เมื่อประเมินคุณภาพของภาพของจอแสดงผล LED ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมมักจะให้ความสำคัญกับความสว่างสูงสุดเป็นอย่างมาก (วัดเป็นนิต) อย่างไรก็ตาม ความสว่างเป็นเพียงด้านหนึ่งของสมการการมองเห็นเท่านั้น ปัจจัยที่กำหนดที่แท้จริงของความลึกของภาพ ความสดใสของสี และความสามารถในการอ่าน-โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีแสง-โดยรอบ-สูง หรือแอปพลิเคชัน-ช่วงไดนามิก-ช่วงไดนามิก (HDR) สูง-คืออัตราส่วนความคมชัด.
อัตราส่วนคอนทราสต์ถูกกำหนดทางคณิตศาสตร์ว่าเป็นอัตราส่วนของความสว่างของสีขาวที่สว่างที่สุดต่อของสีดำที่เข้มที่สุด แม้ว่าการได้รับความสว่างสูงนั้นค่อนข้างตรงไปตรงมาด้วยชิป LED ประสิทธิภาพสูง-สมัยใหม่ แต่การได้รับ "สีดำ" ที่ลึกอย่างแท้จริงบนพื้นผิวจอแสดงผลที่ใช้งานอยู่นั้นเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนสูง บทความนี้สำรวจบทบาทที่สำคัญของเทคโนโลยีระดับสีดำในการเพิ่มอัตราส่วนคอนทราสต์สูงสุดและเพิ่มประสิทธิภาพการมองเห็นโดยรวม
กายวิภาคของคอนทราสต์: เหตุใดระดับสีดำจึงมีความสำคัญ
การรับรู้ทางการมองเห็นของมนุษย์อาศัยความเปรียบต่างสัมพัทธ์มากกว่าความสว่างสัมบูรณ์ จอแสดงผลที่ทำงานที่ 5,000 nits อาจดูซีดจางและแบนหากพิกเซลที่ไม่ได้ใช้งานสะท้อนแสงรอบข้างมากเกินไป ทำให้เกิด "พื้นสีดำ" ในทางกลับกัน หน้าจอที่มีความสว่างสูงสุดต่ำกว่าแต่พื้นสีดำต่ำเป็นพิเศษจะให้ภาพที่คมชัดและสมจริงยิ่งขึ้น
อัตราส่วนคอนทราสต์สูงช่วยให้มั่นใจได้ว่า:
- รายละเอียดเงายังคงอยู่:การไล่สีที่ละเอียดอ่อนในฉากที่มืด (เช่น ในสภาพแวดล้อมการผลิตเสมือนจริงหรือในโรงภาพยนตร์) ยังคงมองเห็นได้ แทนที่จะรวมเป็นสีเทาโคลน
- ความอิ่มตัวของสีได้รับการปรับปรุง:สีจะดูสมบูรณ์ยิ่งขึ้นและอิ่มตัวมากขึ้นเมื่อตัดกันกับพื้นหลังสีดำล้วน
- ปรับปรุงความชัดเจนของข้อความแล้ว:ในห้องควบคุมหรือป้ายดิจิทัล คอนทราสต์สูงจะช่วยลดอาการปวดตาและปรับปรุงความสามารถในการอ่านจากระยะไกล
เทคโนโลยีหลักที่สร้าง "พื้นสีดำ"
เพื่อลดการสะท้อนของแสงให้เหลือน้อยที่สุดและได้สีดำที่เข้มที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ผู้ผลิตจอแสดงผลจึงใช้โซลูชันทางวิศวกรรมระดับฮาร์ดแวร์-หลายอย่าง:
1. บรรจุภัณฑ์ SMD และ COB สีดำ-
ไฟ LED SMD (อุปกรณ์ติดตั้งบนพื้นผิว) แบบดั้งเดิมใช้ตัวเรือนพลาสติกสีขาวหรือสีเทาเพื่อเพิ่มการแยกแสงและเพิ่มความสว่างสูงสุด อย่างไรก็ตาม กรอบไฟเหล่านี้จะสะท้อนแสงโดยรอบที่สำคัญเมื่อปิดจอแสดงผลหรือแสดงเป็นสีดำ
- SMD สีดำ-:ด้วยการใช้อีพอกซีสีดำและวัสดุบรรจุภัณฑ์สีดำ พื้นผิวทางกายภาพของเม็ดบีด LED จะดูดซับแสงที่เข้ามา แม้ว่าวิธีนี้จะลดเอาท์พุตลูเมนสัมบูรณ์ของไดโอดลงเล็กน้อย แต่การลดลงอย่างมากของแสงสะท้อนโดยรอบจะทำให้อัตราส่วนคอนทราสต์สูงขึ้นแบบทวีคูณ
- COB (ชิป-บน-บอร์ด) และ Gob (กาว-บน-บอร์ด) การเคลือบด้าน:ในจอแสดงผลระดับไมโคร-และระยะละเอียด- ชิป LED ขนาดย่อย-มิลลิเมตรจะติดตั้งเข้ากับ PCB โดยตรง การใช้เรซินห่อหุ้มเคลือบด้านแบบไม่สะท้อนแสง-ทั่วทั้งกระดานจะป้องกันการสะท้อนแสงแบบพิเศษ ทำให้เกิดผืนผ้าใบสีดำ-ที่เป็นหมึกไร้รอยต่อ
2. การออกแบบหน้ากากทางกายภาพขั้นสูง
ตะแกรงหน้ากากพลาสติก (หรือบานเกล็ด) ที่วางอยู่เหนือ LED ทำหน้าที่เป็นทั้งเกราะป้องกันและตัวเสริมการมองเห็น
- ไมโคร-พื้นผิว:หน้ากากระดับพรีเมียมมีร่องขนาดเล็ก-หรือพื้นผิวด้านที่กระจายแสงที่เข้ามาในหลายทิศทาง ป้องกันแสงจ้าและการสะท้อนที่รุนแรง
- บานเกล็ดแรเงา:หน้ากากที่ออกแบบมาอย่างดี-มีขอบเล็กๆ อยู่เหนือไฟ LED แต่ละแถว สิ่งเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นบังแดดขนาดเล็ก ปิดกั้นแสงโดยรอบเหนือศีรษะ (เช่น แสงแดดหรืออุปกรณ์ติดตั้งบนเพดาน) ไม่ให้กระทบกับส่วนที่สะท้อนแสงของจอแสดงผล ในขณะเดียวกันก็ปล่อยให้แสงที่ปล่อยออกมาจาก LED ส่องผ่านไปยังผู้ชมได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง
3. การรักษาพื้นผิวป้องกัน-แสงสะท้อน (AG) และ-แสงสะท้อน (AR)
พื้นผิวด้านนอกของโมดูลจอแสดงผลสามารถบำบัดได้ทางเคมีหรือกายภาพเพื่อลดการรบกวนจากสิ่งแวดล้อม
- เอจีเคลือบ:กระจายแสงสะท้อน ทำให้ภาพสะท้อนเบลอและรบกวนสายตามนุษย์น้อยลง
- การเคลือบเออาร์:ใช้หลักการรบกวนของแสงแบบทำลายล้างเพื่อลดเปอร์เซ็นต์ของแสงที่สะท้อนจากหน้าจอแสดงผลลงอย่างมาก ทำให้ระดับสีดำยังคงเดิมแม้อยู่ภายใต้แสงสปอตไลท์โดยตรง
บทสรุป
การเพิ่มอัตราส่วนคอนทราสต์ของจอแสดงผล LED ให้สูงสุดคือการจัดการรายละเอียดที่มืด แทนที่จะไล่ตามพลังงานดิบ ด้วยการใช้บรรจุภัณฑ์เคลือบสีดำ- หน้ากากทางกายภาพที่ได้รับการปรับปรุง และการเคลือบป้องกันแสงสะท้อนขั้นสูง- ทำให้จอแสดงผลสมัยใหม่ได้พื้นสีดำลึกที่จำเป็นในการปลดล็อกความลึกของการมองเห็นที่แท้จริง เมื่อเลือกเทคโนโลยีการแสดงผลสำหรับการใช้งานในการรับชมที่สำคัญ การประเมินรายละเอียดทางวิศวกรรมระดับสีดำเหล่านี้มีความสำคัญพอๆ กับการตรวจสอบข้อกำหนดด้านความสว่าง