LED TV'lerin Temel Prensipleri

Son yıllarda televizyon teknolojisindeki gelişim herkes tarafından fark edilmektedir. Her geçen gün yeni özelliklere sahip televizyonlar üretiliyor. Günümüzde floresan arka aydınlatmalı LCD TV’ler yerlerini LED arka aydınlatmalı LCD TV’lere bırakmaya başladı. Oldukça ince görünüme sahip bu televizyonlar yüksek kontrast oranları sayesinde her geçen gün daha da revaçtadır. Tabi ki yenilikler bununla sınırlı kalmadı. 3D görüntü izleme olanağı sağlayan 3D–Ready televizyonlardan sonra Full 3D televizyonlar baş döndürücü bir hızla piyasaya sürüldü. Milyonlarca renk görüntüleme, gerçek 3D görüntü, dijital işlenmiş ses kalitesi ve zarif tasarımlı televizyonlar yaygınlaştı.

TV’lerde Kullanılan LED’in Yapısı

LED TV’ler, arka aydınlatması LED olan LCD televizyonlardır. Standart LCD TV’lerden farklı olarak; arka aydınlatma CCFL (soğuk katot floresan lamba) ile değil, LED’ler ile yapılmaktadır. Ekranda görüntü oluşturulurken kullanılan arka aydınlatma teknolojisindeki bu devrimsel yenilik sayesinde oldukça ince paneller üretilmeye başlamıştır.

LED’ler doğru polarma altında çalışırlar ve uçlarına uygulanan doğru polarma gerilimi ile doğru orantılı olarak ışık verir. LED, doğru polarma edilirse enerji seviyeleri farklı elektron ve oyuklar birleşebilmek için enerjilerinin bir kısmını vermek zorundadır. Elektronlar bu enerjilerini ısı ve ışık biçiminde ortama verir. Eğer diyot şeffaf bir plastik kılıfla kaplanırsa diyot yapısında elektron oyuk birleşimi sırasında harcanan enerji ışık şeklinde ortama yayılır. Bizde böylece ışığı görmüş oluruz.

LED’lerin yaydığı ışık, LED çipi içerisindeki yarı iletken katkı maddeleri ile ilgilidir. LED’in hangi renkte ışık yayması isteniyorsa galyum, arsenit, alüminyum, fosfat, indiyum, nitrit gibi kimyasal malzemelerden uygun oranda yarı iletken malzemeye katkı yapılır (GaAIAs, GaAs, GaAsP, GaP, InGaAIP, SiC, GaN). Böylece LED çipinin istenen dalga boyunda ışıma yapması sağlanır. Örneğin kırmızı renk (660nm) için GaAlAs, sarı renk (595nm) için InGaAIP, yeşil renk (565nm) için GaP, mavi renk (430nm) için GaN kullanılır.

Arka aydınlatmada LED kullanılmasının bir çok avantajı vardır.

• Aşırı sıcak ortamlardan etkilenmez.
• Titreşimden etkilenmez.
• CCFT’ye (floresan) göre daha dayanıklıdır.
• Soğuk ortamlarda daha uzun süre çalışabilir.
• Nokta özellikleri sayesinde daha esnek arka ışık mimarisi,
• İnce arka ışık tasarımları,
• Beyaz LED ile watt başına daha fazla ışık,
• Daha uzun kullanım ömrü (50.000 saate karşı <10,000 saat) vardır.
• Alçak gerilim sürücüleri karmaşıklığı azaltılmıştır.
• Geniş renk yelpazesi,
• Ayarlanabilir beyaz nokta mevcuttur.

Arka Aydınlatma LED’leri

Arka aydınlatmada kullanılan LED'ler iki ana grupta toplanmaktadır.

• Akım kapasitesi
• Standart LED sürücü akımı <50m
• Yüksek akım LED sürücü akımı 50 -150 mA
• Yüksek güçlü LED sürücü akımı 150-1000mA
• Renk
• Beyaz LED'ler
• Kırmızı, yeşil ve mavi LED'ler

LED gerilimi renklere göre değişir.

• Kırmızı ~ 2V
• Yeşil ~ 3.5V
• Beyaz /Mavi Yeşil ~ 3.5-4V 

LED Ekranın Çalışması

Normal LCD TV’lerde ve LED TV’lerde aynı panel kullanılır. Aradaki fark sadece paneli aydıntlatmak için birisinde floresan lamba diğerinde ise ekranın farklı konumlarına sabitlenmiş sıra sıra LED’ler kullanılmasıdır. Arka aydınlatma dışında panelin çalışması standart LCD TV ile aynıdır. CRT tüp ya da plazma hücrelerine göre LCD hücreleri ışık üretemez. Bu yüzden LCD ekranlar arka ışığa ihtiyaç duyar.

Standart LCD TV’lerde arka aydınlatma için kullanılan floresanlar vardır. Bunların yaydığı beyaz ışık, ışık yayıcı ve ışık filtresi sayesinde tüm ekrana eşit olarak dağıtılır. Ekran binlerce hücrelerden oluşur. Bir hücreye gerilim uygulanarak hücre materyal yapısı değişmektedir. Likit kristal yapıya ulaşan ışık, likit kristallerin enerjilenmesiyle ortaya çıkan konumları neticesinde ışığı tamamen geçirir, belirli bir miktarını geçirir ya da geçirmez. Bu geçirgenliği kontrol eden TFT (Thin Film Transistor) yapısıdır. LCD içindeki bu yarı iletken anahtarlar, likit kristallerin ışığı kontrol etmesini sağlar ve bir perde gibi davranmalarına neden olur.

TFT yapı bir zar şeklinde ekranı kaplar. Thin film transistor teknolojisinin en önemli avantajı piksellerin birbirinden bağımsız olarak transistör aracılığıyla yönetilmesidir. Günümüzde notebook ekranlarında, cep telefonlarında ve televizyonlarda yaygın olarak bu yapı kullanılmaktadır.

TFT Elektrik Yapısı

Arkadaki lambalarda oluşturulan beyaz ışık, renk filtrelerinden geçer. Işık, geçtiği filtrenin rengini alır. Renk filtresinde kırmızı(Red), yeşil (Green) ve mavi (Blue) filtre bulunur. Yani arka ışık çeşitli renk filtrelerinden geçirilerek renkli bir görüntü oluşturulur.

Standart LCD Panelin Yapısı

LED TV’lerde CCFT adı verilen floresanlar kullanılmaz. Bunun yerine LED dizileri kullanılır. LED dizisi gerekli ışık görüntüleme miktarının büyüklüğüne bağlı olarak bir, iki ya da dört kenar üzerine monte edilebilir. Arka aydınlatmanın LED ile yapılmasının televizyon için en büyük avantajı oldukça ince panel üretimine olanak sağlamasıdır. Ultra ince televizyonlar görünüm açısından devrim niteliği taşımaktadır.Ayrıca CCFT (floresan) arka aydınlatmalı LCD TV’lere göre üretim maliyeti düşmüştür. Çünkü LED TV’lerde floresan aydınlatmalı LCD TV’lerdeki gibi inverter kartı bulunmamaktadır. Floresanların çalışmasını sağlayan inverter kartına ihtiyaç kalmamıştır. Bu da maliyetin düşmesini sağladığı gibi ekranın ince olmasını sağlar.

LED televizyonlardaki en büyük fark, siyah rengin geleceği bölgedeki LED’in kapatılarak ekranda daha fazla siyah elde edilmesidir. Bu sayede çok yüksek kontrast oranı yakalanabilir. Bu durum görüntüde netliğe yol açar. LCD televizyonlarda 1:10.000 ile 1:50.000 lümen arasında kontrast elde edilirken LED televizyonlarda bu oran 1:2.000.000 ile 1:5.000.000 arasındadır.

Bu teknoloji ile gelen diğer önemli özellik ise düşük enerji tüketimidir. LED televizyon türlerinin tümünde enerji kullanımı düşük seviyededir.

LED Arka Aydınlatmalı Televizyonun Yapısı

LED Ekran Çeşitleri

LED TV’lerde arka aydınlatma olarak kullanılan LED’lerin, panel üzerindeki konumlarına göre iki türü vardır. Sınıflandırma yaparken bu LED dizilerinin panel üzerinde bulundukları konumları göz önünde bulundurulur.

• Edge (kenar) arka aydınlatma
• FULL LED arka aydınlatma

Kenar aydınlatma kullanan LED TV’lerde LED’ler, ekran boyutuna bağlı olarak bir,iki ya da dört kenar boyunca sıralanır.Işık yönlendirme levhaları kullanılarak ışık ekran boyunca eşit biçimde yayılır. Bu aydınlatma yöntemi kullanan televizyonlarda çok ince tasarımlar yapılabilmektedir.

Kenar Aydınlatma

Kenardan aydınlatma teknolojisi maliyetleri düşürdüğü için bu teknolojiyi kullanan LED TV’lerin fiyatı daha uygundur.

Kenar Aydınlatma LED’lerinin Yakından Görünümü

FULL LED arka aydınlatma kullanıldığında çok yüksek kontrast oranlarına ulaşılabilmektedir.Bunun sebebi ekranın istenilen alanında karartma uygulanabilinmesidir. Bu teknolojide LED sayısı ve kontrol ettikleri bölgenin büyüklüğü görüntü kalitesini doğrudan etkiler.

FULL LED Arka Aydınlatma

LED TV Blok Şeması

Bir LED TV’nin bağlantı şemasını incelediğimizde tuş takımı, güç kaynağı, küçük sinyal kartı, LVDS kartı ve hoparlörlerden meydana geldiğini görürüz. Tüm kısımlar besleme voltajını güç kaynağından alır. Aşağıdaki kart düzeni farklı boyuttaki LED TV’lerde farklılıklar gösterebilir. Ancak hepsinde kartlar aynı şekilde bulunmaktadır.

LED TV Bağlantı Şeması

Tüm işlemler SSB’de gerçekleştirilmektedir. Tüm giriş-çıkış birimleri bu kart üzerindedir. Bununla birlikte ana işlemci, ses işlemcisi, hafıza elemanları, tuner bu kartın üzerindedir. Özellikle HDMI bağlantısı üzerinden alınan dijital ses ve resim sinyalleri SSB’de işlenerek görüntü bilgisi LVDS kartına, ses bilgisi ses katına gönderilir. LVDS ekranda bulunan TFT’leri kontrol eden voltajları üretir. Aynı zamanda RGB sinyalleri burada panele uygun hâle dönüştürülür.

Şemada gösterilen LVDS kartı panelle birlikte üretilir. LVDS’ler panelin kendisine özel olarak panel üretici firma tarafından dizayn edilir.

Standart LCD TV’lerden farklı olarak LED TV’lerde inverter kartı yoktur. Arka aydınlatma floresanlarla yapılmadığından inverter kartına ihtiyaç kalmamıştır.

SSB Blok Şeması

Blok diyagramda ki PNX85500 ana ses ve video işlemcisidir. DVB-T/C tunerden gelen yayını, HDMI girişine bağlı bir cihazdan (Blu-ray DVD oynatıcı, playstation, XBOX gibi) gelen video ve ses sinyalini alarak bunları dijital ve analog ses ve video sinyaline dönüştürür. İki adet video çıkış fonksiyonu bulunur. Birincil video çıkışı LVDS kartı için üretilir. İkincil video çıkışı ise analog video çıkışıdır. Aynı zamanda PNX85500 işlemcisi içerisinde Audio DSP bulunmaktadır. TVdâhilinde bulunan hoparlörler için gerekli analog ses sinyalini, içerisindeki ses dijital-analog konverter sayesinde oluşturur. Ayrıca televizyon dijital ses girişine sahip bir ev sinema sistemi ile kullanılmak istenirse bunun için dijital ses çıkışları üretilir.

PNX85500 işlemcisi aynı zamanda sistem kontrol görevi de görmektedir. Televizyonun tüm uzaktan kumanda fonksiyonları, OSD (On screen display) fonksiyonları bu işlemci sayesinde yürütülür.

Spartan 6 işlemcisi 3D moduna geçildiğinde aktif olur. 3D görüntü izleme aktif olduğunda bu işlemci görüntüyü, 3D pasif gözlük ile izlenebilecek formata dönüştürür.

DVD ve 1080i kaynaklardan gelen interlaced sinyalin progresif formata dönüştürülmesi bütün dijital ekranlarda zorunludur. Bu video işlemcinin görevidir ve bu işleme “de-interlacing” denir. PNX85500 yapısında bulunan De-Interlaced tarama fonksiyonu sayesinde bunu gerçekleştirebilmektedir.

CI (Common Interface) dijital yayıncılıkta şifreli yayınların şifresini çözmeye yarayan "dekoder" cihazlarının takıldığı arayüzün adıdır. Bu arayüze, farklı şifre modülleri (CAM) takılarak her türlü şifreli yayın buketinin izlenmesi mümkün olmaktadır. Tabi yayının özelliklerine uygun kriptografi algoritmalarına sahip dekoder modülünün yanı sıra içine takılacak bir abone smartcard gerekmektedir. Smartcard'da ise abonenin kimlik numarası, hangi kanalları izleyebileceği, hangi tarihten hangi tarihe kadar izleme hakkı olduğu ayrıca ne gibi ilave masrafları olduğu gibi bilgiler yer almaktadır. Şifreli kanalların açılabilmesi için merkezdeki bilgilerle karttaki bilgilerin birbirini tutması gerekmektedir.

CI Modül

CI+ (CI Plus /Common Interface Plus) ise yayınlara kopya koruması eklemek üzere geliştirilmiş yeni bir özelliktir. CI ile dekoderinizde çözdüğünüz bir yayını kopyalayıp defalarca izleyebilir ve başkalarına da izletebilirsiniz. Bunu engellemek üzere geliştirilen teknolojinin ürünü olan PLUS özelliği hem arayüzde hem CAM'de bazı yazılım ve donanım güncellemeleri gerektirmiştir. Uydudan CI+ sistemiyle yapılan bir şifreli yayını izleyebilmek için hem CI+ özelliğine sahip yuva hem de ona uyumlu CAM gerekmektedir. Çoğu uydu alıcı yazılım güncellemesi ile CI+ uyumlu hale getirilebilmektedir. Bu şekilde izleyebildiğiniz bir yayını PVR ile kaydedip ya da DVD'ye çekip daha sonra izleyebilme imkanı ortadan kalkmıştır.

Koşullu Erişim Modülü anlamına gelen CAM (Conditional Access Module) dijital uydu alıcılarında bulunan ortak arayüz (Common Interface) yuvalara takılan ve dijital platformların şifreli yayınlarını çözmeye yarayan cihazdır.

Blok diyagramda Class-D olarak gösterilen bölüm ses entegresidir. D sınıfı yükselteç olarak çalışmaktadır. Bu entegre 20 W stereo dijital güç amplifikatörüdür. 2.1 çıkış özelliğine sahiptir. Buradaki 2, iki adet tweeter hoparlör ve .1 ise woofer anlamına gelmektedir.

LED TV Çalışma Prensibi

SSB’de işlemcide işlenen ses bilgisi ses çıkış entegresine gönderilir. Burada woofer ve tweeterlar için gerekli yükseltilmiş ses bilgisi elde edilir. D kablosu üzerinden woofera uygulanır. Televizyon 2.1 ses çıkışı desteklemektedir. Ses seviyesinin kontrolü, ekolayzır ayarları ve sesi tamamen kapatma (mute) fonksiyonu SSB üzerinde yapılır.

Elektronik Kart Düzeni

Eğer televizyonda 3D izleme aktif yapılmışsa SSB üzerindeki işlemci 3D fonksiyonunu aktif eder. Böylelikle bir 3D pasif gözlük aracılığıyla görüntü 3D olarak izlenebilir. 3D-Ready televizyonlar üç boyutlu görüntü gösterebilme yeteneğine sahiptir. Artık günümüzde standart 2D görüntüyü 3D görüntüye çevirebilen televizyonlar yaygınlaşmıştır.

3D Görüntü Izleme Mesafesi

3D görüntü izlerken ekran genişliğinin en az 3 katı mesafeden izlemek gerekir. 6 metreden daha uzakta oturarak izlemek verimin düşmesine neden olur.

LED TV’nin Avantaj ve Dezavantajları

Avantajları	Dezavantajları
Plazma ve LCD televizyonlara göre yaklaşık %40 daha az enerji tüketir	Görüntüyü hızlı oluşturamaması sebebiyle hareketli görüntülerde görüntü netlik kaybeder. Bu sebeple yüksek Hz’li modellerin tercih edilmesi büyük önem taşır. 50 Hz’den aşağı tepkime süresine sahip modeller özellikle spor müsabakaları gibi programlarda büyük sıkıntı olabilir. 100 ya da 200 Hz tavsiye edilir
LCD televizyonlardan çok daha hafif ve ince bir yapıdadır	Siyah-Beyaz renklerde LCD televizyonlarda olduğu gibi geçişler tam anlamıyla başarılı değildir
LCD’lere göre renkler daha gelişmiştir	Renkler gerçek renklerden daha parlak ve canlıdır
LCD türlere göre daha uzun ömürlüdür	Fiyatları diğer televizyon türlerine göre daha yüksek olabilmektedir
Yüksek ışıkta eski nesil televizyonlara göre daha az yansıma yapar	Ölü piksel oluşma riski LCD’lerde olduğu gibi LED TV’lerde de mevcuttur
40” ve daha küçük ebatlı ekran boyları plazmalara göre daha performanslıdır