FotonMag

V průběhu 21. století jsme byli svědky prudkého rozvoje zobrazovacích technologií. Objemné vakuové obrazovky postupně nahradily ploché LCD displeje a svého času také plazmové obrazovky. Velký boom zažívají i domácí projektory využívající extra výkonné LED. Dnes jsou každopádně za vrchol považovány OLED a MicroLED displeje se špičkovou kvalitou obrazu, které jsou však zatím velmi nákladné na výrobu. V tomto vývoji se ale často zapomíná na MiniLED displeje, které v současnosti tvoří pomyslný most mezi cenově dostupnými LCD a obrazově dokonalými OLED a MicroLED. Podívejme se blíže na princip jejich fungování.

Podsvícení běžných LCD

MiniLED displeje jsou v principu běžné displeje z tekutých krystalů (LCD), avšak doplněné o mnohem lepší podsvícení s možností lokálního stmívání. Zatímco běžné LCD obrazovky mají jednolité a konstantní podsvícení tvořené řádově desítkami standardních LED – v lepším případě po celé ploše, v horším případě jen po stranách – MiniLED displeje používají řádově tisíce miniaturních diod o velikosti 0,1 až 0,2 mm.

Podscvícení MicroLED

Takovéto podsvícení umožňuje celý displej rozdělit až na tisíce stmívacích zón, které se zhasínají tam, kde jsou v obraze tmavá místa. MiniLED tak ve srovnání s běžnými LCD nabízí mnohem lepší kontrast a mnohdy také vyšší jas i energetickou efektivitu. Z hlediska obrazové kvality tak mohou MiniLED šlapat na paty displejům OLED, avšak stále ještě za nižší cenu.

Co se týče větších technických detailů, různé MiniLED obrazovky se od sebe navzájem mohou výrazně lišit svým provedením. Začněme u podsvícení, kdy se používají různé způsoby osazení diod:

• Zatím nejpoužívanější je technologie POB (package on board), kdy je každý jeden světelný bod umístěný ve vlastním pouzdře, které se následně pájí na plošný spoj. Je to cenově efektivní řešení, kvůli tloušťce výsledného provedení se však nehodí pro ultra-tenká zařízení.
• Alternativou je technologie COB (chip on board), kdy se světelné body nachází přímo na plošném spoji. Jednotlivé čipy tak mohou být umístěny více natěsno a poskytovat uniformnější podsvícení a vyšší jas, na druhou stranu je COB už mnohem náročnější na výrobu, a tedy dražší.
• Nejelegantnějším řešením je technologie COG (chip on glass), kdy se čipy instalují místo plošného spoje na skleněný substrát, což poskytuje lepší optické vlastnosti a ještě tenčí provedení. Dosud se však ještě jedná o stále vyvíjenou a náročně využitelnou technologii.

Ilustrace 2D stmívání zón

Také strategie stmívání se mohou u různých MicroLED displejů lišit. V základě lze rozlišit jedno-rozměrné (1D) stmívání, kdy se zhasne vždy celý sloupec nebo řádek stmívacích zón, anebo dvoj-rozměrné (2D) stmívání, kdy lze ovládat každou jednu stmívací zónu zvlášť. Jak už možná tušíte, druhá možnost poskytuje mnohem lepší kvalitu obrazu, je však mnohem náročnější na provedení kvůli vyšší komplexitě ovladačů. Proto se dnes častěji setkáme s 1D stmíváním, což je u HDR obrazovek s menším počtem stmívacích zón dostačující.

A nakonec se podívejme ještě na tzv. halo efekt, jednu z největších slabin MicroLED technologie – jde o jev, kdy světlo nechtěně uniká z rozsvícených stmívacích zón do těch zhasnutých a vytváří tak rušivou záři. Inženýři vyvíjejí různá řešení, jak tento efekt omezit. Na jednu stranu se snaží navrhnout co nejlepší řešení optického charakteru, aby jednotlivé stmívací zóny co nejlépe odizolovali od sebe navzájem. Také pomáhá „natlačit“ vrstvu světelných čipů co nejblíže LCD vrstvě, to však zase může ztěžovat odvod tepla z čipů. Vedle toho také existují různé algoritmické strategie, které analyzují distribuci jasu a různě upravují intenzitu jasu stmívacích zón. Různé typy obrazů a scén však mohou vyžadovat zcela odlišné algoritmy, proto se někdy používají i konvoluční neuronové sítě pro vytvoření pokročilejších adaptivních algoritmů.

Na závěr lze říct, že dokud se razantněji nesníží náklady na výrobu OLED a MicroLED displejů, MiniLED technologie bude tvořit skvělou alternativu. Z hlediska jejich konstrukce však existují různé proměnné, kdy komplexnější provedení kromě vyšší kvality obrazu zvyšuje i cenu. Inženýři často hledají vyvážený poměr mezi výslednou cenou a optimální vizuální kvalitou, obecně však platí, že vyšší cena obrazovky bude pravděpodobně souviset s vyšší kvalitou obrazu.

Zdroje: ledinside.com, tailorpixels.com