Устройство и принцип работы LCD телевизора — Мир телевизоров

LCD (Liquid crystal display) или ЖК (жидкокристаллический) телевизор, как их называют в народе — это телевизор с ЖК дисплеем и ламповой подсветкой. Жидкокристаллический, означает, что сам дисплей (монитор) сделан на основе жидких кристаллов

LCD TFT (англ. Thin film transistor — тонкоплёночный транзистор) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель для каждого субпикселя (элемента матрицы) применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея

Немного истории:

Жидкие кристаллы впервые были обнаружены австрийским ботаником Райнитцером в 1888 г., но только в 1930-м году исследователи из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение, однако, слабость технологической базы не позволяла в то время активно развивать это направление.

Первый настоящий прорыв совершили ученые Фергесон и Вильямс из американской корпорации RCA. Один из них создал на базе жидких кристаллов термодатчик, используя их избирательный отражательный эффект, другой изучал воздействие электрического поля на нематические кристаллы. И вот, в конце 1966 г., корпорация RCA продемонстрировала прототип LCD-монитора — цифровые часы. Первый в мире калькулятор — CS10A был произведен в 1964 году корпорацией Sharp, она же, в октябре 1975 года, выпустила первые компактные цифровые часы с ЖК дисплеем. К сожалению, фоток не нашёл, а вот эти часы и калькулятор — ещё помнят многие

Во второй половине 70-х начался переход от восьмисегментных ЖК индикаторов к производству матриц с адресацией (возможностью управления) каждой точки. Так, в 1976 году, компания Sharp выпустила черно-белый телевизор с диагональю экрана 5,5 дюйма, выполненного на базе LCD-матрицы разрешением 160х120 пикселов.

Следующий этап в развитии LCD-технологии начался в 80-х годах, когда в устройствах стали применяться STN-элементы с повышенной контрастностью.

Жидкокристаллический телевизор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 2 февраля 2015; проверки требуют 11 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 2 февраля 2015; проверки требуют 11 правок.

Жидкокристаллический телевизор (сокращённо ЖК ТВ; англ. liquid crystal TV) — это плоский телевизор с матрицей на основе жидких кристаллов, которая требует подсветки. Подсветка жк-матрицы может осуществляться люминесцентными лампами с холодным катодом (Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) или светодиодами (светодиодная, LED-подсветка). В первом случае телевизоры называют LCD-телевизорами (liquid crystals display). Во втором — LED-телевизорами.

Начиная с 2007 года жк-телевизор является наиболее широко производимым и продаваемым типом телеприёмника^[1].

В 1984 году был выпущен первый цветной карманный ЖК-телевизор — 2.1-дюймовый Epson ET-10^[2].

В 2014 году начались продажи телевизоров с разрешением 4К^[3].

Поставщиками жидкокристаллических панелей для изготовления телевизоров являются китайская компания BOE Technology, LG Display, тайваньская компания Innolux Corporation (англ.)русск., Samsung.

При покупке телевизора нужно обращать внимание на следующие характеристики:

Существует несколько стандартов цифрового видео: Full HD, 2K, 4K, 8K.

• угол обзора,
• контрастность (отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точки),
• время отклика матрицы ЖК-дисплея,
• яркость.

Для достижения высокого динамического диапазона и улучшения контрастности в LED TV применяются несколько технологий.

Dynamic Contrast Ratio (DCR) — динамическая контрастность

Технология позволяет изменять яркость экрана или его части в зависимости от содержания демонстрируемой в данный момент сцены за счет изменения яркости подсветки.

Local Dimming — локальное затемнение

Технология позволяет затемнять отдельные области экрана, чтобы выявить детали в тёмных сценах и достичь более глубокого чёрного цвета. Система анализирует изображение и управляет светодиодами, включая и выключая их, таким образом изменяя яркость определённых зон экрана. Все светодиоды поделены на группы. Число зон может доходить до нескольких сотен (например, у Samsung до 600^[4])^[5].

Как и подсветка, локальное затемнение может быть краевое или матричное (Full-Array Local Dimming, FALD).

У разных производителей данная технология называется по-разному:

• Micro Dimming, Micro Dimming Ultimate — Samsung,
• Local Dimming — Panasonic,
• Edge LED — Sony,
• Edge — LG,
• Local Dimming — Toshiba.

Технология HDR (high dynamic range, высокий динамический диапазон)^[6]

Так как бесконечное увеличение разрешения не обеспечивает кардинального улучшения качества изображения, была разработана технология HDR, расширяющая контрастность и цветовую палитру. Существует несколько стандартов HDR: HDR10, HDR10+, HLG (Hybrid Log Gamma), Technicolor Advanced HDR, Dolby Vision^[7].

Как выбрать LCD-телевизор? Выбор ЖК телевизора

Основными причинами выбора LCD-телевизоров является стремление к размещению на минимальной площади максимально большого экрана, а также компромиссное решение между обычным, кинескопным телевизором, который перестал удовлетворять потребности покупателя в силу тех или иных причин и плазменной панелью, которая стоит недешево. Со вторым моментом никаких проблем, так как на сегодняшний день не существует более компактных телевизоров, чем LCD, который может поместиться на стене, в тесной кухне или даже на небольшом комоде.

Но такой телевизор, как недорогую альтернативу плазме, нужно выбирать с учетом ряда оговорок. В первую очередь, большинство LCD-телевизоров пока уступают по качеству цветопередачи, как плазменным панелям, так и традиционным телевизорам, у которых уровень цветовых переходов ниже, а картинка менее естественная. Помимо этого, далеко не всегда можно будет удобно смотреть любимые передачи, разместившись по периметру комнаты, потому что насыщенность и яркость цветов сильно зависит от угла просмотра.

Нужно сказать, что даже в самых простых LCD-телевизорах отсутствуют такие недостатки ЭЛТ, как большой вес и размер, экранное мерцание, а также проблемы с вредным электромагнитным излучением, геометрическими искажениями и сведением лучей. Каждый покупатель индивидуально решает, какой выбрать телевизор, но, если выбор сделан в пользу LCD-технологии, прежде чем идти в магазин, необходимо заранее ознакомиться с отличиями, особенностями и основными характеристиками таких телевизоров.

Шаг 1. Яркость

Яркость – это один из наиболее важных параметров LCD -телевизора, от которого зависит, насколько удобным будет телевизионный просмотр в освещенном помещении в большинстве случаях: при ярком электрическом свете, в солнечный день и т.д. На сегодняшний день минимальным значением яркости, позволяющим смотреть телевизор в освещенном помещении с приемлемым качеством, считается 350-400 кд/кв.м. Но подобного рода дисплей «слепнет» при попадании на экран прямых солнечных лучей, поэтому при планировании размещения телевизора рядом с источником света – напротив окна, например, необходимо выбрать более яркую модель. К тому же, цена LCD -телевизора несущественно зависит от его яркости, так как данный параметр колеблется для моделей с одинаковой диагональю в небольшом диапазоне. К примеру, среди 15-дюймовых моделей значение яркости находится в пределах 400-500 кд/кв. м, а в сегменте 26 и 32-дюймовых телевизорах – 450-600 кд/кв. м и т.д. В моделях Philips и LG – наиболее яркие матрицы из всех существующих сегодня.

Шаг 2. Угол обзора

Угол обзора – вторая ключевая характеристика любого LCD-телевизора. Чем больше угол обзора, тем удобнее будет смотреть телевизор из любых точек помещения. Продвинутые современные модели можно смело вешать или ставить, где угодно, так как их угол обзора по горизонтали и вертикали составляет 160-170 градусов. Например, 15-дюймовый LCD телевизор Sharp LC-15Sh2E с углами обзора по горизонтали и вертикали 170 градусов стоит намного дороже LCD телевизора LG RZ, обладающего такими же параметрами, но чуть большей яркостью, и такой же диагональю, с углами 130 и 160 градусов по горизонтали и вертикали. Эта разница становится существеннее с ростом диагонали.

Шаг 3. Возможности подключения

Возможность подключения LCD-телевизора к различным устройствам, в частности к DVD-проигрывателям – третий важный момент, о котором при покупке довольно часто забывают. Обычно производители оснащают LCD-телевизоры разъемами, стандартными для ТВ/видеотехники: «Компонентный», S-Video, SCART, RGB. Рекомендуется перед приобретением устройств, которые вы планируете подключить к своему новому телевизору, прочитать прилагающуюся к ним документацию, и убедиться в том, что одноименные интерфейсы для соединения имеются в наличии.

Шаг 4. Слово о пикселях

Количество неработающих пикселей – еще один параметр. Это пиксели, которые в зависимости от сигнала не меняют свой цвет и постоянно включены в каком-то одном состоянии. В инструкциях по использованию товара должны упомянуть о количестве неработающих пикселей на экране, причем разными производителями допускается различное количество. К примеру, в инструкции может быть написано, что «панель считается полностью работоспособной, если на ней обнаруживается не более четырех неработающих пикселей». Наличие неработающих пикселей совсем не допускается, как правило, в LCD-мониторах, так как на монитор смотрят с более близкого расстояния, нежели на телевизор, и этот «мусор» сразу же бросится в глаза. Перед покупкой необходимо обязательно проверить наличие точек на телевизоре, так как даже несколько таких точек будут обращать на себя внимание.

Шаг 5. Время отклика матрицы

В характеристиках почти каждого LCD-телевизора указывается еще и время матричного отклика, а также выше перечисленные параметры. Любой LCD-экран относится к экрану просветного типа, подсвечиваемый лампой белого цвета с обратной стороны, а ячейки основных цветов: RGB – синий, зеленый, красный, расположенные на трех панелях соответствующих цветов, не пропускают или пропускают через себя свет в зависимости от приложенного напряжения. Именно поэтому картинка иногда запаздывает, что особенно видно при просмотре быстродвижущихся объектов. Степень такого запаздывания характеризует время отклика: чем оно меньше, тем лучше.

В современных моделях данный показатель, зависящий от размера и типа матрицы, обычно находится в диапазоне от 8 мс до 16 мс, где 1мс – одна тысячная секунды. Помимо этого, этот показатель измеряется по-разному производителями, и зачастую в выгодную для них сторону, поэтому по-настоящему он важен только при выборе между разными моделями одной марки. В других случаях его нужно учитывать, проверяя на практике: к примеру, посмотреть в магазине, как показываются динамические сцены моделью, которая пришлась по душе. Вполне возможно, если по документам указывается большее время отклика, телевизор способен качественнее работать, чем тот, у которого меньшее время заявлено. Компания Philips является рекордсменом по времени отклика, так как у некоторых ее моделей, в частности у 32-дюймового LCD телевизора Philips 32PF9966/10, оно составляет всего 6 мс.

Шаг 6. Разрешение экрана

Разрешение – не менее спорный и не менее важный показатель. Суть в том, что лучше всего картинка получается при равенстве разрешения входного сигнала и физического матричного разрешения. В связи с этим разрешение 720х576 отлично подходит для просмотра DVD, но на рынке телевизоров с такой матрицей пока еще нет, соответственно более качественный сигнал найти будет сложно. Разрешения 640х480 точек будет достаточно для просмотра телепередач на телевизорах с небольшой 26-дюймовой диагональю и соотношением сторон 4:3.

На 32-дюймовых диагоналях идет «заточка» не под DVD, а под HDTV – телевидение высокой четкости, которое в скором будущем станет эталоном видеоизображения на мировом уровне. Для такого сигнала подходит разрешение 1920х1080, но подобные телевизоры стоят недешево. В связи с этим, разрешение, как и время отклика, нужно учитывать, не делая его основополагающим критерием при выборе. К тому же, по данному показателю можно сравнивать только телевизоры с одинаковой диагональю.

Шаг 7. Контрастность

Что касается контрастности, данная характеристика была одной из наиболее важных характеристик LCD-панелей всего лишь несколько лет назад. В настоящее время технологии позволяют делать ее достаточной даже на дешевых панелях, а также не на каждом телевизоре и не каждый человек сможет почувствовать разницу между матрицами с данным показателем, который будет равным, к примеру, 500:1 и 600:1. Если наиболее темные участки изображения в 600 раз отличаются по яркости от самых светлых, значит телевизор имеет контрастность 600:1 – в этом заключается физический смысл контрастности. Фирмы, указывая данный параметр, не уточняют, каким образом они его измерили, а ведь в зависимости от помещения: светлого или темного, получается различный результат.

Шаг 8. Ресурс лампы

На время работы лампы также следует обратить внимание. Для большей части современных ЖК-телевизоров ресурс лампы почти при максимальной яркости составляет 60 000 часов, чего хватит приблизительно на 16 лет при ежедневном телевизионном просмотре по 10 часов, а также на рынке имеются аппараты с меньшим временем работы лампы. В качестве сравнения: порог кинескопных телевизоров составляет 15 000-20 000 часов, затем качество видимо ухудшается и люминофор выгорает, а у плазменных телевизоров за то же время яркость уменьшается намного сильнее. Рекомендуется перед приобретением LCD-телевизора задать себе вопросы в такой последовательности: как показывает, как выглядит, кто является производителем, какими техническими параметрами обладает модель.

в чём разница? « Всё о телевизорах

Вы часто встречаете надпись «LED телевизоры» (телевизор со встроенным светодиодным индикатором) и у Вас тут же возникает вопрос: «Эту ли технологию используют в здоровенных экранах на футбольных матчах?». Ответ очень простой – нет, не эту. В то время как, например, гигантский экран Mitsubishi на игровом поле для крикета в Мельбурне сделан из тысячи светодиодных индикаторов, которые напрямую используются для воспроизведения изображения, LED телевизоры компании Samsung на самом деле являются LCD телевизорами. Правильно, они абсолютно не какие-нибудь LED телевизоры. Ну как, запутались?

Телевизоры компании Samsung, как и многих других компаний, используют серию светодиодных индикаторов для освещения панели. Но что же такое задняя подсветка?

Почему жидкокристаллические экраны нуждаются в задней подсветке?

Как потребительская технология LCD была широко распространенной в использовании, начиная с ранних 70-ых годов, когда появились первые цифровые часы. Как и подразумевает само название, ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ – это жидкость, которая была сдавлена между двумя платами, и изменение которой происходит во время применения электрического тока.

Учитывая довольно долгий срок существования черно-белых LCD телевизоров, нужно сказать, что разноцветные жидкокристаллические дисплеи появились не совсем давно, но в них используется все та же технология. Как все мы знаем, нужно нажать на соответствующую кнопочку, чтобы увидеть в темноте, что показывают часы, поэтому LCD телевизоры по своей технологии ничем не отличаются. Они нуждаются в освещении задней панели, потому как сами не излучают собственного света.

Разнообразие LCD телевизоров, включая телевизоры компании Samsung 6-ой и 7-ой серии, на примере которых можно увидеть отличие между различными технологиями задней подсветки.

Какие типы задней подсветки существуют?

В настоящее время используют два основных метода заднего освещения в плоскоэкранных жидкокристаллических телевизорах: на основе флюоресцентной лампы с холодным катодом (CCFL) и на основе светодиодного индикатора (LED). Существует, конечно, множество других методов, как, например, задняя подсветка на основе флюоресцентной лампы с горячим катодом от компании Sony (HCFL), но сейчас этот метод использует всего один телевизор.

Технология на основе флюоресцентной лампы с холодным катодом используется наиболее часто в задней подсветке LCD телевизоров. Она состоит из серии электроннолучевых трубок, горизонтально расположенных вдоль экрана.

Разрез светодиодной подсветки LCD телевизора на основе технологии CCFL, на котором показаны разные ярусы поляризаторов и фильтров, а также тонкие флюоресцентные трубки (справа).

Правда, технология задней подсветки со светодиодным индикатором все еще встречается не так часто, несмотря на то, что её начали использовать в телевизорах, начиная с 2004 года, когда она впервые появилась на телевизорах Sony WEGA. Несмотря на то, что существует несколько способов использования технологии светодиодного индикатора задней подсветки (мы предоставим краткое объяснение), идея остается той же: множество колб светодиодного индикатора используется для освещения экрана.

Прямое или боковое расположение светодиодного индикатора?

Существует два различных метода использования задней светодиодной подсветки: прямой и боковой. Главное превосходство прямого освещения состоит в том, что оно может использоваться для увеличения уровня контраста с помощью выключения некоторых светодиодных индикаторов – таким образом увеличивая количество оттенков черного на отдельных частях изображения. LG является ведущей компанией в сфере производства технологии светодиодного индикатора с прямым освещением задней подсветки.

В то же время, главным достоинством бокового освещения является то, что оно может использоваться в удивительно тонких экранах – светодиодные индикаторы же расположены по боковым частям экрана, а не на его задней части. Но, конечно, Вы теряете возможность осветлять отдельные участки экрана для улучшения контраста, ну и качество изображения также может немного пострадать, если освещение не очень хорошо распределено.

Белое или разноцветное освещение?

Технология белого светодиодного индикатора очень похожа на технологию CCFL, потому что она также использует источник синего света, который устроен так, что выглядит белым благодаря серному покрытию колб. В итоге, телевизор будет более сильным в воспроизведении зеленых оттенков спектра, но, учитывая то, что некоторые технологии CCFL способствуют лучшему воспроизведению красного и зелёного цвета, благодаря этому может улучшаться и воспроизведение белой светодиодной подсветки. Телевизор Samsung UA40B7100 является ярким примером телевизионного устройства, которое использует белое светодиодное освещение.

Белые светодиодные модули, расположены по боковым частям экрана. С другой стороны разноцветные светодиодные индикаторы способны воспроизводить более широкий спектр цветов, так как они используют три светодиода, окрашенные в красный, синий и зелёный цвета. Сторонники этой технологии утверждают, что зелёный цвет выделяется не так сильно, а цветовой спектр расположен более ровно. Телевизор Sony Bravia KDL-46XBR45 – пример телевизора, использующего цветные светодиодные индикаторы в своей подсветке.

Технология Samsung под микроскопом

Корейский вариант светодиодного индикатора задней подсветки включает в себя два основных компонента: длинный светодиодный модульный блок с рядом маленьких белых диодов и тонким куском пластика размером с экран, известным как плата светопровода. Четыре светодиодные модульные блоки расположены вдоль левой, правой, верхней и нижней частей панели. После этого комбинированный выход света просачивается и перемещается ровно вдоль экрана.

Вполне очевидно, что системе задней подсветки с боковими светодиодными индикаторами не хватает хорошего уровня контроля задней подсветки по сравнению с его предшественником. Будем надеяться, что телевизоры Samsung 9-ой серии обратят свой взор на выборные светодиодные индикаторы, для того чтобы показать мерцание звезд в галактике, вместо выключения оставшихся колб для воспроизведения глубоких черных оттенков на заднем плане. На новейших LED телевизорах люмены находятся на уровне экрана, поэтому можно легко заметить некое несоответствие в контрасте при воспроизведении кадров с комбинацией светлых и темных оттенков.

Экраны компании Samsung со светодиодными индикаторами, расположенными по боковым частям экрана, нуждаются в светопроводе, который используется для распространения света вдоль экрана.

Стоит ли платить цену, запрашиваемую за LED телевизоры?

Очень интересным является тот факт, что производители телевизоров в настоящее время запрашивают более высокую цену за телевизоры с задней светодиодной подсветкой, в то время как множество дешевых устройств – таких как мобильные телефоны и нетбуки – также используют светодиодные индикаторы для освещения своей задней панели. По утверждениям компании Samsung, задняя подсветка на основе светодиодного индикатора в настоящее время стоит в три раза дороже, чем эквивалентное CCFL приспособление, и это в основном в связи с невысоким числом производителей. Как и можно предположить, когда технология сильнее укрепит свои позиции, цена начнет падать в соответствии с увеличивающейся конкуренцией. Те несколько экранов со светодиодной задней подсветкой, которые нам приходилось на сей день видеть, были действительно очень хорошие, и в то время, как лично мы отдаем предпочтение плазменным экранам, комбинация тонкого дизайна и отличного качества изображений будет по душе многим людям.

Источник: obzor.hi-tech.com.ua

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее