שאלות נפוצות
רקע
מסכי LED, או בשמם הטכני – מסכי Liquid Crystal Displays פועלים על ידי הסתרת אור. עוצמת החשמל שעוברת דרך תא LCD תקבע בעצם כמה אור יעביר התא מצידו האחד לצידו השני : כמה שקוף או כמה אטום/כהה הוא יהיה. בכדי ליצור צבע, מסכי LCD משתמשים בשלושה תת-פיקסלים לפחות עבור כל פיקסל, אשר מהווים את צבעי היסוד: ירוק, כחול ואדום. במקרים מסויימים בוחרות החברות להוסיף תת-פיקסל רביעי מסיבות טכניות (לבן או צהוב). על ידי שינוי זריז של עוצמות הזרם, יעביר פאנל כזה את האור בצבעים הנכונים לכל פיקסל וכך יצליח ליצור תמונה צבעונית ויפה.
בכדי לייצר את הצבעים השונים בכניסה לכל תא, מוסיפים לכל תא גם פילטר צבעוני פצפון וכך כל מה שנדרש לנו הוא אור לבן אחיד מאחורי הפאנל LCD, והכל מצויין. נשמע פשוט? זה מורכב כל כך שהתעשיה עובדת עדיין על נושא התאורה האחורית כבר מזה קרוב לשני עשורים…
CCFL – תאורת ניאון
מקור: RateReducer
תאורה זו היתה הראשונה שהוכנסה לתוך מסכי LCD מסחריים. מדובר היה במספר של צינורות פלאורסנטיות CCFL (קתודה קרה) אופקיים שפוזרו לאורך המסך. בכדי לקבל אור אחיד, נדרש לפזר את האור של הנורות הללו בעזרת שכבת דיפיוזר שישבה כמו סנדוויץ' בין התאורה לפאנל עצמו.
צופים חיפשו תמונה עם פחות הבהוב וטכנולוגיה גם היתה חשופה לזליגות אור בשל תזוזה של הדיפיוזרים), אך מה שנדרש בכדי לקדם עוד את הטכנולוגיה היה פיתרון שיכול היה לשדרג את יכולות הקונטרסט של הפאנל.
בגרסאות מתקדמות יותר, היצרנים מצאו דרכים לעמעם את עוצמת הנורות הללו כך שניתן היה להביא את כל המסך למצב בהיר מעט יותר או כהה יותר, מה ששיפר מאוד את היכולות של המסך למנוע זליגות אור. אך עדיין נדרש היה פיתרון נקודתי יותר וכזה שיכול לעמעם את התאורה באופן מקומי יותר, מהיר ומדוייק יותר.
LED – המהפכה הגדולה
המעבר לתאורת LED היתה המהפכה הגדולה שבפועל הריצה קדימה את עולם המסכים הדקים. עד למהפכה קראנו למסכים הללו LCD או "מסכים שטוחים". המסכים הפופולריים באותה תקופה היו בגדלי 37"-42", והשתמשו לרוב בטכניקות הארה דומות ל-CCFL, כלומר, פאנל של תאורת LED לבנה (או מקבץ של RGB במקרים מסויימים) עם פילטרים Diffusion בינם לבין הפאנל.
היתרונות של LED היו גם בטמפרטורה, אמינות ואורך חיים, אך גם טווח הצבעים היה רחב בהרבה ביחס ל-CCFL. ניתן היה לעמעם את המסך במדוייק הרבה יותר ואפילו להגיע לשחור מוחלט על ידי כיבוי מלא של ה-LED. עם זאת, זמן התגובה של הפאנלים לא היה מספיק מהיר ונדרש שיפור בכדי להמנע ממריחות.
בעיה זו נפתרה בשעתה על ידי הוספת מנגנוני "BFI" אשר קיבלו שמות מסחריים כגון 200HZ או 240HZ. מנגנון BFI או בשמו המלא "Black Frame Insertion" הוא מנגנון שמחדיר פריים שחור קצרצר במעבר בין כל שני פריימים. על ידי הוספת ההבהוב המהיר הזה העין מפסיקה לחוש את המריחה של אותם פאנלים בעייתיים על ידי כיבוי האור בדיוק כאשר הם בשלב המריחה – במעבר בין שני הפריימים. ההבהוב מהיר מדי בכדי שהעין תתפוס אותו (זה נקרא אפקט הסטרוב). לשם כך תאורת ה-LED היתה קריטית מכיוון שהיא יכולה לעבור מתאורה מלאה לכיבוי מלא בזמן אפסי.
בשלב הזה ראינו גם פיצול בעולם תאורת ה-LED. חברות טושיבה וסמסונג הציעו לראשונה פתרונות של local dimming – שיטה יקרה פי כמה שמשאירה את התאורה מאחורי הפאנל אך בכך מאפשרת עמעום (או כיבוי) והדלקה מקומיים של התאורה האחורית ובכך משפרים באופן דרמטי את הקונטרסט של הפאנל.
עם זאת, הטכנולוגיה הגיע עם מחיר לא זול בשל הצורך בנורות LED מתואמות (באותו גוון ועוצמה). כמות הנורות וטכנולוגיית העמעום העלה את המחיר, אך הקהל נדלק דווקא על פריצת הדרך העיצובית של הטכנולוגיה המתחרה: תאורה צידית.
תאורה צידית מעבירה את נורות ה-LED מאחורי מסגרת המסך. חלק מהיצרנים השתמשו בתחילת הדרך בנורות מסביב למסך, אך לאט לאט הנורות עברו לשטח מעל ומתחת למסך. בשל העובדה שיש פסים מעל ומתחת לסרטים רבים (letterbox), היצרנים התמקדו לרוב בתאורה בצידי המסך מימין ומשמאל מה שאפשר להחשיך את הפסים הללו.
היצרנים החלו לראשונה לעשות שימוש בלוחות Diffusion פלסטיים מסוג חדש ש "מכופף" אור – האור נכנס מהצדדים אך בוקע באופן אחיד אל המסך. פריצת דרך זו גם פתרה כמעט לחלוטין את בעיות האחידות וזליגות האור. הפאנל פלסטי חלבי ולא עשוי משכבות "נייר" שיכולות לזוז ממקומן. מסכים מסוג זה זולים בהרבה בגלל שנדרש הרבה פחות נורות LED ובנוסף הן גם לא חייבות להיות מתואמות זו עם זו במדוייק. אבל מה שכבש את השוק והפך למותג אמיתי היה העובי של מסכי Edge lit – הם היו דקים!!!
בעיית אחידות במסך תאורה צידית. מקור: עפר לאור
עם זאת, מעבר לאפקט ההילה, תאורה מסגרתית לרוב אינה בהירה בפינות כפי שהיא במרכז המסך.
היצרנים המשיכו לשפר את השיטה ופריצת הדרך הבאה שילבה בין היתרונות של local dimming לבין edge lit, וזאת על ידי בניית סוג של "מחיצות" בפאנל הדיפוזיה, ניתן היה לתעל את תאורת נורת LED מסויימת לאזור כלשהו. זה לא היה מדוייק כמו Local dimming שבאותה תקופה ידע לכסות בין 32 ל-64 אזורים. הטכנולוגיה הצליחה להגיע ל-8 איזורים מטושטשים או 16 אצל המוצרים היוקרתיים יותר.
תאורה מקומית חלקית כזו אפשרה ליצרנים לשפר את רמת הקונטרסט אבל עדיין להרוויח את כל הנושא של דקות ועלות מופחתת. היתרון של השיטה היא שההילה וזליגות האור שעלולות להווצר בגלל תאורה שדלוקה במקום כהה, כעת יכולות להכבות. אפקט ה"הילה" עדיין אינו מושלם בשיטה הזו ביחס ל-local dimming מלא.
Quantum Dot
מקור: nanosys
המהפכה הבאה היתה המעבר ל-Quantum Dot, טכנולוגיה שמשפרת מאוד את יעילות עוצמת תאורת ה-LED הצידית או האחורית. מדובר בחומר מבוסס על ננו-טכנולוגיה שהופך אור כחול לאור אדום או ירוק באופן יעיל במיוחד. כך במקום לד לבן לא יעיל אפשר להשתמש ב-LED כחול יעיל בהרבה ודיפיוזר שכולל חומרי Quantum Dot שהופכים את האור הלבן לאור מתואם לטווח צבע המורחב של HDR. חברות שונות קוראות לזה בשמות שונים (QLED למשל) ושילוב של זה עם פילטרים יעילים יותר גורמים לאיבוד מופחת של אור בתהליך ההמרה ומשפר את איכות הפאנלים באופן דרמטי.
לא רק שהאור יעיל יותר עם טווח צבע מדוייק ורחב יותר, הוא גם בהיר בהרבה – נושא קריטי לשימוש ב-HDR.
אבל יתרון נוסף הוא בשילוב עם נורות LED קטנות במיוחד, שסוף סוף הופך לאפשרי בשל העובדה שאנחנו משתמשים ב-LED יעילים בהרבה. ועכשיו נפתח לנו מחדש העולם של תאורה אחורית.
ברגע שניתן לשלב כמות גדולה של נורות LED מאחורי המסך, אנחנו מקבלים local dimming קלאסי אך עם מספר אזורים גדול ממה שהיא אפשרי בעבר. לשיטה זו יש מספר רב של שמות, למשל full LED dimming, full LED array, local dimming, full local dimming והיד עוד נטויה.
מסך סמסונג Q9FN עם מאות אזורי תאורה, ללא ההילה שאפיינה את מסכי LED עד כה. מקור: עפר לאור
המעבר לתאורה מלאה מאחור דורשת לא מעט טכנולוגיה. בסיבוב הזה אנחנו כבר לא מדברים על 16 או 32 אזורי תאורה – שזה כבר לא מספיק לקונטרסט שנדרש עבור תכני HDR. עכשיו אנחנו כבר מדברים על מאות אזורים (קרוב ל-500 ככל הנראה במסך ה-Q9FN מהדור האחרון של סמסונג). המשמעות כאן היא רחבה, מדובר על לא רק שדרוג משמעותי בקונטרסט אלא לראשונה יש פיתרון ל-LED תאורה נטול הילות וזה כבר שדרוג משמעותי בעידן של HDR שהתכנים שלו בכוונה קונטרסטיים במיוחד.
הטכנולוגיה היחידה שמתחרה כיום בשיטה זו היא כמובן טכנולוגיית OLED. ההבדל בין השיטות הוא שב-OLED התאורה מובנית בכל פיקסל בעוד שב-full array local dimming יש תאורה LED/QD שמעליה יש שכבת liquid crystal. היתרון הגדול של OLED היה בעבר השיפור בקונטרסט, אך בשל העובדה ש-local dimming LED כל כך צפופים, ניתן להגיע לקונטרסט אינסופי גם בשיטה זו אלא שעוצמת האור של המסכים הללו גבוהה יותר, מה שתורם לקונטרסט אפקטיבי גבוה אפילו יותר ולחדות תפיסתית (perceptual sharpness) גבוהה מאוד.
מקור: nanysys
מכיוון שהאלמנט האורגני במסכי OLED רגיש לצריבות, הדבר דורש מהחברות שמייצרות מסכים בשיטה זו (LG, פיליפס, לווה, סוני ועוד) להכניס מנגנוני אנטי צריבה בכדי למנוע את התופעה. לכן, מי שמשתמש בתצוגה לתכנים סטטים, כגון מחשב, או תכני גיימינג מסויימים (במיוחד משחקי HDR עם אלמנטים סטאטיים) מומלץ להשתמש במסכי LED שבהם אין את הסכנה לצריבה.
מה צופן העתיד לטכנולוגית LED?
יש עוד הרבה לאן לקחת את הטכנולוגיה. נורות LED ממשיכות להפוך קטנות יותר, יעילות יותר ומדוייקות יותר – מה שצפוי להגדיל עוד יותר את אזורי התאורה ולהפוך את מסכי ה- full led array לדקים יותר.
השמועות מדברות על השלב הבא באבולוציה של QD על ידי שילובה הן ב"פילטר" של ה-LCD עצמו, כך שהתאורה האחורית הופכת לנורות LED כחולות בלבד, ובמקום פילטרים שמסננים אור ומייצרים חום והחזרי אור, ישולבו חלקיקי הננו של ה-QD בתוך תת פיקסלים, מה שיגרום לפריצת דרך ביעילות ובדיוק מסכי ה-LED Quantum Dot.
פריצה אפשרית נוספת, שיתכן שתגיע אפילו מוקדם יותר, היא שילוב של חומר ה-QD כבר בתוך ה-LED עצמו, מה שיהפוך את נורות ה-LED לבהירות ומדוייקות יותר. לשיטה זו יש יתרון נוסף שניתן להשתמש בה בתצוגות microLED ובאופן כללי לשיפור יעילות של נורות LED בכל מכשיר שאתם מכירים אך אפילו להשתלב בנורות LED בתאורת הבית שלכם.
סמסונג כבר הציגה את "הקיר" שזה ההתפתחות ההגיונית הבאה באבולוציה של המסכים. מדובר על ויתור מוחלט על פאנל ה-LCD כמתווך בין התאורה האחורית לבין התמונה המושלמת. השנה בתערוכת IFA בברלין, הציגה החברה את ההדגמה המעשית הראשונה של הטכנולוגיה שכבר איננה כבולה ליחס מסך, או אפילו גודל פיזי – ניתן להרכיב ממודולים את תצוגת ה-micro LED למסך בכל צורה או גודל. זה עדיין אינו מסחרי ויש עוד לא מעט טכנולוגיה שנדרשת בכדי להביא את הרעיון הזה אליכם הביתה, אבל העובדה שניתן יהיה להרכיב מסך בכל גודל ממש אצלכם בבית וללא מגבלות יחס קונטרסט או טווח צבע, מביא את החלום של קיר וידאו עוד צעד קדימה למימוש ויעלים בעצם לחלוטין את הצורך בתאורה צידית או אחורית…
