تفاوت بین نمایشگر ال‌سی‌دی و ال‌ای‌دی چیست؟ در نمایشگرهای ال‌ای‌دی از چه نوع پس‌زمینه‌ای استفاده می‌شود؟

دلیل اشتباه گرفتن نمایشگرهای ال‌سی‌دی و ال‌ای‌دی توسط مصرف‌کنندگان

مردم هنوز در مورد اینکه چه چیزی نمایشگرهای LCD و LED را از هم متمایز می‌کند سردرگم هستند، عمدتاً به این دلیل که شرکت‌ها برای سال‌ها از اصطلاحات بازاریابی گیج‌کننده استفاده کرده‌اند. حدود سال 2008، تولیدکنندگان تلویزیون شروع به نام‌گذاری محصولات خود به عنوان نمایشگرهای LED کردند تا بهبودهای حاصل نسبت به آن صفحه‌های قدیمی LCD با روشنایی CCFL را برجسته کنند. اما نکته اینجاست: هر دو نوع در واقع از پنل‌های کریستال مایع در هسته خود استفاده می‌کنند. این تغییر نام، بسیاری از افراد را فریب داد و آن‌ها فکر کردند که LEDها فناوری کاملاً مجزایی هستند، در حالی که در واقع فقط یک ارتقاء در فناوری LCD با نورپردازی بهتر در زیر آن محسوب می‌شوند. طبق تحقیق منتشر شده سال گذشته، تقریباً دو سوم افرادی که پرس‌وجو شدند، فکر می‌کردند تفاوتی بنیادین در نحوه کار این دو فناوری نمایشگر وجود دارد.

نحوه کار فناوری‌های نمایشگر LCD و LED

صفحه‌های ال‌سی‌دی به نوعی منبع نوری نیاز دارند تا کریستال‌های مایع بتوانند جادوی خود را انجام دهند و در واقع تصاویری را روی صفحه نمایش دهند. در گذشته، اکثر ال‌سی‌دی‌ها برای فراهم کردن روشنایی پس‌زمینه لازم، به لامپ‌های فلورسنت کاتد سرد (معروف به CCFL) متکی بودند. اما امروزه ما عمدتاً به فناوری ال‌ای‌دی روی آورده‌ایم. این دیودهای نورگسیل بسیار کارآمدتر از نظر مصرف انرژی نسبت به نمونه‌های قدیمی‌تر خود هستند. در حال حاضر دو روش اصلی برای پیاده‌سازی روشنایی پس‌زمینه ال‌ای‌دی توسط تولیدکنندگان وجود دارد. اولی، روشنایی لبه‌ای است که در آن نورهای ریز در اطراف لبه‌های پنل قرار می‌گیرند و روش دوم این است که تمام آن‌ها در پشت پنل و در چیدمانی معروف به «آرایه کامل» (full array) قرار داده می‌شوند. این تغییر از CCFL به ال‌ای‌دی نتایج قابل توجهی داشته است. ضخامت نمایشگرها به طور کلی حدود ۴۰ درصد کاهش یافته و یکنواختی روشنایی در نقاط مختلف صفحه نمایش بهبود قابل توجهی داشته است. بر اساس تحقیقات منتشر شده توسط انجمن نوری در سال ۲۰۲۲، بهبود یکنواختی روشنایی تأثیر واقعی در تجربه تماشا کردن دارد.

حقیقت این است: تمام نمایشگرهای LED در واقع نمایشگرهای LCD با روشنایی پس‌زمینه LED هستند

ممکن است در تبلیغات آنها را نمایشگرهای LED بنامند، اما در واقع همچنان به طور اساسی نمایشگرهای LCD هستند. چیزی که آنها را متمایز می‌کند بیشتر مربوط به نحوه روشنایی آنهاست. به جای لوله‌های قدیمی CCFL که قبلاً استفاده می‌شد، سازندگان امروزه از دیودهای نوری (LED) پشت صفحه نمایش استفاده می‌کنند. بخش مربوط به بلور مایع در واقع تغییر چندانی نکرده است. بر اساس مقاله‌ای که در GeeksforGeeks منتشر شده، استفاده از LEDها نسبت کنتراست بهتری در حدود 5000 به 1 فراهم می‌کند که در مقایسه با نسبت قدیمی 1000 به 1 از روشنایی CCFL بهبود یافته است. علاوه بر این، این فناوری امکان کاهش دقیق‌تر نور در مناطق خاصی از صفحه را فراهم می‌کند که به معنای عمیق‌تر دیده شدن رنگ مشکی در این نمایشگرهاست. به همین دلیل افراد حرفه‌ای در صنعت ترجیح می‌دهند آنها را LCDهای با روشنایی پس‌زمینه LED بنامند و آنها را در دسته‌های کاملاً جدید فناوری قرار ندهند.

نقش روشنایی پس‌زمینه LED در عملکرد نمایشگرهای مدرن

نوع روشنایی پس‌زمینه مورد استفاده در یک نمایشگر LED چیست؟

نمایشگرهای امروزی به جای لامپ‌های فلورسنت کاتد سرد قدیمی که قبلاً استاندارد بودند، از آرایه‌هایی از دیودهای نوردهی بسیار کوچک معروف به LED استفاده می‌کنند. اکثر صفحه‌های نمایش موجود در حال حاضر از LEDهای سفید استفاده می‌کنند، زیرا این نوع LEDها از نظر هزینه برای تولیدکنندگان مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند. طبق گزارش DisplayTech Insights سال گذشته، حدود ۹ از هر ۱۰ پنل ال‌سی‌دی با روشنایی پس‌زمینه LED از نوع نور جانبی (edge lighting) یا نورپس‌زمینه آرایه کامل (full array backlighting) استفاده می‌کنند. چیزی که این فناوری را از لامپ‌های معمولی متمایز می‌کند، نحوه کار آن در سطح نیمهرسانا است. این امر امکان کنترل بسیار بهتری بر سطوح روشنایی فراهم می‌کند، به‌ویژه در تلویزیون‌های پریمیوم که در برخی مدل‌ها می‌توان نور را در مناطق خاصی از صفحه به‌صورت جداگانه تنظیم کرد و بدین ترتیب سیاه‌های عمیق‌تر و سفیدهای روشن‌تری در مواقع لزوم ایجاد شود.

از CCFL تا LED: تکامل فناوری روشنایی پس‌زمینه

تغییر به روشنایی پس‌زمینه ال‌ای‌دی در اواخر دهه ۲۰۰۰ آغاز شد و باعث کاهش ۶۰٪ مصرف انرژی نسبت به سیستم‌های CCFL شد (گزارش Energy Star، ۲۰۲۳). تولیدکنندگان تا سال ۲۰۱۵ از تولید لامپ‌های CCFL حاوی جیوه صرف‌نظر کردند و نرخ استفاده از ال‌ای‌دی تا سال ۲۰۲۱ در نمایشگرهای تجاری از ۹۸٪ فراتر رفت. این انتقال سه مزیت مهم را فراهم کرد:

1. ضخامت کمتر (پنل‌های لبه‌رو با ضخامت زیر ۰٫۳ اینچ)
2. نسبت کنتراست پویا بیش از ۱۰٬۰۰۰:۱
3. گسترش گاما رنگی تا ۹۵٪ DCI-P3 در مدل‌های پریمیوم

چگونه روشنایی پس‌زمینه ال‌ای‌دی روشنایی و وضوح تصویر را بهبود می‌بخشد

صفحه‌های نمایش حرفه‌ای که از نور پس‌زمینه LED استفاده می‌کنند، می‌توانند به سطوح درخشندگی قابل توجهی در حدود ۱۲۰۰ نیت برسند، که این مقدار بسیار فراتر از حداکثر حدود ۴۰۰ نیتی است که فناوری قدیمی‌تر CCFL می‌توانست داشته باشد. جادوی واقعی با فناوری تیره‌کردن محلی رخ می‌دهد که در آن ال‌ای‌دی‌های خاصی در مناطق تاریک تصاویر خاموش می‌شوند و باعث می‌شود رنگ مشکی عمیق‌تری به نظر برسد. آزمایش‌های انجام‌شده توسط آزمایشگاه کیفیت بصری نشان داده‌اند که این روش نسبت به روش‌های معمول تیره‌کردن کلی، اثرات حلقوی آزاردهنده را تقریباً به میزان سه‌چهارم کاهش می‌دهد. از نظر دقت رنگ، سیستم‌های مدرن RGB LED همراه با بهبودهای نقطه کوانتومی، به مقادیر زیر ΔE 2 دست می‌یابند که این امر الزامات سختگیرانه استودیوهای ویرایش ویدئو را برآورده می‌کند. این صفحه‌های نمایش همچنین عمر بسیار طولانی‌ای دارند و حتی با الگوهای معمول استفاده روزانه در محیط اداری، حدود ۱۰۰٬۰۰۰ ساعت قبل از نیاز به تعویض کار می‌کنند.

انواع پس‌زمینه‌روشنی LED: تمام-آرایه در مقابل لبه‌ای

چگونه پس‌زمینه‌روشنی LED تمام-آرایه کنتراست و یکنواختی را بهبود می‌بخشد

روشنایی ماتریس کامل LED با قرار دادن صدها عدد از دیودهای نوری بسیار کوچک در یک الگوی شبکه‌ای پشت صفحه‌ی نمایش LCD کار می‌کند. این ساختار امکان کنترل محلی بخش‌های مختلف صفحه را فراهم می‌کند، به طوری که مناطق روشن می‌توانند روشن‌تر شوند در حالی که نقاط تاریک واقعاً سیاه باقی می‌مانند. بر اساس داده‌های HP از سال 2023، این سیستم‌ها به نسبت کنتراست چشمگیری در حدود یک میلیون به یک دست می‌یابند. راز کار در واقع ساده است: آنها فقط در جاهایی که تاریکی لازم است نور را خاموش می‌کنند و در جاهایی که نور بیشتری نیاز است، شدت روشنایی را افزایش می‌دهند. نمایشگرهای حاشیه‌ای اغلب در شرایط کنتراست شدید دچار لکه‌های ابری مزاحم می‌شوند، در حالی که سیستم‌های ماتریس کامل به طور کامل از این مشکل اجتناب می‌کنند. به همین دلیل است که متخصصان در زمینه‌هایی مانند پزشکی تفسیر تصاویر رادیولوژی یا استودیوهای تلویزیونی که باید تصاویر را بررسی کنند، به این فناوری اتکا دارند. برای هر کسی که به بازتولید رنگی بی‌نقص در تمام صفحه نمایش بدون وجود لکه‌های پرنور یا کم‌نور نیاز دارد، ماتریس کامل همچنان استاندارد طلایی محسوب می‌شود، هرچند کمی ضخیم‌تر از گزینه‌های حاشیه‌ای است.

LED لبه‌روشن: مزایای طراحی و محدودیت‌های روشنایی

سیستم‌های لبه‌روشن، دیودهای نوری (LED) را در اطراف محیط صفحه نمایش قرار می‌دهند و از راهنماهای نوری برای توزیع نور در سراسر پنل استفاده می‌کنند. هرچند این روش امکان ضخامت بسیار کم (تا حد 4 میلی‌متر) و کاهش مصرف انرژی تا 30٪ در مقایسه با آرایه کامل (WhatHiFi 2023)، را فراهم می‌کند، اما کنترل منطقه‌ای نور را قربانی می‌کند. از جمله موارد قابل توجه:

• کارایی فضایی : ایده‌آل برای نمایشگرهای دیجیتال نصب‌شده روی دیوار در فروشگاه‌ها
• صرفه جویی در هزینه : 20 تا 40 درصد ارزان‌تر از آرایه کامل در تولید (Wired 2023)
• محدودیت‌ها : روشنایی حداکثری محدود (≤500 نیت) و توزیع نامناسب نور پس‌زمینه در نمایشگرهای بزرگ‌تر

انتخاب نوع مناسب: ملاحظات محیط مشاهده و کاربرد

انتخاب به سه عامل کلیدی بستگی دارد:

به عنوان مثال، مطالعه‌ای که در سال 2023 توسط DisplayMate انجام شد نشان داد که نمایشگرهای با نورپس زمینه تمام آرایه، کیفیت تصویر درک‌شده را به میزان 47%در محیط‌های روشن‌شده با نور خورشید نسبت به نمایشگرهای با نورپس لبه بهبود می‌بخشند. با این حال، نمایشگرهای با نورپس لبه همچنان در لابی‌های شرکتی که بودجه محدودی دارند و طراحی نازک از عملکرد خالص مهم‌تر است، ترجیح داده می‌شوند.

رد کردن اشتباهات رایج درباره نمایشگرهای LED و LCD

اشتباه: نمایشگرهای LED مانند پنل‌های OLED نور تولید می‌کنند

بسیاری از افراد بین نمایشگرهای LCD با نورپس LED و فناوری OLED اشتباه می‌کنند و فکر می‌کنند که این دو به شیوه‌ای مشابه کار می‌کنند در حالی که در واقع اینطور نیست. در صفحه‌های نمایش OLED، هر پیکسل به‌طور مستقل نور خود را تولید می‌کند. اما نمایشگرهای LED به چیز دیگری نیاز دارند — آن‌ها به یک نورپس جداگانه تشکیل‌شده از دیودهای ساطع‌کننده نور (LED) سفید یا رنگی قرار گرفته در پشت لایه‌های کریستال مایع متکی هستند. به دلیل این ساختار، نمایشگرهای LCD با نورپس LED تنها نمی‌توانند به سطح سیاهی عمیقی که OLEDها به راحتی دست می‌یابند، برسند. حتی هنگام نمایش محتوای تاریک، مقداری از نورپس باید روشن باشد، بدین معنا که دستیابی به سیاه مطلق در این نوع نمایشگرها عملاً غیرممکن است.

بازاریابی در مقابل واقعیت: چرا اصطلاح «تلویزیون ال‌ای‌دی» نادرست است

ما هنوز هم اصطلاح تلویزیون ال‌ای‌دی را به کار می‌بریم، هرچند از نظر فنی دیگر صحیح نیست. بر اساس گزارش سامسونگ از سال گذشته درباره فناوری نمایشگرها، آنچه ما تلویزیون ال‌ای‌دی می‌نامیم در واقع صرفاً صفحه‌نمایش ال‌سی‌دی زیرین هستند. آنها نورپس‌های قدیمی CCFL را با ال‌ای‌دی تعویض کرده‌اند. از نظر منطقی این موضوع معقول است. برای کسب‌وکارها که نمایشگرها را برای مصارفی مانند بیلبوردهای دیجیتال در فضای باز خریداری می‌کنند، این تفاوت بین انواع نورپس واقعاً اهمیت دارد. روشنایی در سراسر صفحه یکنواخت‌تر می‌ماند و مصرف انرژی نیز به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد که در طول زمان، به‌ویژه در محیط‌های تجاری، تأثیر زیادی دارد.

توضیح اصطلاحات صنعت برای خریداران B2B

متخصصان باید مشخصاتی مانند نورپس ال‌ای‌دی تمام‌صفحه در مقابل لبه‌ای در مقایسه با اصطلاحات مبهم مانند «نمایشگر LED»، تولیدکنندگانی که از زبان دقیق استفاده می‌کنند («LCD با نورپس‌زنی LED») نشان‌دهنده پایبندی به استانداردهای IEC 62512 برای ثبات درخشندگی هستند و این امر خطاها در تهیه تجهیزات صوتی-تصویری شرکتی را کاهش می‌دهد.

مزایای عملکردی و عملیاتی نمایشگرهای LCD با نورپس‌زنی LED

نمایشگرهای LCD با نورپس‌زنی LED عملکردی برتر نسبت به مدل‌های قدیمی‌تر با نور CCFL ارائه می‌دهند، به‌ویژه در سه حوزه کلیدی: کیفیت تصویر، بازده انرژی و طول عمر عملیاتی.

کیفیت تصویر: روشنایی، دقت رنگ و سطوح سیاه

صفحه‌های نمایشگر امروزی با روشنایی پس‌زمینه LED می‌توانند در حداکثر روشنایی به بیش از ۱۰۰۰ نیت برسند که تقریباً دو برابر آنچه مدلهای قدیمی‌تر CCFL به دست می‌آورند؛ و همه اینها در کنار حفظ انحراف رنگی زیر ۱ واحد dE برای دقت سطح حرفه‌ای، مطابق گزارش جدید DisplayMate از سال ۲۰۲۴ است. با تنظیمات dimming محلی آرایه کامل (FALD)، این پنل‌ها قادر به ایجاد سطوح واقعی سیاه هستند، زیرا مناطق LED را به صورت جداگانه کنترل می‌کنند و گاهی تا ۲۵۰۰ منطقه مختلف در سراسر صفحه نمایش را شامل می‌شوند. نتیجه؟ نسبت کنتراستی بالاتر از یک میلیون به یک در برخی از مدل‌های جدیدتر مینی LED. این سطح از دقت اهمیت زیادی دارد، زیرا از مشکل مزاحم مه خاکستری در صفحه‌های edge lit جلوگیری می‌کند. برای کاربرانی که روی تصاویر پزشکی کار می‌کنند یا در کارهای جدی درجه‌بندی رنگ فعالیت دارند، این عامل تفاوت بزرگی در دستیابی به نتایج دقیق روزانه ایجاد می‌کند.

بهره‌وری انرژی و تأثیر محیطی روشنایی پس‌زمینه LED

داده‌های جدید از گزارش انرژی نمایشگر سال 2023 نشان می‌دهد که فناوری LED نسبت به روشنایی پس‌زمینه قدیمی CCFL که قبلاً به آن وابسته بودیم، حدود 40٪ نیاز به برق را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، یک صفحه نمایش تجاری استاندارد 65 اینچی با استفاده از LED تنها در حد 98 وات کار می‌کند، در حالی که مدل مشابه با CCFL حدود 163 وات مصرف می‌کند. این بدان معناست که کسب‌وکارهایی که از نمایشگرها به صورت 24 ساعته استفاده می‌کنند، می‌توانند سالانه حدود 570 کیلووات‌ساعت انرژی صرفه‌جویی کنند. و این برای محیط زیست به چه معناست؟ خُب، مطالعات چرخه عمر نشان می‌دهند که ردپای کربن این نمایشگرهای LED حدود 28٪ کمتر از نمونه‌های CCFL است. برای شرکت‌هایی که به دنبال سبز کردن عملیات خود هستند، انتقال به فناوری LED از نظر زیست‌محیطی و مالی منطقی است.

طول عمر و قابلیت اطمینان بلندمدت پنل‌های با روشنایی پس‌زمینه LED

آزمایش‌ها در شرایط تنش نشان می‌دهند که نمایشگرهای روشن‌شده با LED حدود ۹۰ درصد از روشنایی اولیه خود را حتی پس از ۷۰ هزار تا ۱۰۰ هزار ساعت کار حفظ می‌کنند، که تقریباً سه برابر طول عمر مدل‌های قدیمی CCFL است. نحوه فرسودگی LEDها به اندازه OLEDها مشکل‌ساز نیست، جایی که مواد آلی با گذشت زمان تجزیه می‌شوند. در عوض، کاهش روشنایی LEDها دنبال الگوهای نسبتاً منظمی دارد که به مدیران تأسیسات اجازه می‌دهد زمان تعویض آنها را برنامه‌ریزی کنند. کسب‌وکارهایی که نمایشگرهای دیجیتالی خود را به‌صورت مداوم و شبانه‌روزی به کار می‌گیرند، معمولاً پنج تا هفت سال از این صفحه‌های LED بدون بروز مشکل استفاده می‌کنند. همچنین طبق گزارش فدراسیون نمایشگرهای دیجیتالی سال گذشته، این سیستم‌های مدرن تنها حدود ۳۸ درصد از فناوری قدیمی LCDای که جایگزین آنها شده‌اند، دچار خرابی می‌شوند.

سوالات متداول

آیا نمایشگرهای LCD و LED یکسان هستند؟

خیر، این دو یکسان نیستند. نمایشگرهای LED نوعی از LCD هستند که از روشنایی پس‌زمینه LED به جای فناوری قدیمی‌تر CCFL استفاده می‌کنند و به این ترتیب بازده انرژی بهتری، ضخامت کمتر و روشنایی بالاتری ارائه می‌دهند.

تفاوت بین روشنایی پس‌زمینه LED حاشیه‌ای و تمام-صفحه چیست؟

روشنایی پس‌زمینه LED حاشیه‌ای، دیودهای نوری را در اطراف لبه‌های صفحه نمایش قرار می‌دهد که طراحی نازک‌تری را ممکن می‌سازد، اما کنترل کمتری بر یکنواختی روشنایی دارد. در روشنایی پس‌زمینه LED تمام-صفحه، دیودها در سراسر پشت نمایشگر قرار دارند و این امر باعث تضاد بهتر و یکنواختی روشنایی بیشتر در سراسر صفحه می‌شود.

چرا سردرگمی بین نمایشگرهای LED و OLED وجود دارد؟

این سردرگمی به این دلیل ایجاد می‌شود که هر دو عبارت 'LED' را در نام خود دارند، اما به شیوه‌های متفاوتی کار می‌کنند. نمایشگرهای OLED نور را در هر پیکسل به صورت جداگانه تولید می‌کنند و این امر باعث مشکی‌های عمیق‌تر و رنگ‌های پرجنب‌وجوش‌تری نسبت به نمایشگرهای LCD با روشنایی پس‌زمینه LED می‌شود که از یک منبع نور جداگانه استفاده می‌کنند.

آیا نمایشگرهای با روشنایی پس‌زمینه LED قادر به ایجاد سطوح مشکی همانند OLED هستند؟

خیر، هرچند نمایشگرهای با روشنایی پس‌زمینه LED به طور قابل توجهی بهبود یافته‌اند، اما هنوز نمی‌توانند به سطح سیاه مطلق دست یابند که نمایشگرهای OLED به دلیل نیاز به روشن ماندن بخشی از پس‌زمینه نوری دارند.

چرا تولیدکنندگان اغلب صفحه‌های ال‌سی‌دی با روشنایی پس‌زمینه LED را «تلویزیون‌های ال‌ای‌دی» می‌نامند؟

تولیدکنندگان آن‌ها را به عنوان «تلویزیون‌های ال‌ای‌دی» بازاریابی می‌کنند تا بر استفاده از فناوری ال‌ای‌دی برای روشنایی پس‌زمینه تأکید کنند که در مقایسه با روش‌های قدیمی‌تر روشنایی، بازده انرژی و کیفیت تصویر بهتری فراهم می‌کند. با این حال، این تلویزیون‌ها اساساً همچنان صفحه‌های ال‌سی‌دی هستند.