Жидкокристаллический телевизор: характеристики жк телевизоров (матрица, подсветка, разрешение, функции и технологии) – Жидкокристаллический дисплей — Википедия

Содержание

Как выбрать телевизор: технологии, критерии выбора

В большинстве домов телевизор не один. Может быть два, три и больше. Устанавливают их в разных помещениях — в кухне, в гостиной, в спальне или детской. В зависимости от места «прописки» меняются требования и критерии выбора. Так и получается, что выбрать телевизор не так то просто. 

Содержание статьи

Что лучше: плазма, LED, ЖК, OLED

Чтобы выбрать телевизор для начала необходимо определиться хотя-бы с технологией, по которой он будет изготовлен. Все они имеют свои плюсы и минусы. Но даже минусы могут быть использованы «на пользу».

Выбор телевизора для дома начинается с определения технологии

Выбор телевизора для дома начинается с определения технологии

Плазменные экраны

Устройство плазменной панели принципиально отличается от всех других технологий. Между двумя стеклянными пластинами находятся заполненные газом — ксеноном или неоном — ячейки. Потому такие телевизоры иногда называют газоразрядными. При прохождении тока ячейки светятся, яркость свечения зависит от величины силы тока.

Устройство плазменных панелей

Устройство плазменных панелей

Основное достоинство данной технологии: высокое качество «картинки», которое сохраняется даже в очень динамичные моменты. Другие плюсы данной технологии выглядят не менее впечатляюще:

  • Широкий угол обзора — до 160° с сохранением качества картинки.
  • Глубокий черный цвет и чистый белый.
  • Высокая точность цветопередачи.
  • Прочное стекло, которое сложно разбить.
  • Высокая контрастность (отсутствует подсветка экрана).
  • Реалистичная передача движения.
  • Автоматическое исправление слабого сигнала,
  • Меньшая нагрузка на глаза, так как отсутствует мерцание.
  • Срок службы порядка 25-30 лет. Если вы хотите выбрать телевизор с хорошим углом обзора, но недорогой - обратите внимание на плазменные панели

    Если вы хотите выбрать телевизор с хорошим углом обзора, но недорогой — обратите внимание на плазменные панели

Очень неплохие показатели, которые способствовали быстрому росту популярности. Но есть и недостатки:

  • Ячейки крупные, потому нормальная четкость картинки будет только на большом экране.
  • Для комфортного просмотра требуется затемнение.
  • Высокое потребление электроэнергии по сравнению с другими современными технологиями (в 3 раза больше, чем аналогичного размера жидкокристаллические).
  • Выгорание экрана от неподвижного изображения (эффект памяти). Со временем проявляется в тех местах, где телекомпании ставят свои логотипы.
  • При работе выделяет много тепла.
  • Большой вес (по сравнению с другими телевизорами). Плазму хорошо смотреть в затененной комнате

    Плазму хорошо смотреть в затененной комнате

Если  вы хотите выбрать телевизор с большим экраном, качественным изображением и хорошей цветопередачей, обратите внимание на плазменные панели. Это именно они. Только если вы хотите повесить экран на стену, вам придется искать соответствующие кронштейны и стена должна быть с хорошей несущей способностью. Гипсокартон или пенобетон такую массу не удержат.

Свойства ЖК телевизоров (LCD)

Жидкокристаллические экраны используют цифровой способ передачи изображения. Названы так потому что ячейки заполнены жидкими кристаллами, которые в электромагнитном поле поляризуют проходящий через них свет, изменяя степень собственной прозрачности. Для получения изображения матрицу с жидкими кристаллами подсвечивают сзади (лампами с холодным катодом), используют цветовые фильтры для передачи оттенков.

ЖК телевизор (LCD) имеет сложное устройство

ЖК телевизор (LCD) имеет сложное устройство

Достоинства LCD телевизоров следующие:

  • У моделей последних лет низкое энергопотребление.
  • Более высокое разрешение (по сравнению с плазменными).
  • Возможность воспроизведения в FullHD формате.
  • Небольшой вес.
  • Есть экраны разных размеров — и маленьких и больших. Изображение на них имеет одинаковое качество.
  • Хорошая геометрия изображения.
  • Низкий уровень электромагнитного излучения так как питаются от пониженного напряжения.
  • Нет выгорания экрана и просвечивания.
  • Экран не притягивает пыль.

Подобный набор качеств способствовал быстрому распространению телевизоров с жидкокристаллическими экранами. Но они имеют и ряд недостатков, о которых стоит знать:

  • Чтобы добиться высокой четкости изображения используют огромное количество ячеек (порядка полутора миллионов). Это усложняет технологию, что отражается на цене.
  • Недостаточно большой угол обзора. Заявлен он около 170°, но реально хорошее изображение при просмотре с гораздо меньшим углом.
  • Максимальный размер экрана — 40″. В дорогих моделях картинка отличная

    В дорогих моделях картинка отличная

  • Возможное смазывание картинки при быстром движении. Это связано с длительным временем установления нового цвета в пикселе.
  • Хорошая цветопередача только в дорогих моделях.
  • Черный цвет недостаточно «черный», из-за чего снижается контрастность.
  • Хрупкое стекло экрана.
  • Высокая цена на телевизоры (компьютерные экраны намного дешевле) из-за необходимости встраивания устройства для оцифровки аналогового сигнала. Фактически ЖК телевизор — это монитор и ТВ тюнер в одном корпусе.

Если вы хотите выбрать ЖК телевизор с хорошим разрешением, придется выложить солидную сумму . Если требования к качеству изображения не такие строгие, вполне можно смотреть на модели из среднего ценового диапазона.

Технология LED

Разница между LCD и LED телевизорами в различных лампах, используемых для подсветки матрицы. В ЛЭД телевизорах используются светодиоды. Они меньше по размерам, что позволяет делать экраны очень тонкими. Также они более долговечны и потребляют меньше электроэнергии. Есть два типа светодиодной подсветки экранов:

  • Боковая подсветка — Edge LED. По периметру экрана размещают белые светодиоды, которые и подсвечивают все кристаллы. Это позволяет делать сверхтонкие мониторы, но диагональ их небольшая, иначе будет явно видна неравномерность освещения. Так как светодиодов немного, то и потребление электроэнергии очень низкое.
  • Backlight — трехцветные RGB светодиоды, равномерно размещенные под всей матрицей. Этот способ подсветки матрицы позволяет добиться лучшей цветопередачи. Используются на экранах больших форматов, но можно найти и с малыми размерами. Разница между LCD телевизором и LED

    Разница между LCD телевизором и LED

За счет использования светодиодов жидкокристаллические телевизоры получают дополнительные плюсы:

  • Более высокая контрастность.
  • Высокая четкость изображения даже во время быстрых движений.
  • Имеют более широкий угол обзора, сопоставимый с ультрасовременными плазменными экранами.
  • Низкое энергопотребление (на 40% меньше чем обычные ЖК экраны).
  • Малая толщина и вес.
  • Совместимость с различными цифровыми устройствами. Можно просматривать не только видео, но и фото. Устройство ЖК монитора с ЛЭД подсветкой

    Устройство ЖК монитора с ЛЭД подсветкой

Если вы решили выбрать телевизор с высоким качеством изображения, присмотритесь к ЛЭД моделям. У них, пожалуй, только один недостаток — высокая цена. Хорошего качества светодиодный телевизор стоит  600-1000$. По сравнению с обычными ЖК они стоят на 40-50% больше. Тем не менее, это не самые дорогие на сегодня модели и многие останавливают свой выбор именно на LED телевизорах.

Технология OLED и QLED

Эта технология изготовления телевизоров появилась уже в этом веке, а серийно они выпускаются всего-то четыре года. Изображение формируют органические светодиоды, которые сами излучают свет и не требуют подсветки. На английском они обозначаются OLED, что и дало название этому типу телевизоров.

Сегодня есть две основных технологии производства OLED телевизоров:

  • С использованием трехцветных RGB светодиодов, которые самостоятельно формируют картинку.
  • Устанавливаются только белые светодиоды и цветовые для формирования цветов и оттенков. OLED - новинка рынка

    OLED — новинка рынка

Первая технология оказалась не самой удачной. Из-за особенностей производства оказалось сложно найти группы светодиодов с одинаковым свечением, что привело к большому количеству брака. По этой причине такая технология на данный момент признана нерентабельной и все OLED телевизоры делают на основе белых светодиодов. Чем же отличаются приемники этого типа? Вот их достоинства:

  • Более высокая контрастность.
  • Абсолютно черный цвет (за счет отключения светодиода).
  • Яркость.
  • Отличная цветопередача.
  • Практически полное отсутствие инерционности. Картинка остается очень четкой даже при очень быстро меняющемся изображении.
  • Широкий угол обзора. Новая технология OLED позволяет получить потрясающе четкую картинку. Жаль только в таком качестве почти нет контента

    Новая технология OLED позволяет получить потрясающе четкую картинку. Жаль только в таком качестве почти нет контента

В чем недостатки этой технологии? В первую очередь это — цена. Стоят OLED телевизоры в 4-5 раз больше не самых дешевых LED. Кроме того, пока есть очень мало видео выпущенных в качестве (4К), которое позволит оценить преимущества таких экранов. Потому, если вам не требуется поддерживать формат HDR-10 или Dolby Vision, такой телевизор вам ни к чему. Во всяком случае пока. Все равно смотреть в требуемом качестве пока особо нечего. Можно конечно, выбрать телевизор в дальним прицелом — лет через 10 этот формат станет привычным. Но по мере развития технологии становятся дешевле так что платить сейчас немалую сумму за новинку, по крайней мере, нерационально.

Но OLED — это не последняя новинка. Самая свежая технология — QLED, но она еще более дорогая и потому, пока, еще более нерациональная.

Как выбрать размер экрана телевизора

Выбирать телевизор надо по размерам комнаты. Вернее — по расстоянию от места просмотра до места расположения экрана. Чем больше экран, тем дальше от него над находится. Также расстояние до телевизора зависит от разрешения экрана. Чем выше разрешение, (большее количество пикселей на одном сантиметре), тем ближе можно сидеть.

Минимальное расстояние от экрана до места просмотра в зависимости от диагонали и разрешения экрана

Минимальное расстояние от экрана до места просмотра в зависимости от диагонали и разрешения экрана

Специалисты считают, что только так можно насладиться реалистичным изображением, рассмотреть малейшие детали. Но далеко не всех такой режим устраивает. Слишком тяжело это для глаз. В среднем считается, что расстояние до экрана должно быть не менее трех диагоналей, но не более 4-5.

Современные телевизоры должны стоять довольно далеко

Современные телевизоры должны стоять довольно далеко

Собственно, исходя из этого и можно выбрать диагональ телевизора. Вы знаете, на каком расстоянии будете сидеть, можно посчитать, какого размера экран вам подойдет. Только надо помнить, что самые маленькие плазменные экраны имеют диагональ 32″, а разрешение Full HD есть только от 21″.

При выборе места размещения, также помните, что для комфортного просмотра середина экрана должна находится на уровне глаз.

По каким техническим параметрам выбрать телевизор

Несмотря на то что современные телевизоры созданы на основе различных технологий, критерии выбора у них одинаковые. Есть около 10 параметров, на которые стоит обращать внимание.

  • Разрешение или говорят еще качество изображения. Есть несколько форматов:
    • HD HD-Ready  1366*768 пикселей. Экраны с таким разрешением — бюджетный вариант. Такие телевизоры выбирают для кухни, в спальню и т.д. В места, где рассматривать картинку нет особо времени, да и большой экран не всегда нужен.
    • Full HD — 1920*1080 пикселей. На экранах с таким разрешением можно рассмотреть картинку во всех деталях. Но чтобы полностью оценить все преимущества желательно чтобы диагональ была не менее 32″.
    • 2 К. Этот формат встречается не так часто.
    • Ultra HD — 4К 3840*2160 . С таким разрешением выпускаются только телевизоры с большими экранами — от 60″. На меньших все равно не оценить преимущества этого качества. Разрешение экрана телевизора

      Разрешение экрана телевизора

  • Контрастность. Это соотношение при показе черного и белого цветов. Указывается две цифры через двоеточие. Чем выше этот показатель, тем лучше.  Самый низкий показатель может быть у некоторых видов ЖК экранов 300:1, самый высокий 10000:1 у качественных плазменных панелей.
  • Яркость. Чем выше яркость, тем лучшую картинку может создать телевизор. Особенно важен этот параметр для ярко освещенных помещений. При недостаточной яркости картинка будет засвеченной. Измеряется параметр в канделлах на квадратный метр.  Самый низкий 300 кд/м2  встречается у ЖК, у плазменных панелей может быть до 2000 кд/м2.
  • Угол обзора. Этот параметр важен, если собрались выбрать ЖК телевизор (LCD или LED — неважно)  или плазменную панель. При взгляде не под углом 90° на таких экранах может появляться искажение цветов, снижается контрастность. Для комфортного просмотра нормальным считается угол 160-170°. Нормальным считается угол обзора телевизора в 160-170 градусов

    Нормальным считается угол обзора телевизора в 160-170 градусов

  • Частота обновления. От этого показателя зависит насколько плавно будет меняться картинка при просмотре быстро меняющихся сцен (мотогонок, например). Хорошей сегодня считается частота обновления 100 Гц и выше, достаточным уровнем — 50 Гц. Примерно та же характеристика отображается другим параметром — индекс качества динамических сцен. Чем выше цифра, тем лучше.

Пожалуй, это все характеристики на которые стоит обращать внимание если вы хотите выбрать телевизор для дома. Вдаваться в еще большие технические тонкости нет особого смысла.

На что еще обратить внимание

Есть еще целый ряд особенностей, на которые стоит обратить внимание, но которые не являются техническими характеристиками.

Разница в четкости при разном разрешении экрана

Разница в четкости при разном разрешении экрана

Наличие мультимедийных разъемов

Если в телевизоре есть разъемы для подключения других устройств, это значительно расширяет возможности его использования. Могут быть такие разъемы HDMI, SCART, USB. Вот что они могут дать:

  • HDMI позволяет передавать картинку с компьютера, ноутбука, смартфона. Лучше если из 3-4 штуки, но можно и больше.
  • USB дает возможность подключать флешки и считывать с них информацию. Мультимедийные разъемы - это полезно

    Мультимедийные разъемы — это полезно

  • SCART — новый универсальный разъем, совместимый почти со всеми стандартами мультимедиа. Можно не только передавать информацию на экран, но и записывать ее на другие устройства.
  • VGA D-sub — для передачи сигнала от телевизора к другим устройствам с наименьшими искажениями.

Для снижения себестоимости мультимедийные разъемы не устанавливают, но их наличие действительно не помешает. И лучше выбрать телевизор, в котором разъемы выведены впереди (под специальной крышкой), а не сзади. Пользоваться будет намного удобнее.

Поддержка режимов 3D и SmartTV

Режим 3D позволяет видеть изображение в трех измерениях, «объемным». Но смотреть в таком режиме можно только фильмы/передачи/программы записанные в этом формате. Их не так много, да и эффект будет впечатляющим только на большом экране.

3D - не самая нужная функция, хоть и интересно

3D — не самая нужная функция, хоть и интересно

Телевизоры, поддерживающие функцию SmartTV — это практически подвид компьютера или смартфона с возможностью выхода в Интернет. В самом «стандартном» варианте имеется возможность выхода в соцсети и некоторым сервисам обмена голосовыми и видео сообщениями. У более дорогих моделей умных телевизоров есть возможность пользоваться Скайпом, серфа в интернете при помощи встроенного браузера, просмотра видео и аудио записей из интернета (не обязательно только бесплатного контента).

Картинка в картинке

Эта функция позволяет смотреть одновременно два канала. Как можно использовать это свойство? Для просмотра передач без рекламы. На время рекламы можно включить другую программу, которая вам интересна, а потом переключиться на «основной» канал.

Кадр в кадре - может быть полезной

Кадр в кадре — может быть полезной

Изогнутые экраны

Телевизоры с большими экранами стали делать не только с прямым, но и с изогнутым экраном. Производители утверждают, что так улучшается восприятие. Для тех кто сидит точно напротив, возможно, какие-то положительные изменения есть. Но если перед экраном сидит несколько человек, то те, которые сидят сбоку испытывают серьезный дискомфорт — пропорции из-за изогнутости экрана искажаются.

Хоть и интересно, но непрактично

Хоть и интересно, но непрактично

Если учесть, что телевизор с изогнутым экраном стоит значительно дороже аналогичного «прямого», становится очевидным, что это — не самая разумная трата денег.

Возможность удаления ненужных каналов

Если вы планируете пользоваться спутниковой тарелкой, эта функция будет полезной. Потому что без нее придется закодированные каналы вручную переставлять в коне списка. Это длительная и нужная процедура и лучше ее избежать.

Удалять ненужные каналы - полезная функция при подключении спутниковых тарелок, так что выбрать телевизор для спутникового ТВ надо с этой возможностью

Удалять ненужные каналы — полезная функция при подключении спутниковых тарелок, так что выбрать телевизор для спутникового ТВ надо с этой возможностью

Плазменная панель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 февраля 2019; проверки требуют 14 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 февраля 2019; проверки требуют 14 правок. У этого термина существуют и другие значения, см. Панель. Плазменный телевизор

Газоразрядный экран (также широко применяется калька с английского «плазменная панель») — устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, иначе говоря — в плазме. (См. также: SED).

Оранжевая монохромная индикаторная панель Digivue в PLATO V, 1981

Плазменная панель была разработана в Университете Иллинойса в процессе создания системы электронного обучения США доктором Дональдом Битцером (Donald Bitzer), Жене Слоттовым (H. Gene Slottow) и Робертом Вильсоном (Robert Willson)[1]. Патент на изобретение они получили в 1964 году. Первый плоский дисплей состоял из одного пикселя.

В 1971 году компания «Owens-Illinois» приобрела лицензию на производство дисплеев Digivue. В 1983 году Университет Иллинойса продал лицензию на производство плазменных панелей компании IBM.

Первый в мире 21-дюймовый (53 см) полноцветный дисплей представила в 1992 году компания Fujitsu. В 1999 году «Matsushita» («Panasonic») создала перспективный 60-дюймовый прототип.

Начиная с 2010 года производство плазменных телевизоров сокращалось из-за невозможности конкурировать с более дешевыми LED-телевизорами и в 2014 практически прекратилось[2].

Устройство плазменной панели

Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключённых между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды, образующие шины сканирования, подсветки и адресации. Разряд в газе протекает между разрядными электродами (сканирования и подсветки) на лицевой стороне экрана и электродом адресации на задней стороне.

Особенности конструкции:

  • субпиксель плазменной панели обладает следующими размерами: 200 x 200 x 100 мкм;
  • передний электрод изготовляется из оксида индия и олова, поскольку он проводит ток и максимально прозрачен.
  • при протекании больших токов по довольно большому плазменному экрану из-за сопротивления проводников возникает существенное падение напряжения, приводящее к искажениям сигнала, в связи с чем добавляют промежуточные проводники из хрома, несмотря на его непрозрачность;
  • для создания плазмы ячейки обычно заполняются газами — неоном или ксеноном (реже используется гелий и/или аргон, или, чаще, их смеси) с добавлением ртути.

Химический состав люминофора:

  • Зелёный: Zn2SiO4:Mn2+ / BaAl12O19:Mn2+;+ / YBO3:Tb / (Y, Gd) BO3:Eu[3]
  • Красный: Y2O3:Eu3+ / Y0,65Gd0,35BO3:Eu3+
  • Синий: BaMgAl10O17:Eu2+

Существующая проблема в адресации миллионов пикселей решается расположением пары передних дорожек в виде строк (шины сканирования и подсветки), а каждой задней дорожки — в виде столбцов (шина адресации). Внутренняя электроника плазменных экранов автоматически выбирает нужные пиксели. Эта операция проходит быстрее, чем сканирование лучом на ЭЛТ-мониторах. В последних моделях PDP обновление экрана происходит на частотах 400 — 600 Гц, что позволяет человеческому глазу не замечать мерцания экрана.

Работа плазменной панели состоит из трёх этапов:

  1. инициализация, в ходе которой происходит упорядочение положения зарядов среды и её подготовка к следующему этапу (адресации). При этом на электроде адресации напряжение отсутствует, а на электрод сканирования относительно электрода подсветки подаётся импульс инициализации, имеющий ступенчатый вид. На первой ступени этого импульса происходит упорядочение расположения ионной газовой среды, на второй ступени - разряд в газе, а на третьей — завершение упорядочения.
  2. адресация, в ходе которой происходит подготовка пикселя к подсвечиванию. На шину адресации подаётся положительный импульс (+75 В), а на шину сканирования отрицательный (–75 В). На шине подсветки напряжение устанавливается равным +150 В.
  3. подсветка, в ходе которой на шину сканирования подаётся положительный, а на шину подсветки - отрицательный импульс, равный 190 В. Сумма потенциалов ионов на каждой шине и дополнительных импульсов приводит к превышению порогового потенциала и разряду в газовой среде. После разряда происходит повторное распределение ионов у шин сканирования и подсветки. Смена полярности импульсов приводит к повторному разряду в плазме. Таким образом, сменой полярности импульсов обеспечивается многократный разряд ячейки.

Один цикл «инициализация — адресация — подсветка» образует формирование одного подполя изображения. Складывая несколько подполей, можно обеспечивать изображение заданной яркости и контраста. В стандартном исполнении каждый кадр плазменной панели формируется сложением восьми подполей.

Таким образом, при подведении к электродам высокочастотного напряжения происходит ионизация газа или образование плазмы. В плазме происходит ёмкостной высокочастотный разряд, что приводит к ультрафиолетовому излучению, которое вызывает свечение люминофора: красное, зелёное или синее. Это свечение, проходя через переднюю стеклянную пластину, попадает в глаз зрителя.

Преимущества:

  • высокая контрастность;
  • глубина цветов;
  • стабильная равномерность на чёрном и белом цвете;
  • наибольший срок службы (30 лет) по сравнению с ЖК-панелями (7-10 лет)[источник не указан 271 день]

Недостатки:

  • более высокое энергопотребление в сравнении с ЖК-панелями;
  • крупногабаритные пиксели и, как следствие, только достаточно крупногабаритные плазменные панели обладают достаточным экранным разрешением;
  • выгорание экрана от неподвижного изображения (эффект памяти), например, от логотипа телеканала (происходит из-за перегрева люминофора и последующего его испарения).

Плазменные телевизоры История создания плазменных панелей и их техническая характеристика

Жидкокристаллический телевизор - это... Что такое Жидкокристаллический телевизор?

Жидкокристаллический монитор (также Жидкокристаллический дисплей, ЖКД, ЖК-монитор, англ. liquid crystal display, LCD, плоский индикатор) — плоский монитор на основе жидких кристаллов.

LCD TFT (англ. TFT - thin film transistor — тонкоплёночный транзистор) — одно из названий жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель TFT для каждого субпиксела применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея.

Назначение ЖК-монитора

Жидкокристаллический монитор предназначен для отображения графической информации с компьютера, TV-приёмника, цифрового фотоаппарата, электронного переводчика, калькулятора и пр.

Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы (электронные часы, телефоны, плееры, термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью 2008) в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом(6 бит на канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом.

Устройство ЖК-монитора

Субпиксел цветного ЖК-дисплея

Каждый пиксел ЖК-дисплея состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается, и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света — ячейку можно считать прозрачной. Если же к электродам приложено напряжение — молекулы стремятся выстроиться в направлении поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности. Если постоянное напряжение приложено в течении долгого времени — жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток, или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (непрозрачность структуры не зависит от полярности поля). Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам. Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки(в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения. Таким образом полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Технические характеристики ЖК-монитора

Важнейшие характеристики ЖК-мониторов:

  • Разрешение: Горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселах. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно, «родное», физическое разрешение, остальные достигаются интерполяцией.

Фрагмент матрицы ЖК монитора (0,78х0,78 мм), увеличеный в 46 раз.

  • Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселов. Непосредственно связан с физическим разрешением.
  • Видимая диагональ: размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.
  • Контрастность: отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведенная для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.
  • Яркость: количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.
  • Время отклика: минимальное время, необходимое пикселу для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны.
  • Угол обзора: угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению.
  • Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.
  • Входы: (напр, DVI, HDMI и пр.).

Технологии

Часы с ЖКИ-дисплеем

Жидкокристаллические мониторы были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова (David Sarnoff) компании RCA, Принстон, штат Нью-Джерси.

Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода. Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, примененный в конкретных разработках.

Время отклика ЖК мониторов, сконструированных по технологии SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display  — кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс. Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. Plasma Addressed Liquid Crystal  — плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества LCD (яркость и сочность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы видимости по горизонту, H, и вертикали, V, высокую скорость обновления). В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает непревзойденную управляемость и качество изображения.

TN+film (Twisted Nematic + film)

Макрофотография TN+film матрицы монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне - стандартный курсор Windows

Часть «film» в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90° до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. К сожалению, способа улучшения контрастности и времени отклика для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет.

TN + film — самая простая технология.

Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселам не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И так как направление поляризации фильтра на второй пластине составляет угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.

К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц, а также невысокую себестоимость.

IPS (In-Plane Switching)

Технология In-Plane Switching была разработана компаниями Hitachi и NEC и предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Однако, хотя с помощью IPS удалось добиться увеличения угла обзора до 170°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.

На настоящий момент матрицы, изготовленные по технологии IPS единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал. TN-матрицы почти всегда имеют 6-бит, как и часть MVA.

Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение черного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а черным.

При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.

IPS в настоящее время вытеснено технологией S-IPS (Super-IPS, Hitachi 1998 год), которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика. Но, несмотря на то, что цветность S-IPS панелей приблизилась к обычным мониторам CRT, контрастность все равно остаётся слабым местом. S-IPS активно используется в панелях размером от 20", LG.Philips, NEC остаются единственными производителями панелей по данной технологии.

Макрофотография S-IPS матрицы монитора NEC 20 WGX2 Pro. Стандартный курсор Windows на оранжевом фоне

AS-IPS — технология Advanced Super IPS (Расширенная Супер-IPS), также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации LG.Philips.

A-TW-IPS — Advanced True White IPS (Расширенная IPS с настоящим белым), разработано LG.Philips для корпорации

AFFS — Advanced Fringe Field Switching (неофициальное название S-IPS Pro). Технология является дальнейшим улучшением IPS, разработана компанией BOE Hydis в 2003 году. Усиленная мощность электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в планшетных ПК, на матрицах производства Hitachi Displays.

*VA (Vertical Alignment)

MVA — Multi-domain Vertical Alignment. Эта технология разработана компанией Fujitsu как компромисс между TN и IPS технологиями. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 160°(на современных моделях мониторов до 176—178 градусов), при этом благодаря использованию технологий ускорения (RTC) эти матрицы не сильно отстают от TN+Film по времени отклика, но значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения.

MVA стала наследницей технологии VA, представленной в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Как и в IPS-матрицах, пиксели при отсутствии напряжения не пропускают свет, поэтому при выходе из строя видны как чёрные точки.

Достоинствами технологии MVA являются глубокий черный цвет и отсутствие, как винтовой структуры кристаллов, так и двойного магнитного поля.

Недостатки MVA в сравнении с S-IPS: пропадание деталей в тенях при перпендикулярном взгляде, зависимость цветового баланса изображения от угла зрения, большее время отклика.

Аналогами MVA являются технологии:

  • PVA (Patterned Vertical Alignment) от Samsung.
  • Super PVA от Samsung.
  • Super MVA от CMO.

Матрицы MVA/PVA считаются компромиссом между TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским качествам.

Преимущества и недостатки

Искажение изображения на ЖК-мониторе при большом угле обзора

Макрофотография типичной жк-матрицы. В центре можно увидеть два дефектных субпикселя (зелёный и синий).

В настоящее время ЖК-мониторы являются основным, бурно развивающимся направлением в технологии мониторов. К их преимуществам можно отнести: малый размер и вес в сравнении с ЭЛТ. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки и сведения лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в 2-4 раза меньше, чем у ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров. Энергопотребление ЖК мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки (англ. backlight — задний свет) ЖК-матрицы. Во многих современных (2007) мониторах для настройки пользователем яркости свечения экрана используется широтно-импульсная модуляция ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более Герц. Светодиодная подсветка в основном используется в небольших дисплеях, хотя в последние годы она все шире применяется в ноутбуках и даже в настольных мониторах. Несмотря на технические трудности её реализации, она имеет и очевидные преимущества перед флуоресцентными лампами, например более широкий спектр излучения, а значит, и цветовой охват.

С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и некоторые недостатки, часто принципиально трудноустранимые, например:

  • В отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией с потерей чёткости. Причем слишком низкие разрешения (например 320x200) вообще не могут быть отображены на многих мониторах.
  • Цветовой охват и точность цветопередачи ниже, чем у плазменных панелей и ЭЛТ соответственно. На многих мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах).
  • Многие из ЖК-мониторов имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения.
  • Из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки).
  • Фактическая скорость смены изображения также остаётся ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично.
  • Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии.
  • Массово производимые ЖК-мониторы более уязвимы, чем ЭЛТ. Особенно чувствительна матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация. Также существует проблема дефектных пикселей.
  • Вопреки расхожему мнению пикселы ЖК-мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения.

Перспективной технологией, которая может заменить ЖК-мониторы, часто считают OLED-дисплеи. С другой стороны, эта технология встретила сложности в массовом производстве, особенно для матриц с большой диагональю.

См. также

Ссылки

Литература

  • Артамонов О. Параметры современных ЖК-мониторов
  • С. П. Мирошниченко, П. В. Серба. Устройство ЖКИ. Лекция 1
  • Мухин И. А. Как выбрать ЖК-монитор?. «Компьютер-бизнес-маркет», № 4 (292), январь 2005, стр. 284—291.
  • Мухин И. А. Развитие жидкокристаллических мониторов. «BROADCASTING Телевидение и радиовещение»: 1 часть — № 2(46) март 2005, с.55-56; 2 часть — № 4(48) июнь-июль 2005, с.71-73.
  • Мухин И. А. Современные плоскопанельные отображающие устройства."BROADCASTING Телевидение и радиовещение": № 1(37), январь-февраль 2004, с.43-47.
  • Мухин И. А., Украинский О. В. Способы улучшения качества телевизионного изображения, воспроизводимого жидкокристаллическими панелями. Материалы доклада на научно-технической конференции «Современное телевидение», Москва, март 2006.

Wikimedia Foundation. 2010.

Сколько потребляет телевизор электроэнергии в час

Динамично растущая стоимость коммунальных услуг – серьезный мотив заняться поиском способов для экономии. Начать нужно с сокращения расходов, связанных с оплатой электричества. Многие пользователи задаются вопросом, сколько потребляет телевизор электроэнергии в час? Можно ли сэкономить, если правильно пользоваться ТВ?

Как определить, сколько потребляет телевизор

Есть несколько способов, позволяющих выяснить, сколько электроэнергии потребляет телевизор. Естественно, многое зависит от того, о какой именно модели идет речь. В качестве примера рассмотрим экономичное устройство, которое было приобретено относительно недавно.

Во-первых, взгляните на маркировку. Она находится на задней панели ТВ-устройства. Также информацию относительно класса потребления электроэнергии вы найдете в инструкции, которая входит в базовую комплектацию.

Еще в 2010 году соответствующие инстанции Европейского Союза определили единый стандарт энергопотребления плазменных и LED телевизоров:

  1. А+.
  2. А++.
  3. А+++.

В чем заключается суть маркировки? Чем больше плюсов возле буквы А, тем меньше потребляет энергии TV. В 2016 году появился новый класс – А++. На достигнутых результатах производители техники не останавливаются. В планах крупнейших компаний выпустить к 2020 году телевизоры с классом А+++.

Стоит ли переплачивать за технику с оптимальным классом экономии электроэнергии? Все зависит от того, о какой именно сумме идет речь. Однако факт остается фактом, модели А++ будут расходовать намного меньше энергии, чем более старые устройства.

Такая маркировка выполняет не только информационную функцию. Есть и дополнительные преимущества. Например, если на ТВ есть соответствующий стикер, то пользователь с большим доверием отнесется к такому устройству. Это хорошая реклама. Никто не хочет переплачивать за электроэнергию. Поэтому пользователи будут всегда отдавать предпочтение моделям с минимальным потреблением электричества.

Маркировка – это очень важно, но далеко не все телевизоры соответствуют заявленным характеристикам, указанным на стикере. На многих устройствах и вовсе отсутствуют такие наклейки. Зато на экранах ТВ находятся другие, более информативные стикеры. На них нарисованы латинские литеры от A до G.

Стандартный уровень потребления энергии – F. Также на стикере указана информация относительно мощности TV. Этот параметр измеряется в ваттах.

Во-вторых, всегда нужно учитывать яркость экрана. Например, яркость жидкокристаллического экрана влияет на то, сколько Ватт потребляет телевизор. Если пользователь сделает картинку более тусклой, тогда количество расходуемой энергии заметно снизится.

Что влияет на потребление электроэнергии

Размер экрана – ключевой параметр, определяющий количество потребления электроэнергии телевизором. Например, если диагональ экрана составляет примерно 50 сантиметров, тогда устройство берет 0,07 кВт. Примерно столько же потребляет лампа накаливания.

Впрочем, существуют и другие факторы, влияющие на объем расходуемой энергии:

  • цветность;
  • тип ТВ-устройства;
  • продолжительность активной работы;
  • баланс белого;
  • продолжительность пребывания в спящем режиме.

Не забывайте, что когда ТВ находится в спящем режиме, он все равно расходует энергию. Например, устройства с 21-дюймовым экраном будет потреблять около 16,5 Вт. Сначала может сложиться впечатление, что это не так много, но если умножить этот показатель на количество часов, то получится очень существенная цифра.

Как сэкономить? Все гениальное – просто. Достаточно просто отключить ТВ-устройство от сети. Такой способ позволит сэкономить примерно 8,8 кВт*ч.

Некоторые пользователи, чтобы определить, какой телевизор потребляет меньше энергии, проводят необходимые расчеты самостоятельно. Для этого нужно воспользоваться специальным прибором, который позволяет измерить мощность телевизора. Называется он ваттметр. Некоторые модели устройства производят замеры, а также сохраняют полученный результат. Современные ваттметры автоматически проводят расчеты стоимости электричества. Предварительно пользователь указывает цену за 1 кВт.

Если у вас нет возможности провести расчеты самостоятельно, тогда просто откройте инструкцию к телевизору. Производители указывают, сколько именно электроэнергии потребляет устройство. Также указаны цифры во время активной работы и при переходе в спящий режим.

Сколько за 1 час беспрерывной работы потребляет энергии ТВ? Средняя мощность зависит от типа устройства: плазма, ЖК, кинескопная модель и т.д.

Виды и мощность

Ключевые параметры – это тип ТВ-устройства и его мощность. Частично уже было об этом сказано ранее. Понятно, что телеприемник с электронно-лучевой трубкой будет расходовать больше энергии, чем ЖК. Учитывать также необходимо и продолжительность работы телевизора.

Если вы проводите в день около 5 часов перед ТВ, то в итоге это выльется в существенную сумму в конце месяца. Современные модели оснащены полезными функциями, которые позволяют экономить. Например, во многих устройствах есть режим «Eco». Активация этого режима предполагает автоматическую оптимизацию настроек. Учитывается уровень освещенности. Окружающая среда сканируется специальными датчиками.

 

В последнее время производители все чаще внедряют такую функцию, как датчики присутствия. Телевизор автоматически выключается, если не датчики не обнаруживают зрителя перед экраном.

Но в большей степени потребляемая мощность телевизора зависит именно от его типа. Сейчас рассмотрим разные устройства, чтобы на наглядном примере продемонстрировать, как изменяется количество расходуемой энергии.

ЭЛТ телевизоры

Начнем с устройств с электронно-лучевой трубкой. Забегая наперед, отметим, что модели с кинескопом за 1 час потребляют достаточно много. Ламповые ТВ характеризуются громоздким экраном. Они хороши тем, что непривередливы в обслуживании и имеют продолжительный эксплуатационный срок. За 60 минут устройство потребляет около 60-100 Вт.

За сутки телевизор потребляет около 0,5 кВт. За месяц этот показатель поднимается до 15 кВт. В режиме ожидания устройство тоже работает. За месяц набегает дополнительно до 18 кВт.

Плазменные модели

Плазменный ТВ – более современное решение. Внедрение в производственный процесс инновационных технологий позволяет создавать устройства, которые воспроизводят изображения с максимальной детализацией. Картинка получается очень насыщенной, реалистичной.

Впрочем, за качественное изображение плазменного телевизора придется заплатить. Это касается не только непосредственной стоимости устройства, но и оплаты коммунальных услуг. Возьмем в качестве примера TV от компании LG с диагональю экрана 32 дюйма. В режиме работы потребляется около 160 Вт. В спящем режим примерно 0,5 Вт. По итогу получаем средний показатель в размере 25 кВт•ч.

Эти цифры дают понять, что владельцам плазм придется платить за свет гораздо больше, нежели пользователям, предпочитающим электронные модели. Как ситуация обстоит с жидкокристаллическими устройствами? Сейчас выясним.

ЖК телевизоры

Пользователям больше всего интересно, сколько электричества в месяц потребляют именно ЖК телевизоры. Почему? Во-первых, эти ТВ представлены в наиболее широком ассортименте. Поэтому пользователь сможет приобрести модель, которая идеально впишется в комнату.

Во-вторых, есть еще один очень интересный момент. Телевизоры LCD потребляют энергии пропорционально диагонали экрана. Например, компактное устройство с 32-дюймовым экраном от компании Samsung за 1 час расходует около 50 Вт. В режиме ожидания – 1 Вт. Получаем в месяц всего лишь 8 кВт•ч.

Чтобы сэкономить на ТВ, покупайте модель с жидкокристаллическим экраном и светодиодной подсветкой. Оптимальный вариант – устройство с диагональю 32 дюйма. Такая техника будет потреблять меньше всего энергии.

Модели с большим экраном, например, 49 дюймов, имеют внушительную мощность – до 150 Вт в фазе активной работы и около 1,5 в режиме ожидания. Получаем существенную разницу. За месяц набегает порядком 20 22 кВт•ч.

Современные телевизоры используют LED подсветку. Именно применение светодиодов существенно сокращает расход энергии. В итоге устройство будет потреблять примерно на 40% меньше. Поэтому именно жидкокристаллические модели со светодиодной подсветкой – самый экономный вариант.

Как экономить

Чтобы максимально оптимизировать работу телевизора, а также снизить количество киловатт, нужно придерживаться нескольких простых советов:

  1. Устанавливайте ТВ-устройство в комнате с равномерным освещением. В итоге вы сможете подобрать оптимальный баланс между яркостью и контрастностью. Поэтому техника не будет много мотать.
  2. Яркость необходимо настраивать под разные типы освещения. Например, в темноте можно снизить яркость без потери комфорта в процессе просмотра.
  3. Как уже было сказано ранее, в спящем режиме телевизоры также потребляют достаточное количество электроэнергии. Поэтому лучше выключать технику из розетки.
  4. Рационально используйте Eco-функции. Тогда сможете потратить на оплату счетов за электричество минимальную сумму денежных средств.

Каждая из этих рекомендаций позволяет снизить энергопотребление в среднем в сутки. Поэтому старайтесь придерживаться их, чтобы экономить на счетах за электричество. Это особенно актуально во время постоянно растущих тарифов на коммунальные услуги.

Вот мы и рассмотрели основные факторы, влияющие на количество потребляемой ТВ энергии. Каждый пользователь сможет оперативно рассчитать потенциальные расходы, связанные с оплатой счетов за свет.

Жидкокристаллический телевизор - это... Что такое Жидкокристаллический телевизор?

Жидкокристаллический монитор (также Жидкокристаллический дисплей, ЖКД, ЖК-монитор, англ. liquid crystal display, LCD, плоский индикатор) — плоский монитор на основе жидких кристаллов.

LCD TFT (англ. TFT - thin film transistor — тонкоплёночный транзистор) — одно из названий жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель TFT для каждого субпиксела применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея.

Назначение ЖК-монитора

Жидкокристаллический монитор предназначен для отображения графической информации с компьютера, TV-приёмника, цифрового фотоаппарата, электронного переводчика, калькулятора и пр.

Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы (электронные часы, телефоны, плееры, термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью 2008) в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом(6 бит на канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом.

Устройство ЖК-монитора

Субпиксел цветного ЖК-дисплея

Каждый пиксел ЖК-дисплея состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается, и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света — ячейку можно считать прозрачной. Если же к электродам приложено напряжение — молекулы стремятся выстроиться в направлении поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности. Если постоянное напряжение приложено в течении долгого времени — жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток, или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (непрозрачность структуры не зависит от полярности поля). Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам. Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки(в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения. Таким образом полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Технические характеристики ЖК-монитора

Важнейшие характеристики ЖК-мониторов:

  • Разрешение: Горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселах. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно, «родное», физическое разрешение, остальные достигаются интерполяцией.

Фрагмент матрицы ЖК монитора (0,78х0,78 мм), увеличеный в 46 раз.

  • Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселов. Непосредственно связан с физическим разрешением.
  • Видимая диагональ: размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.
  • Контрастность: отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведенная для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.
  • Яркость: количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.
  • Время отклика: минимальное время, необходимое пикселу для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны.
  • Угол обзора: угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению.
  • Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.
  • Входы: (напр, DVI, HDMI и пр.).

Технологии

Часы с ЖКИ-дисплеем

Жидкокристаллические мониторы были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Давида Сарнова (David Sarnoff) компании RCA, Принстон, штат Нью-Джерси.

Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода. Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, примененный в конкретных разработках.

Время отклика ЖК мониторов, сконструированных по технологии SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display  — кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс. Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. Plasma Addressed Liquid Crystal  — плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества LCD (яркость и сочность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы видимости по горизонту, H, и вертикали, V, высокую скорость обновления). В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает непревзойденную управляемость и качество изображения.

TN+film (Twisted Nematic + film)

Макрофотография TN+film матрицы монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне - стандартный курсор Windows

Часть «film» в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90° до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. К сожалению, способа улучшения контрастности и времени отклика для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет.

TN + film — самая простая технология.

Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселам не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И так как направление поляризации фильтра на второй пластине составляет угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.

К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц, а также невысокую себестоимость.

IPS (In-Plane Switching)

Технология In-Plane Switching была разработана компаниями Hitachi и NEC и предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Однако, хотя с помощью IPS удалось добиться увеличения угла обзора до 170°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.

На настоящий момент матрицы, изготовленные по технологии IPS единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал. TN-матрицы почти всегда имеют 6-бит, как и часть MVA.

Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение черного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а черным.

При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.

IPS в настоящее время вытеснено технологией S-IPS (Super-IPS, Hitachi 1998 год), которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика. Но, несмотря на то, что цветность S-IPS панелей приблизилась к обычным мониторам CRT, контрастность все равно остаётся слабым местом. S-IPS активно используется в панелях размером от 20", LG.Philips, NEC остаются единственными производителями панелей по данной технологии.

Макрофотография S-IPS матрицы монитора NEC 20 WGX2 Pro. Стандартный курсор Windows на оранжевом фоне

AS-IPS — технология Advanced Super IPS (Расширенная Супер-IPS), также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации LG.Philips.

A-TW-IPS — Advanced True White IPS (Расширенная IPS с настоящим белым), разработано LG.Philips для корпорации

AFFS — Advanced Fringe Field Switching (неофициальное название S-IPS Pro). Технология является дальнейшим улучшением IPS, разработана компанией BOE Hydis в 2003 году. Усиленная мощность электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в планшетных ПК, на матрицах производства Hitachi Displays.

*VA (Vertical Alignment)

MVA — Multi-domain Vertical Alignment. Эта технология разработана компанией Fujitsu как компромисс между TN и IPS технологиями. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 160°(на современных моделях мониторов до 176—178 градусов), при этом благодаря использованию технологий ускорения (RTC) эти матрицы не сильно отстают от TN+Film по времени отклика, но значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения.

MVA стала наследницей технологии VA, представленной в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Как и в IPS-матрицах, пиксели при отсутствии напряжения не пропускают свет, поэтому при выходе из строя видны как чёрные точки.

Достоинствами технологии MVA являются глубокий черный цвет и отсутствие, как винтовой структуры кристаллов, так и двойного магнитного поля.

Недостатки MVA в сравнении с S-IPS: пропадание деталей в тенях при перпендикулярном взгляде, зависимость цветового баланса изображения от угла зрения, большее время отклика.

Аналогами MVA являются технологии:

  • PVA (Patterned Vertical Alignment) от Samsung.
  • Super PVA от Samsung.
  • Super MVA от CMO.

Матрицы MVA/PVA считаются компромиссом между TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским качествам.

Преимущества и недостатки

Искажение изображения на ЖК-мониторе при большом угле обзора

Макрофотография типичной жк-матрицы. В центре можно увидеть два дефектных субпикселя (зелёный и синий).

В настоящее время ЖК-мониторы являются основным, бурно развивающимся направлением в технологии мониторов. К их преимуществам можно отнести: малый размер и вес в сравнении с ЭЛТ. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки и сведения лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в 2-4 раза меньше, чем у ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров. Энергопотребление ЖК мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки (англ. backlight — задний свет) ЖК-матрицы. Во многих современных (2007) мониторах для настройки пользователем яркости свечения экрана используется широтно-импульсная модуляция ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более Герц. Светодиодная подсветка в основном используется в небольших дисплеях, хотя в последние годы она все шире применяется в ноутбуках и даже в настольных мониторах. Несмотря на технические трудности её реализации, она имеет и очевидные преимущества перед флуоресцентными лампами, например более широкий спектр излучения, а значит, и цветовой охват.

С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и некоторые недостатки, часто принципиально трудноустранимые, например:

  • В отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией с потерей чёткости. Причем слишком низкие разрешения (например 320x200) вообще не могут быть отображены на многих мониторах.
  • Цветовой охват и точность цветопередачи ниже, чем у плазменных панелей и ЭЛТ соответственно. На многих мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах).
  • Многие из ЖК-мониторов имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения.
  • Из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки).
  • Фактическая скорость смены изображения также остаётся ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично.
  • Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии.
  • Массово производимые ЖК-мониторы более уязвимы, чем ЭЛТ. Особенно чувствительна матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация. Также существует проблема дефектных пикселей.
  • Вопреки расхожему мнению пикселы ЖК-мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения.

Перспективной технологией, которая может заменить ЖК-мониторы, часто считают OLED-дисплеи. С другой стороны, эта технология встретила сложности в массовом производстве, особенно для матриц с большой диагональю.

См. также

Ссылки

Литература

  • Артамонов О. Параметры современных ЖК-мониторов
  • С. П. Мирошниченко, П. В. Серба. Устройство ЖКИ. Лекция 1
  • Мухин И. А. Как выбрать ЖК-монитор?. «Компьютер-бизнес-маркет», № 4 (292), январь 2005, стр. 284—291.
  • Мухин И. А. Развитие жидкокристаллических мониторов. «BROADCASTING Телевидение и радиовещение»: 1 часть — № 2(46) март 2005, с.55-56; 2 часть — № 4(48) июнь-июль 2005, с.71-73.
  • Мухин И. А. Современные плоскопанельные отображающие устройства."BROADCASTING Телевидение и радиовещение": № 1(37), январь-февраль 2004, с.43-47.
  • Мухин И. А., Украинский О. В. Способы улучшения качества телевизионного изображения, воспроизводимого жидкокристаллическими панелями. Материалы доклада на научно-технической конференции «Современное телевидение», Москва, март 2006.

Wikimedia Foundation. 2010.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о