Принцип работы жк телевизора


Как работает ЖК телевизор

Современные технологии в производстве телевизоров позволяют производителям выпускать высококачественные, надежные, ультрасовременные устройства, которые к тому же могут иметь действительно огромные размеры экранов. В частности, наибольшим распространением пользуются жидкокристаллические экраны. Устройство ЖК телевизора позволило достичь отличной глубины цвета, высокой четкости изображения, и при этом такие устройства потребляют мало электроэнергии.

В данной публикации речь пойдет об устройстве, а также принципе работы LCD телевизора, но для начала стоит разобрать, что же такое LCD-дисплей и какими преимуществами он обладает.

1. Что такое LCD телевизор

Для того чтобы понять, как работает ЖК телевизор, стоит понять, что вообще такое ЖК или LCD экран.

LCD – это сокращение от Liquid Crystal Display, что в переводе на русский язык означает – жидкокристаллический дисплей. Таким образом, ЖК и LCD телевизор – это одно и то же. Что такое телевизор знает каждый, а вот принцип работы ЖК телевизора известен далеко не всем. Заключается он в использовании специальных молекул, получивших название – жидкие кристаллы, за свои уникальные особенности. Они находятся в жидком состоянии и под воздействием электромагнитного поля способны принимать цилиндрическую форму и менять свое положение. Кроме этого такое вещество  имеет оптические свойства присущие кристаллам, они способны преломлять лучи света, и в зависимости от своего положения пропускать или поглощать тот или иной световой спектр.

Другими словами они являются светофильтрами (поляризаторами), которыми можно управлять при помощи электричества. Благодаря этому появляется возможность управлять процессом поляризации, то есть управлять тем, какой спектр видимого излучения будет проходить через слой жидких кристаллов, а какой спектр будет поглощаться. Так и возникает изображение на экране.

2. Устройство LCD телевизора

Главным элементом в ЖК телевизорах является матрица. Она представляет собой некий массив их огромного множества мельчайших элементов, которые именуются – пиксели. Именно пиксели и формируют изображение. Благодаря современным технологиям производители достигли возможности управлять каждым пикселе в отдельности. Матрица ЖК телевизора имеет несколько слоев. Ключевая роль принадлежит двум первым слоям. Они сделаны из абсолютно чистого и прозрачного, а также свободного от натрия стеклянного материала, именуемого субстратом (или подложка). Между этими слоями и располагаются молекулы жидких кристаллов, а точнее тончайший слой из этих молекул.

Суть работы матрицы заключается в том, что эти молекулы пропускают только определенный спектр излучения, оставляя основные три цвета – синий, зеленый и красный. В зависимости от технологии, освещение молекул жидких кристаллов может осуществляться двумя способами:

Проще говоря, принцип работы LCD матрицы заключается в фильтрации света миллионами отдельных затворов (пикселей). Они собраны в сетку (если посмотреть на экран телевизора через мощное увеличительное стекло, то можно увидеть эту сетку) и являются неким фильтром, который пропускает только три основных цвета – синий, зеленый и красный, из которых в дальнейшем и формируется многоцветная картинка.

В качестве источника света в первых LCD телевизорах использовались люминесцентные лампы, одна на сегодняшний день эта технология освещения считается устаревшей. Вместо ламп сегодня производители используют светодиоды – так называемая LED подсветка ЖК матрицы.

3. Как устроен плазменный экран: Видео

4. Частота обновления экрана ЖК телевизора

Очень часто в момент покупки телевизора мы сталкиваемся с таким показателем, как частота обновления экрана. Этот параметр определяет, сколько кадров в секунду способен отобразить экран телевизора. Стоит отметить, что на качество изображения в фильмах это никак не влияет, так как даже минимальный показатель на сегодняшний день составляет не менее 60 Гц (60 кадров в секунду), что значительно больше, чем частота обычной киносъемки – 24 Гц, и даже частоты видео-контента в европейских странах – 50 Гц.

Высокая частота обновления экрана ЖК телевизора необходима только при подключении к компьютеру. Это отображается на плавности анимации элементов рабочего стола и приложений. Кроме этого, частота обновления экрана ни на что не влияет.

Но от чего же тогда зависит качество изображения? А зависит она от времени отклика матрицы ЖК. Отклик матрицы – это время, которое необходимо для того чтобы жидкие кристаллы смогли отреагировать на поступившие сигналы и изменить свое положение, тем самым изменить цвет передаваемого изображения. Благодаря современным технологиям, ЖК матрицы имеют достаточно быстрый отклик, благодаря чему они практически не уступают своим прямым конкурентам – плазменным панелям, но при этом LCD телевизоры имеют существенной больший ресурс.

www.techno-guide.ru

Принцип работы ЖК ТВ с LED подсветкой: На примере IPS Alpha

Первые устройства индикации, построенные на жидких кристаллах, появились в 1968 году. С тех пор основная область их применения — средства отображения информации.

Но для создания ЖК-телевизора еще нужно создать матрицу пикселов 720х476 точек (для системы NTSC), каждый пиксел в которой состоял бы из трех субпикселов красного, зеленого и синего цветов. Кроме того, необходимо научиться этим управлять (не забываем, что дело происходит в 60-х годах прошлого века).

Первый дисплей на жидких кристаллах появился в 1963 году. А вот для создания ЖК-телевизора, пригодного для массового производства потребовалось немало времени и сил. Нужен был существенный прогресс электроники, чтобы создать простые, надежные и недорогие системы управления пикселами, а также синтез простых в производстве и недорогих жидких кристаллов.

Несмотря на все трудности, этот путь был с успехом пройден. Сегодня ЖК-телевизоры являются наиболее массовой телевизионной технологией. Давайте разберёмся, почему?

Устройство ЖК-телевизора

В первую очередь простотой и относительно низкой себестоимостью. Именно эти качества делают ее столь привлекательной для производителей телевизоров. За последние два десятка лет было придумано множество разновидностей ЖК-матриц, но все ЖК-телевизоры обладают одинаковым принципом работы и сходной структурой.

Как уже говорилось, жидкие кристаллы представляют собой особые жидкости, которые под действием электрического поля могут упорядочивать свою молекулярную структуру. А такие упорядоченные «кристаллические» структуры начинают избирательно пропускать свет, вызывая, в частности, его поляризацию. То есть ЖК-матрица ведет себя как поляризатор, управляемый электрическим полем. Если к нему добавить другой, «постоянный», то можно управлять прозрачностью этого «бутерброда». Остается добавить цветные светофильтры для «окрашивания» проходящего света, лампу подсветки — и ЖК-телевизор готов.

Достоинства и недостатки ЖК видны уже сейчас. Достоинства заключены в относительно низком энергопотреблении: главный потребитель — это лампа подсветки. Другое достоинство — широкие возможности снижения геометрических размеров пикселей: уже сейчас в широкой продаже имеются Full HD телевизоры с диагональю экрана 26 дюймов, а есть отдельные образчики с диагональю 22 дюйма. И это не предел.

Но надо сказать, что и в структуре ЖК-транспаранта есть, что улучшать. Самые распространенные до недавнего времени ЖК-матрицы — так называемые TN (Twisted Nematic). В них жидкие кристаллы образуют спиральные структуры и поворачивают плоскость поляризации проходящего света. К сожалению, недостатков у этой конструкции хватает: помимо относительно небольшой скорости переключения таких панелей, ее пиксел является открытым «по умолчанию», а значит, «битый» пиксел (пиксел с поврежденной цепью управления) будет постоянно неприятно светиться. Еще один существенный недостаток — низкая контрастность, ибо управляющие электроды (пусть и весьма прозрачные) приходится наносить с обеих сторон матрицы.

Новые ЖК-телевизоры выполнены по другой технологии: IPS alpha, совместное изобретение Hitachi и NEC. В современном виде этой технологией практически в совершенстве владеет компания Panasonic.

Ключевая особенность IPS alpha в том, что молекулы жидких кристаллов расположены не поперек плоскости экрана, а вдоль. Именно поэтому при сравнении IPS-технологии с более старыми, их обозначают VA (Vertically Aligned LCD) или ЖК с вертикальным расположением молекул. Благодаря «горизонтальному» (вдоль плоскости экрана) расположению молекул жидких кристаллов IPS удалось добиться увеличения угла обзора свыше 170°, а также высокой контрастности (управляющие электроды расположены только позади матрицы) и цветопередачи. Кстати, теперь «по умолчанию» пиксели закрыты (так, что «битый» пиксел будет черным).

Другая известная проблема ЖК-матриц — время переключения. Поскольку смена состояния ЖК-пиксела (переключение) сопряжено со сменой ориентации молекул в вязкой среде. Понятно, что этот процесс не может происходить мгновенно, а это накладывает ограничения на итоговое время реакции.

В принципе, на сегодняшний день эта проблема решена в панелях IPS alpha, хотя до «плазменных» скоростей им далеко. Высокая скорость переключения новых ЖК-панелей позволяет более качественно отображать 3D-видео: дело в том, что при смене чередующихся кадров для правого и левого глаза, возможно частичное наложение двух изображений (очки уже переключились на правый глаз, а телевизор еще только перерисовывает кадр левый), что вызывает смазывание. Благодаря высокой скорости IPS alpha кадры оказываются надежно «изолированы» друг от друга.

Новое качество подсветки

Где-то в районе 2008 года массовым явлением на рынке ЖК-телевизоров стали так называемые LED-панели (LED — Light-emitting diode, светодиод). Что это такое?

Как уже говорилось, обязательной компонентой ЖК-телевизора выступает лампа подсветки. В современных телевизорах это газоразрядная лампа с холодным катодом. Подобная подсветка имеет одно существенное преимущество (простота и дешевизна изготовления) и ряд недостатков. Во‑первых, лампа горит всегда и освещает весь экран равномерно. Это повышает неэффективный расход энергии, а кроме того, снижает контрастность изображения: дело в том, что светодиодные поляризаторы неидеальны и часть подсветки «прорывается» сквозь закрытые пикселы, так что черный оказывается не таким черным, как хотелось бы.

А вот если заменить единую ламповую подсветку матрицей из белых светодиодов, то мы получаем разом и экономию электроэнергии, и возможность независимого управления освещением различных участков экрана, так что мы можем максимально осветить светлую часть картинки и одновременно затемнить темную, получая недостижимую ранее контрастность.

Кроме того, светодиоды имеют меньшие габариты, чем лампа той же светимости. Так что LED-панели оказываются еще и более компактными.

Все эти новые свойства выводят современные ЖК-телевизоры с LED-подсветкой на качественно новый уровень. Высокая контрастность и точная цветопередача современных ЖК-телевизоров с LED-подсветкой ставят их в один ряд с плазменными панелями, то есть делает лучшим на сегодняшний день устройством отображения высококачественного видео.

www.popmech.ru

Какой телевизор лучше: ЖК или плазма

Очень часто при покупке нового телевизора перед покупателем возникает вопрос, что лучше ЖК или плазма? Стоит отметить, что эти две технологии являются прямыми конкурентами. Каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками, поэтому, для того, чтобы сделать правильный выбор и приобрести такой телевизор (или монитор), который будет наилучшим образом отвечать вашим требованиям, нужно разобрать эти технологии, все их плюсы и минусы, а также понять принцип их действия.

Зная все негативные и положительные стороны каждой из технологий, вы сможете самостоятельно понять, какой телевизор лучше ЖК или плазма в той или иной ситуации.

1. Что такое ЖК телевизор

Сразу же стоит отметить, что жидкокристаллическая панель и LCD – это одно и то же. LCD означает Liquid Crystal Display, что переводится как жидкокристаллический дисплей.

Принцип работы таких экранов заключается в использовании специального вещества, которое постоянно находится в жидком состоянии, но при этом имеет оптические свойства схожие с кристаллами. Отсюда и название – жидкокристаллический.

Молекулы данного вещества имеют вытянутую цилиндрическую форму и способны менять свое расположение при воздействии на них электромагнитными волнами. Чем сильнее электромагнитное напряжение, тем сильнее поворачиваются молекулы, тем самым меняя угол лучей света.

В зависимости от конструкции дисплея молекулы жидких кристаллов могут работать на пропускание света или на отражение. Оба этих решения позволяют достичь высокого качества изображения.

1.1. Матрицы ЖК-дисплеев

На сегодняшний день наиболее распространенными являются два типа матриц:

Принцип работы этих матриц схож, однако есть некоторые особенности, из-за чего изображение, выводимое этими матрицами, довольно сильно различается между собой. Нельзя сказать, что одна лучше другой, так как и здесь также есть свои полюсы и минусы. В целом, обе матрицы выводят высокое качество изображения.

Разница в том, что TN+Film дисплеи имеют более теплые тона. Кроме этого особенностью данной технологии является невозможность максимально реалистичной цветопередачи. Выражается это в белом и черном цвете. К примеру, черный цвет имеет серый оттенок, а белый – имеет теплые тона (с примесью оранжевого). Однако сразу же стоит отметить, что это будет заметно только в том случае, если поставить два телевизора с разными матрицами рядом. И нельзя сказать, что это сильный недостаток, скорее даже наоборот, ведь теплые тона меньше напрягают органы зрения.

Неоспоримым плюсом таких матриц является быстрый отклик. Это позволяет отображать самые динамичные кадры, с максимально быстро меняющимися спецэффектами. Недаром игроманы все же предпочитают именно TN+Film матрицы.

IPS-дисплеи в свою очередь славятся своей цветопередачей. Такие матрицы имеют более холодные тона. Такие телевизоры уступают TN+Film в быстроте отклика. Однако вы не сможете это заметить не вооруженным взглядом. Современные технологии позволили практически полностью устранить этот недостаток. Поэтому IPS-матрицы имеют неоспоримые преимущества, а благодаря отличной цветопередаче, высокой четкости и разрешению изображения, именно IPS-дисплеи являются прямыми конкурентами плазменных панелей.

Для того чтобы понять, что лучше плазменный или ЖК телевизор стоит рассмотреть плюсы и минусы LCD дисплеев.

1.2. Преимущества и недостатки ЖК дисплеев

Независимо от технологии матрицы все ЖК-дисплеи имеют общие недостатки и преимущества. К преимуществам относится:

К недостаткам ЖК мониторов можно отнести тот факт, что достаточно сложно достичь равномерного распределения излучения света. И даже несмотря на то, что современные решения практически полностью решают эту проблему, все же есть некоторые сложности. Так, чем больше диагональ экрана, тем сложнее достичь равномерного распределения света. Конечно, новые модели имеют современную LED подсветку, которая решает проблему, но все же такая особенность технологии не позволяет сделать черный цвет максимально глубоким и реальным, даже в IPS-матрицах.

При этом в сравнении с плазменными панелями ЖК-телевизоры отличаются более низкой стоимостью (однако стоит отметить, что чем больше диагональ экрана, тем дороже стоит телевизор), и при этом являются существенно более долговечными. По ресурсам LCD-экраны превосходят плазменные панели в 2-3 раза.

2. Что такое плазменная панель и принцип ее работы

Особенностью плазменных панелей является тот факт, что чем больше диагональ экрана, тем выгоднее изготовителю ее выпускать. Это объясняется особенностью технологии, которую мы рассмотрим далее. Стоит отметить, что именно благодаря таким особенностям технологии первыми телевизорами, с большой диагональю (более 32”) были именно плазменные панели.

Итак, что же такое плазменная панель?

PDP - Plasma Display Panel. Принцип работы такого дисплея заключается в использовании разряженного газа (в подавляющем большинстве случаев – это неон либо ксенон), который находится в ионизированном состоянии. Такое состояние газа называется плазмой, отсюда и название – плазменная панель.

Принцип действия плазменной панели основывается на свечении специальных люминофоров, которые загораются в случае воздействия на них ультрафиолетового спектра излучения. Это излучение генерируется при помощи электрического разряда в среде сильно разряженного газа. В момент разряда электричества между электродами с управляющим напряжением возникает так называемый проводящий «шнур», который состоит из ионизированных молекул газа (плазмы).

Матрица плазменной панели представляет собой некий массив из герметично запаянных сосудов, заполненных разряженным газом. Эти сосуды имеют очень маленькие размеры. Их количество в одной панели может достигать десятком миллионов. Благодаря возможности управления каждым из сосудов достигается возможность отображения на экране определенной картинки. Сосуд с газом в плазменной панели носит название пиксель.

Чтобы понять, какой телевизор лучше плазменный или ЖК, давайте рассмотрим преимущества и недостатки плазменной панели.

2.1. Преимущества и недостатки плазменных панелей

В первую очередь стоит отметить, что именно плазменные телевизоры были первыми устройствами, имеющими высокое Full HD разрешение. Особенности данной технологии позволяли делать большие экраны с высоким разрешением. Кроме этого, благодаря высокому разрешению и отличной четкости изображения плазменные панели можно использовать в качестве мониторов для компьютеров. Как правило, изготовители оснащают свои телевизоры различными интерфейсами для подключения дополнительного оборудования. В число разъемов в ходят:

В зависимости от модели телевизора список разъемов может бать более широким. Также стоит понимать, что в зависимости от производителя и модели плазменный или жидкокристаллический телевизор может обладать дополнительными функциями и возможностями. Кроме этого, от используемых деталей и технологий зависит и качество изображения. Другими словами, не всегда два телевизора с одинаковой матрицей будут иметь одинаковое качество изображения. Таким образом, при определенных случаях ЖК-телевизор может быть лучше плазмы и наоборот.

Это также стоит учитывать при выборе телевизора.

3. Что лучше - ЖК или Плазма: Видео

Помимо этого данная технология позволяет достичь максимально естественной передачи цвета. Плазменные панели способны отображать миллиарды различных цветов и оттенков, что делает картинку максимально натуральной, а цвета глубокими.

Главным отличием плазменных панелей от ЖК-дисплеев является равномерное освещение всей плоскости матрицы, что увеличивает качество передаваемой картинки.

4. Что лучше плазменные телевизоры или ЖК

Учитывая все вышеуказанное можно с уверенностью сказать, что обе технологии позволяют достичь достаточно высокого качества изображения. Конечно, нельзя сказать что лучше – плазменная панель или ЖК телевизор в конкретном случае. Все зависит от ваших личных предпочтений и требований, а также от условий, в которых будет использоваться телевизор.

По большей части ЖК-телевизоры, и плазменные панели имеют схожие характеристики и преимущества. Однако, конечно, есть и отличия. К примеру, плазменная панель имеет самую реалистичную передачу цветов, однако такие телевизоры потребляют больше электроэнергии. В свою очередь ЖК-телевизоры могут похвастаться экономичностью и долговечностью. При этом стоит отметить, что плазменные панели имеют более высокую стоимость, нежели ЖК телевизоры.

Вообще можно долго спорить о том, что лучше плазма или LCD, но однозначного ответа таки не найти. Это объясняется тем, что современные технологии постоянно развиваются и две самые распространенные технологии, которые являются прямыми конкурентами, не уступают друг другу, каждый год выпуская новые разработки, превосходящие предыдущие.

5. Как выбрать телевизор ЖК или плазма

Ответ на вопрос о том, какой выбрать телевизор ЖК или плазму зависит только от ваших личных предпочтений. Учитывая все преимущества и недостатки, а также разницу в цене, вы должны сами для себя решить, чего вы ждете от телевизора. Оба варианта имеют высокие показатели. В домашних условиях, просматривая телепрограммы либо фильмы в формате Full HD, вы не заметите разницу между ЖК и плазмой.

Как уже говорилось выше, качество изображения – это сугубо индивидуальный параметр, который зависит скорее от модели телевизора и используемых комплектующих, нежели от технологии. Как выбрать телевизор – плазменный или ЖК? Внимательно читайте характеристики телевизора. Учитывая все преимущества и недостатки, которыми обладают обе технологии, можно сказать, что хоть и с небольшим, но все же отрывом лидирует плазменная панель, но также стоит принимать во внимание стоимость таких телевизоров. Выбор, конечно же, остается за вами.

www.techno-guide.ru

Принцип работы жидкокристаллических и плазменных телевизоров

Немного расскажем о технологиях, используемых для производства плазменных и жидкокристаллических телевизоров, т.к. именно они определяют технические возможности этих устройств.

PDP (англ. Plasma Display Panel — плазменная панель) PDP-дисплеи представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными поверхностями. Принцип их работы основан на свечении инертного газа в ячейках-пикселях под действием тока. Поэтому плазменные панели — светоизлучающие приборы, в отличие от LCD.

LCD (англ. Liquid Crystal Display — жидкокристаллический дисплей) LCD-дисплеи имеют многослойную структуру, состоящую из слоя жидкокристаллического материала, активизирующего его мультиплексора, цветового фильтра и подсветки. Свет, излучаемый подсветкой, проходит через жидкий кристалл и цветовой фильтр. Основное различие между технологиями «плазмы» и ЖК состоит в том, что пиксели LCD, сами по себе, свет не излучают — жидкие кристаллы лишь регулируют его интенсивность.

itkaliningrad.ru


Смотрите также