Historie og teknologier
De som er gamle nok husker CRT skjermene som måtte ha en «høy» oppfriskningshastighet til for datidens teknologi til da å være (bildet ble tegnet på et fosforbelegg som vha magnetstyrt elektron kanon skjøt elektroner mot belegget som lyste opp noen 100-dels sekund). Dette var en styringsenhet som hadde en svært høy arbeid spenning og med stadig strengere krav til sikkerhet var et vanskelig i noen tilfeller å få godkjent utstyret innenfor en del sikkerhetskrav (på lik linje med å få godkjent f.eks. strømforsyninger benyttet ombord i båter fordi en såkalte Switche frekvensen lå veldig nær nødsambandet.
Deretter kom LCD skjermene som har hatt CCFL (Cold Cathode Flurorescent Lamp) som bakgrunnbelysning. Dette er i realiteten tradisjonelle lysstoffrør i miniformat. Disse krevde en «inverter» om gjorde om DC strøm til AC med en frekvens opp mot 80 Khz. En så høy frekvens ga mye støy og gjorde det i noen tilfeller vanskelig å få skjermene godkjent innenfor CE kravene.
Deretter kom LED bakgrunnbelysning på dagens LCD skjermer, og nå har de første OLED kommet. OLED har ingen tradisjonell bakgrunnbelysning men isteden er det selve bildepunktene som lyser opp skjermen.
Men i denne artikkelen skal vi tar for oss LED bakgrunnbelysning som er den mest brukte løsningen i skrivende stund.
Et alternativ til kraftig bakgrunnbelysning er å benytte såkalt transreflective teknologi som gjør at lyset fra skjermen øker avhengig an lysstyrken i omgivelsene (f.eks. sollys eller reflekser fra sjøen) uten å å endre bakgrunnbelysningen vha dioder og manuell lyskontroll. Dette er kanskje eneste 100% sikre metoden for å unngå flimmer ettersom det er snakk om sollys (dvs ingen teknisk kilde). Løsningen ble i mange år benyttet på såkalte ST/STN skjermer på 1980 tallet. En annen metode for økt lesbarhet er såkalt «bonding» men ette er en teknologi som i hovedsak benyttes for andre problemstillinger som kondens, etc. og som er mer relatert til innfallsvinkel for lyset og bryting av lysets frekvenser.
Alle teknologiene har sine styrker og svakheter slik enhver teknologi har. LCD skjermer med LED bakgrunnbelysning som flimrer er dessverre en del av de svakhetene en del opplever. Årsaken til at brukerne opplever flimmer kan være flere.
I utgangpunktet gir LCD skjermer lite flimmer om vi sammenlikner med CRT skjermer og måten bildet kommer frem på skjermen. Men det er ikke selve punktene som flimrer slik det var med CRT. Isteden er det bakgrunnbelysningen som er problemet.
Teknologi i LED skjermer
Et av problemene er kontrolleren som benytter det som kalles PWM (Puls Width Modulation eller Pulsbredde modulasjon på godt norsk) for å styre lysstyrken. Dette er en type teknologi som ble tatt i bruk de siste årene CCFL skjermene eksisterte og videreført til LED skjermer (men formen på pulsene har endret seg fra sagtann pulser til firkantpulser). Og om noen lurer på hvorfor ikke dette problemet eksisterte i samme grad med CCFL så er det altså slik at lysstoffrørene (CCFL) har en «etterbrenning» (tid før lyst slukker helt i røret fordi det er gassen i røret som lyser). Bildet nedenfor viser lysstoffrør som har vært benyttet i LCD skjermer (såkalt CCFL) Og for de som har ikke har elektronikk som eget fagområde men som likevel har fått med seg mitt budskap er det altså pulsbredden som endres for å endre lysstyrken lengre pulsbred gir kraftigere bakgrunnbelysning.
Bildet viser lysstoffrør (såkalt CCFL) som fortsatt benyttes til en viss grad som bakrgrunnsbelysning i LCD skjermer.
Det er flere årsaker til at flimmer oppstår. Det er gjerne minst fremtredende om skjermen har full lysstyrke og i større grad når bakgrunnbelysningen reduseres. Problemet synes å oppstå i tilfeller der PWM kontrolleren opererer med oppfriskningshastighet mellom 100 og 200 Hz (dvs at LED/lysdiodene slår seg på og av mellom 100 og 200 ganger i minuttet). Mange får hodepine, føler seg uvel eller opplever å bli sliten i øynene og får vondt i hodet om frekvensen ligger på 5 til 200 ? Hz (Hertz). Noen sier de opplever det samme selv om PWM kontrolleren operer med doble oppfriskningshastigheten (350-400 Hz). I de mest ekstreme tilfellene refereres det faktisk ti opp mot 2-3000 Hz (2-3 Khz) før en er helt sikker på at det ikke oppleves flimmer, og stadig flere produsenter leverer dette i dag.
En del leverandører av bærbare «notebook» PCer benytter imidlertid skjermer med forholdsvis lav lysstyrke. Disse kan en ha på full styrke uten at et føles ubehagelig og dermed også unngå flimmer.
Noen velger å kjøpe skjermer med høy lysstyrke for å oppnå bedre bilde/lesbarhet i f.eks. sollys med 400-450 candela eller mer. Problemer er imidlertid at så sterkt lys er ubehagelig for de fleste. Det er sagt at lysstyrken ikke bør være over 150 candela (nit) for å ha en lysstyrke som gjør det behagelig å se på skjermen i vanlig lys inne.
Når lysstyrken reduseres fra f.eks. 450 candela til 150 candela (dvs 1/3 av full styrke) vil PWM kontrolleren som operer med lav frekvens (ref tallene ovenfor) begynne å gi flimmer fordi LED (dvs diodene som gir bakgrunnbelysningen.
Men det er ikke nødvendigvis PWM kontrolleren eller den teknologien som er årsaken til problemet, men heller måten teknologien er implementert på hos de enkelte produsentene.
Flimrende baklys
Problemstilling kan gi mange typer utslag og ikke bare for LCD skjermer som benytter LED bakgrunnsbelysning. Andre teknologier som har begynt å ta i bruk LED belysning er biler, og noen har muligens opplevd at baklysene på bilen foran flimrer. Men når bilen foran bremser flimrer det ikke. Dette er fordi «bremsepedalen slår på fullt lys» på led lysene på bilen, men når pedalen slippes blir lysstyrken kanskje redusert til bare 50%. Problemet er imidlertid ikke like stort for biler som lages idag som det var for de første bilene med LED baklys.
Flimrende projektor presentasjoner
Et annet område noen opplever flimmer er om de ser bilder fra en projektor i et rom der lyset er redusert. I slike rom vil noen velge å også redusere lysstyrken på lampen i projektoren, og denne reduksjonen vil kunne gi flimmer opplevelse for en del som sitter å er på f.eks. en presentasjon. Om det vises et bilde med hvit bakgrunn (med tekstbehandling/regneark eller PowerPoint) er slik at flimmer er lettest å se med redusert lystyrke på projektoren.
Menneskelige faktorer
Ovenfor har vi tatt for oss en del tekniske årsaker til at en opplever flimmer på LED skjermer (og andre lyskilder/bruksområder). Men et er også menneskelige årsaker til at en opplever dette.
Vi har lettere for å se flimmer i øyekroken. Og om vi beveger hånden raskt foran skjermen kan vi også oppfatte bakgrunnbelysningen som flimrete.
Om vi beveger blikket vil vi også kunne oppfatte flimmer når vi ellers ikke ville opplevd dette.
Men nå beveger jeg meg inn på øyenlegen og optikerens fagområde og overlater til de som vil vite mer om dette til å kontakte noen andre enn de med elektronikk som fagområde.
Andre årsaker til flimmer eller annen støy på skjermbildet
1) Video kilden (dvs PC skjermkort, kamera eller annen enhet som «sender» bilde).
2) Kabel mellom skjerm og video kilde
3) Ustabil strømforsyning til skjerm
4) Konfigurasjon av skjermdriver (Windows/Linux)
5) Elektrisk støy eller sterke magnetfelt fra utstyr nært skjermen (f.eks. høytalere).
6) feil på skjermens bakgrunnbelysning (led).
Copyright © 2020
Jørn Jensen
Gjengitt med tillatelse.
Om ønsker informasjon som ikke finnes på våre sider, ber vi deg kontakte oss med f.eks. en mail til vår support avdeling. Vi vil da forsøke å få opp mer informasjon så raskt som mulig.