنایی قرمز کرد.

دامنه نور سفید

گفتیم رنگ هر پیکسل از ترکیبی از سه رنگ قرمز ، سبز و آبی تشکیل شده است. رنگ هر زیرپیشه یک فیلتر نور رنگی است. و شدت نور هر یک از رنگهای اصلی توسط کریستال مایع کنترل می شود.

بنابراین ابتدا شدت نور کنترل می شود و سپس توسط فیلتر رنگ تبدیل می شود. بنابراین سه مورد وجود دارد که تأثیر مستقیمی بر کیفیت رنگهای صفحه نمایش دارند:

نور پس زمینه با کیفیت نور

از آنجا که منبع نوری نهایی که از صفحه نمایش ساطع می شود ، نور پس زمینه است ، طیف وسیعی از رنگ های موجود در آن تأثیر زیادی در کیفیت رنگ دارد.

برای درک بهتر یک سیب قرمز را زیر نور آبی قرار دهید. خواهید دید که رنگ سیب بسیار سرزنده ، مات و قرمز تیره به نظر می رسد. دلیل این امر این است که جسم قرمز ، مانند فیلتر قرمز ، تمام رنگهای دیگر را جذب می کند و فقط چراغ قرمز را ساطع می کند. و از آنجا که در نور آبی نور قرمز (یا بسیار کم) وجود ندارد ، در واقع نور بسیار کمی از سیب منعکس می شود و سیب های تیره دیده می شود.

در صفحه نمایش نیز اگر نور پس زمینه در طیف قرمز کمرنگ باشد باعث می شود رنگ قرمز کشته شود.

کیفیت فیلتر رنگ

هرچه میزان فیلترها بیشتر باشد ، خلوص رنگ سفید بیشتر است ، رنگهای واضح تر و دقیق تر نمایش داده می شوند. بخشی از راز تولید کنندگان نمایشگر نحوه تولید فیلترهای رنگی است.

مراحل تغییر شدت نور در صفحه کریستال مایع

در پاراگراف های قبلی ما به عدد 255 به عنوان حداکثر روشنایی هر رنگ اشاره کردیم. اگر میزان روشنایی هر یک از سه رنگ اصلی از 0 به 255 تغییر کند ، در مجموع 256 سایه از هر رنگ اصلی خواهیم داشت. به همین دلیل ، طیف قرمز به صورت پانل های 4 بیتی در نمایشگرها با 256 مرحله از بسته تا باز شناخته می شود. هرچه پنل طولانی تر قادر به تولید سایه باشد ، رنگ های بیشتری تولید می کند.

نور پس زمینه LED

نورپردازی LED باعث ایجاد تغییر عظیمی در صنعت نمایشگر – به ویژه تلویزیون و مانیتورها شده است. کاهش انرژی و مصرف گرما ، وزن کمتر و ضخامت ، طول عمر بیشتر و کنترل بهتر نور باعث شده است تا تولید کنندگان تلویزیون های LCD با نور پس زمینه LED را به عنوان نمایشگرهای LED معرفی کنند. امروزه بیشتر نمایشگرها OLED (بدون نیاز به نور پس زمینه) یا LCD با نور پس زمینه LED هستند.

LED آبی با فسفر زرد

برخلاف تصور رایج ، LED ها طیف گسترده ای از نور سفید را تولید نمی کنند. بیشتر LED های مورد استفاده در تلویزیون ها و نمایشگرهای دارای نور پس زمینه و همچنین در لامپ ها ، نور آبی و ماوراء بنفش تولید می کنند. برای تبدیل نور LED آبی ، از یک لایه فسفر زرد استفاده می کنند. فسفر بخشی از نور ماوراء بنفش و آبی را جذب می کند و نور قرمز و سبز را ساطع می کند. به این ترتیب ترکیب LED و فسفر باعث ایجاد نور سفید می شود.

اگرچه این روش ارزان و مقرون به صرفه است ، اما ایده آل نیست. نقطه ضعف اصلی این روش ، روشنایی ضعیف طیف های قرمز و سبز است. همانطور که در بالا ذکر شد ، این رنگ ها مات و کم است.

LED RGB

راه حل دیگر برای تولید نور سفید با طیف کامل تر ، استفاده از LED های سه رنگ است. به این ترتیب ، LED ها هنوز هم نور آبی تولید می کنند ، اما لایه فسفر ، چراغ LED را به یکی از سه رنگ قرمز ، سبز یا آبی تبدیل می کند. با ترکیب این سه رنگ ، نور سفید تولید می شود. نور سفید از سه LED قرمز ، سبز و آبی رنگ طیف گسترده تری دارد.

صفحه هایی که از این فناوری در نور پس زمینه خود استفاده می کنند ، رنگ های پر جنب و جوش و دقیق تری تولید می کنند.

با این حال ، این روش ضعف های قابل توجهی دارد. و این طول عمر و عملکرد متفاوت فسفورهای رنگی است. از آنجا که طول عمر فسفر قرمز کوتاه تر از سایر رنگ ها است ، با گذشت زمان کاهش می یابد ، در حالی که چراغ آبی کاهش چشمگیری نمی یابد و طیف قرمز نور سفید کاهش می یابد.

نقطه کوانتومی

راه دیگر برای بهبود رنگ صفحه نمایش ها به خصوص در تلویزیون ها استفاده از نیمه هادی ها در مقیاس نانو است. نقاط کوانتومی تابش نور ماوراء بنفش را بر روی موج خاصی از نور ساطع می کنند. رنگ نور (طول موج) ساطع شده به قطر نقاط بستگی دارد.

در پشتیبان گیری مبتنی بر نقطه کوانتومی ، منبع نور همچنان LED است. و این LED آبی است! اما به جای اینکه فسفر مسئول تبدیل ماوراء بنفش به قرمز و سبز باشد ، یک لایه از نقاط کوانتومی چنین کاری را انجام می دهد.

مزیت فناوری نور پس زمینه کوانتومی ، جذابیت بیشتر رنگ و روشنایی صفحه است.

طرح نور پس زمینه

نمایشگرهای دارای نور پس زمینه به دو شکل قرار گرفتن در معرض لبه و قرار گرفتن در معرض مستقیم است.

قرار گرفتن در معرض از لبه

در این نوع از طرح نور پس زمینه ، رشته های LED در لبه صفحه نمایش روشن می شوند. برای یکنواخت بودن نور صفحه در این سازه ، راهنمای نور و دیفیوزر مورد نیاز است.

قرار گرفتن در معرض مستقیم

گفته می شود یک سازه رشته های LED درست در پشت پنل قرار دارد. همچنین در ساختار از یک دیفیوزر برای صاف کردن نور استفاده شده است.

اگر چگالی LED نور پس زمینه زیاد باشد ، و هر نور را می توان به روشنایی صحنه تنظیم کرد ، صفحه نمایش کم نور است. به این ترتیب ، یکی از بزرگترین ضعف های LCD ها ، تاریکی لکه های سیاه آنها قابل بهبود است. در پس زمینه های عادی ، نور پس زمینه همیشه صفحه کامل را روشن می کند و باعث می شود مناطق سیاه رنگ تاریک نشوند. کم رنگ شدن محلی باعث می شود نور پس زمینه در نقاط مورد نظر روشن یا خاموش شود ، که به کنتراست تصویر بسیار کمک می کند.

ساختار پانل و نور پس زمینه

برای صاف کردن نور پس زمینه از لایه های مختلفی در ساختار پانل استفاده می شود. عملکرد این لایه ها تقویت بهره وری و هموار کردن نور پس زمینه است.