В эфире FlatScreen, магазин профессиональных рекламных мониторов для помещений и витрин. Этот пост – технологиях ЖК и развитии LED.
Вот как выглядит рынок ЖК:
- LCD (liquid crystal display) – жидкокристаллические экраны с ламповой подсветкой CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamps).
- LED (light emitting diode) – то же, но с диодами вместо ламп.
- QLED (quantum light-emitting diode) – с дополнительной прослойкой из квантовых точек, улучшающей яркость и контрастность.
Есть и дисплеи без ЖК-слоя. Это светодиодные медиафасады и цифровые рекламные щиты (DV-LED), а также MicroLED и OLED.
Теперь подробнее.
Содержание
LCD LED: основы.
И там, и там в основе жидкие кристаллы, разница в подсветке. В стандартном LCD – флуоресцентные лампы, у преемника – светящиеся диоды. «LED монитор» – это «LCD LED монитор», просто принято упрощать.
Чтобы понять смысл ЖК-технологии, нужны знания оптики, электротехники и химии. Постараемся объяснить доступно.
Жидкие кристаллы.
В школе учат три состояния материи: твердая, жидкая и газообразная. Но liquid crystal – вещество, обладающее свойствами твердого тела и жидкости одновременно. Под воздействием электрического импульса он принимает четкую форму.
Пиксели.
Строительные блоки цифрового изображения, излучающие цветной свет. Экран состоит из тысяч разноцветных точек, отображающих веб-страницу, которую вы сейчас читаете. Как мозаика, каждый отдельный фрагмент которой незаметен.
Внутри пикселя – три цветовых фильтра (красный, синий и зеленый), называемые «субпикселями».
Принцип работы.
Жидкокристалический слой зажат между двумя стеклянными листами.
Постоянное освещение не проходит через кристаллы, пока они бесформенные. Чтобы пиксель засветился, на ячейку подается электрический ток, структуры твердеют и разворачиваются, пропуская лучи на следующую подложку с RGB-светофильтрами. На экране появляется цветная точка.
В зависимости от яркости освещения трёх фильтров формируется цвет пикселя.
Вот как устроен ЖК-дисплей:
- Подсветка.
- Лист №1, жидкокристаллический.
- Лист №2, с цветными фильтрами.
- Стекло экрана.
[Здесь вы, зритель]
Типы ЖК матриц.
Придумана масса аббревиатур, разница в «настройках»: форме кристаллов, их расположении и принципе поворота при включенном напряжении, структуре поляризационных фильтров.
Общая ситуация:
- TN+Film – устаревшая технология: быстрые, дешевые, но с неточной цветопередачей и небольшими углами обзора;
- VA (MVA, PVA) – медленные, сочное изображение, «честный» черный;
- IPS (S-IPS, ADS, ADSDS) – топовый стандарт, вектор развития.
Подсветка.
Ламповая. В ЖК-мониторах — люминесцентные лампы с холодным катодом, CCFL, равномерно распределенные за экраном и создающие одинаковый уровень яркости.
Полная светодиодная. При полноразмерной подсветке (Back-lit, Direct LED, FALD) светодиоды размещаются равномерно по подложке, аналогично ламповому варианту. Выделяются зоны, яркость которых управляется независимо. Локальное затемнение повышает контрастность. В темной области видео (например, ночное небо) светодиоды гаснут, чтобы создать естественный черный цвет. Это невозможно на ЖК-мониторах с CCFL.
Боковая светодиодная. При Edge-Lit (Edge LED) светящиеся диоды размещаются по краю экрана, а не за ним, например внизу, или вдоль верхней и нижней части, по боковым сторонам, по четырем граням. Для каждой конфигурации типа маркетологи придумали название и преимущества. Общие минусы: нельзя затемнять отдельные участки, комфортные углы обзора меньше, видны блики. Плюсы: меньше слоёв, тонкие, доступные.
Антиблик.
Иногда сверху добавляют поляризационную пленку с микроструктурой в виде гребенки. Задача – рассеивать падающий снаружи свет, не допуская отражения в глаза. Блики становятся менее четкими, размываются и исчезают.
Качество антибликового покрытия измеряется коэффициентом замутнения (Haze): больше=лучше. В серии в серии Samsung QHR Haze=25%.
QLED.
QLED – тот же LCD LED с ещё одним «улучшающим» слоем.
Технология «Quantium led» добавляет каждому пикселю крошечную частицу люминофора.
По-умолчанию светодиоды голубые, а не белые; мониторам приходится «выпрямлять» RGB, автоматически компенсируя цвета. Другая проблема — слабая интенсивность этой части спектра: синий выдает невысокий световой поток.
Вот где вступает в игру QLED. Пиксели перекрываются листом красных (Red) и зеленых (Geen) люминофоров – quantium points (Blue нет, он уже излучается светодиодом). Когда луч проходит через жидкие кристаллы, «кванты» загораются, получается сочная картинка.
OLED.
Вместо жидкокристаллической матрицы в OLED и его продвинутой версии AMOLED – органические полимеры (organic light-emitting diode), которые сами светятся под воздействием электричества.
На LCD LED мониторе единственный способ погасить точку — держать кристалл закрытым, при этом часть света просачивается. А диод выключается на 100%, выдавая точный черный цвет.
Из-за меньшего количества слоёв OLED тоньше, чем LED, могут выпускаться гибкими. Выше энергоэффективность: электричество расходуется только тогда, когда элемент горит.
Недостатки – выгорание точек, работающих больше, чем другие, и недолговечность органических соединений.
MicroLED.
Жидкие кристаллы – «нежная» субстанция, чувствительная к перепаду температур и воздействию ультрафиолета. На улицу без защитного кожуха дисплей ставить нельзя.
Там «царство» обычных светодиодных экранов. Каждый пиксель в них – модуль из 3-х диодов RGB (красный, зеленый, синий).
Преимущества – яркость и срок жизни.
Недостаток – пикселизация: точка на уличном светодиодном пилоне составляет 5-10 мм.
В LED экранах для помещений прогресс «довел» шаг пикселя до 1-2 мм (что по-прежнему кратно больше, чем в ЖК, и различимо даже на расстоянии в 2-3 метра), но дальше дело не шло.
Революцию совершил Samsung, представив модульный телевизор The Wall на MicroLED светодиодах из нитрида галлия, каждый из них в 10 раз меньше толщины волоса (5 микрон). Цветовой элемент меньше, чем в ЖК и OLED.
Но главное – неорганические диоды не выгорают. И поэтому MicroLED лидирует в технологической гонке.
Информационные и рекламные дисплеи: настоящее и будущее.
Отдельностоящие коммерческие мониторы Digital Signage, рассчитанные на режим 24/7 – вершина дисплейной техники. Высокая яркость (до 4000-5000 нит в витринных моделях), антибликовое покрытие, Pro-охлаждение, вертикальный (портретный режим), передовая мультимедийная начинка.
Однако матрицы – базовый LED. Топовые IPS с Back-Lit подсветкой и поляризационным антибликовым покрытием, но без органики и квантов. Фильтр из квантовых точек сильно удорожает QLED, но не даёт критического преимущества перед базовыми ЖК.
Рекламные OLED дисплеи предлагает только LG, но дорого. Непонятны перспективы: невозможность устранить выгорание органических элементов в экстремальных условиях круглосуточной работы заводит технологию в тупик.
MicroLED – идеал, ещё не готовый к массовому рынку.
Корпоративный сектор консервативен, федеральной сети магазинов нужна не одна, а десятки и сотни рекламных панелей – стоящих отдельно (standalone) и собранных в видеостены (videowall). Этот парк скоро становится «разношерстым» в случае обилия технологий.
Понимая это, производители сохраняют преемственность моделей.
«Переезд» b2b-сектора с LCD LED на MicroLED состоится, но это произойдет в перспективе 5-7 лет и, скорее всего, минуя промежуточные стадии в виде QLED/OLED.
Пока же на нашей витрине исключительно high-end представители LCD LED семейства.
