Что такое LCD телевизоры: основные характеристики и преимущества

LCD (жидкокристаллический) телевизор — это устройство, использующее технологию жидких кристаллов для отображения изображения. В таких телевизорах свет от источника, обычно из светодиодов (LED), проходит через жидкокристаллический экран, что позволяет формировать яркие и четкие изображения с высокой цветопередачей.

Преимущества LCD телевизоров включают тонкий корпус, легкость и энергоэффективность, что делает их популярными в современных домах. Эти устройства также обеспечивают широкий угол обзора и быстрое время отклика, что особенно важно для просмотра динамичных сцен и игр.

Технология LCD, принцип работы. Устройство TFT матрицы

LCD-матрица. Принцип работы жидкокристаллической панели

"Сердцем" любого жидкокристаллического монитора является LCD-матрица (Liquid Crystall Display). ЖК-панель представляет из себя сложную многослойную структуру. Упрощенная схема цветной TFT LCD-панели представлена на Рис.2.

Принцип работы любого жидкокристаллического экрана основан на свойстве жидких кристаллов изменять (поворачивать) плоскость поляризации проходящего через них света пропорционально приложенному к ним напряжению. Если на пути поляризованного света, прошедшего через жидкие кристаллы, поставить поляризационный светофильтр (поляризатор), то, изменяя величину приложенного к жидким кристаллам напряжения, можно управлять количеством света, пропускаемого поляризационным светофильтром. Если угол между плоскостями поляризации прошедшего сквозь жидкие кристаллы света и светофильтра составляет 0 градусов, то свет будет проходить сквозь поляризатор без потерь (максимальная прозрачность), если 90 градусов, то светофильтр будет пропускать минимальное количество света (минимальная прозрачность).

Принцип работы LCD-панели

Рис.1. ЖК-монитор. Принцип работы LCD-технологии.

Таким образом, используя жидкие кристаллы, можно изготавливать оптические элементы с изменяемой степенью прозрачности. При этом уровень светопропускания такого элемента зависит от приложенного к нему напряжения.

Любой ЖК-экран у монитора компьютера, ноутбука, планшета или телевизора содержит от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов таких ячеек, размером долей миллиметра. Они объединены в LCD-матрицу и с их помощью мы можем формировать изображение на поверхности жидкокристаллического экрана.Жидкие кристаллы были открыты еще в конце XIX века. Однако первые устройства отображения на их основе появились только в конце 60-х годов XX века. Первые попытки применить LCD-экраны в компьютерах были предприняты в восьмидесятых годах прошлого века. Первые жидкокристаллические мониторы были монохромными и сильно уступали по качеству изображения дисплеям на электронно-лучевых (ЭЛТ) трубках. Главными недостатками LCD-мониторов первых поколений были:

• — низкое быстродействие и инерционность изображения;
• — «хвосты» и «тени» на изображении от элементов картинки;
• — плохое разрешение изображения;
• — черно-белое или цветное изображение с низкой цветовой глубиной;
• — и т.п.

Однако, прогресс не стоял на месте и, со временем, были разработаны новые материалы и технологии в изготовлении жидкокристаллических мониторов. Достижения в технологиях микроэлектроники и разработка новых веществ со свойствами жидких кристаллов позволило существенно улучшить характеристики ЖК-мониторов.

Устройство и работа TFT LCD матрицы

Одними из главных достижений стало изобретение технологии LCD TFT-матрицы – жидкокристаллической матрицы с тонкопленочными транзисторами (Thin Film Transistors). У TFT-мониторов кардинально возросло быстродействие пикселей, выросла цветовая глубина изображения и удалось избавиться от «хвостов» и «теней».Структура панели, изготовленной по TFT технологии, приведена на Рис.2

Структура ЖК-панели

Рис.2. Схема структуры TFT LCD матрицы.Полноцветное изображение на ЖК-матрице формируется из отдельных точек (пикселей), каждая из которых состоит обычно из трех элементов (субпикселей), отвечающих за яркость каждой из основных составляющих цвета — обычно красной (R), зеленой (G) и синей (B) — RGB.

Видеосистема монитора непрерывно сканирует все субпиксели матрицы, записывая в запоминающие конденсаторы уровень заряда, пропорциональный яркости каждого субпикселя. Тонкопленочные транзисторы (Thin Film Transistor (TFT) — собственно, поэтому так и называется TFT-матрица) подключают запоминающие конденсаторы к шине с данными на момент записи информации в данный субпиксель и переключают запоминающий конденсатор в режим сохранения заряда на все остальное время.Напряжение, сохраненное в запоминающем конденсаторе TFT- матрицы, действует на жидкие кристаллы данного субпикселя, поворачивая плоскость поляризации проходящего через них света от тыловой подсветки, на угол, пропорциональный этому напряжению.

Пройдя через ячейку с жидкими кристаллами, свет попадает на матричный светофильтр, на котором для каждого субпикселя сформирован свой светофильтр одного из основных цветов (RGB). Рисунок взаиморасположения точек разных цветов для каждого типа ЖК-панели разный, но это отдельная тема.

Далее, сформированный световой поток основных цветов поступает на внешний поляризационный фильтр, коэффициент пропускания света которого зависит от угла поляризации падающей на него световой волны. Поляризационный светофильтр прозрачен для тех световых волн, плоскость поляризации которых параллельна его собственной плоскости поляризации.

С возрастанием этого угла, поляризационный фильтр начинает пропускать все меньше света, вплоть до максимального ослабления при угле 90 градусов. В идеале, поляризационный фильтр не должен пропускать свет, поляризованный ортогонально его собственной плоскости поляризации, но в реальной жизни, все-таки небольшая часть света проходит.

Поэтому всем ЖК-дисплеям свойственна недостаточная глубина черного цвета, которая особенно ярко проявляется при высоких уровнях яркости тыловой подсветки.В результате, в LCD-дисплее световой поток от одних субпикселей проходит через поляризационный светофильтр без потерь, от других субпикселей — ослабляется на определенную величину, а от какой-то части субпикселей практически полностью поглощается. Таким образом, регулируя уровень каждого основного цвета в отдельных субпикселях, можно получить из них пиксель любого цветового оттенка. А из множества цветных пикселей составить полноэкранное цветное изображение.ЖК-монитор позволил совершить серьезный прорыв в компьютерной технике, сделав ее доступной большому количеству людей. Более того, без LCD-экрана невозможно было бы создать портативные компьютеры типа ноутбуков и нетбуков, планшеты и сотовые телефоны. Но так ли все безоблачно с применением жидкокристаллических дисплеев?

Понравился материал? Поделитесь им в соцсетях:

Плазма, LED LCD или обычный ЖК телевизор, что лучше выбрать?, статья. Портал "www.hifinews.ru"

Какая из этих трех телевизионных технологий лучшая – ЖК LED, плазменная или может быть есть шансы и у прежних ЖК телевизоров? Чтобы помочь вам разобраться, какой телевизор лучше подойдет для вашего дома, давайте кратко рассмотрим каждую из технологий.

Какая из этих трех телевизионных технологий лучшая – ЖК LED, плазменная или может быть есть шансы и у прежних ЖК телевизоров? Чтобы помочь вам разобраться, какой телевизор лучше подойдет для вашего дома, давайте кратко рассмотрим каждую из технологий.

Но сначала нужно сделать замечание, любая статья подобного типа, по необходимости, содержит много обобщений. А для большинства из рассмотренных ниже параметров, есть, вероятно, одно-два исключения. Хорошо когда удается найти отклонение в положительную сторону, но этот случай будет исключением. Выполненный по соответствующим технологиям «средний» телевизор будет работать так, как отмечено далее в этой статье.

Во-вторых, стоит немного сказать о составе современных модельных рядов HDTV на основе разных технологий.

Плазменные телевизоры Panasonic, Samsung и LG производятся с размерами экранов от 42 до примерно 65 дюймов. Есть и несколько сверх больших моделей (в частности плазма Panasonic с экраном 1,5 м по диагонали), но для большинства покупателей нужно максимум 65 дюймов.

Жидкокристаллические (ЖК) телевизоры имеют экраны с диагональю от нескольких до 80 дюймов. Все LED телевизоры на самом деле такие же ЖК телевизоры, только с использованием светодиодов (LED) в качестве источников подсветки вместо традиционных CCFL ламп. Как правило, они работают немного по-другому, и на рынке классифицируются по отдельности. Наиболее дорогие и высококачественные (флагманские) модели каждой компании выполнены, как правило, с использованием LED подсветки, поэтому зачастую их преимущество в производительности и качественных характеристиках считают достоинством технологии.

Вы можете задаться вопросом, почему только три компании делают плазмы?

Когда электронные компании планируют строить заводы по производству телевизоров, они сталкиваются с выбором, что выгоднее производить? Или большие "дешевые" плоские панели, которые конструктивно не могут быть намного меньше 42 дюймов (плазмы), или построить более дорогой завод, который сможет делать широкий спектр (по размерам экрана) телевизоров?

Даже несмотря на то, что большие по размерам телевизоры будут дороже (ЖК). Постепенно, c расширением производства большие по размеру ЖК телевизоры становятся более конкурентоспособными, так что различие исчезает. Поэтому сегодня немного найдется компаний, желающих вкладывать деньги в заводы по производству плазменных телевизоров. Тогда как на заводе по производству ЖК панелей можно делать все, от экранов для мобильных телефонов до 80-ти дюймовых телевизоров высокой четкости. (Это конечно упрощение, но в целом теоретически соответствует истине).

Световой поток (яркость):

1 место — LED ЖК 2 место — CCFL ЖК 3 место — Плазма

Без сомнения, ЖК LED сегодня самые яркие телевизоры на рынке. Некоторые модели способны обеспечить яркость более 100 фут-ламберт. Для сравнения, в кинотеатре вам повезет, если вы получаете 5 фут-ламберт. ЖК телевизоры с подсветкой на CCFL лампах занимают второе место в этой классификации.

Но, все в мире относительно. Плазмы просто не настолько яркие и они, вероятно, ярче, в сравнении с традиционными телевизорами на ЭЛТ кинескопах. Таким образом, плазмы не "тусклые", но и не такие яркие, как ЖК дисплеи.

Вопрос еще в том, нужен ли вам световой поток такой мощности? В темной комнате, 100 фут-ламберт будут болезненно яркими для глаз. Но в залитой солнцем комнате изображение на экране плазмы порой трудно рассмотреть.

Необходимо учитывать еще один аспект, наличие на экране антибликовых или устраняющих отражения покрытий (фильтров). Плазма с очень хорошим антибликовым покрытием может лучше смотреться в ярко освещенной комнате, чем ЖК экран с глянцевым покрытием (и наоборот).

Уровень черного:

1 место — Плазма 2 место — LED ЖК 3 место — CCFL ЖК

Сегодня разрыв становится все меньше, но плазма по-прежнему обладает лучшими уровнями черного. Да, ЖК LED дисплеи иногда могут выдавать абсолютно черный цвет (путем отключения светодиодов подсветки), но при реальном просмотре фильма, плазма будет казаться темнее. Этот эффект связан с контрастностью.

Контрастность:

1 место — Плазма 2 место — LED ЖК 3 место — CCFL ЖК

Контрастность или отношение самой темной части изображения к самой яркой является одним из наиболее важных параметров, характеризующих качество изображения. Изображение на дисплее с высокой контрастностью будет казаться более реалистичным, и более виртуально объемным.

Есть одно исключение. Изготавливаемые компанией Sharp ЖК LED телевизоры из семейства Elite обладают усовершенствованной системой подсветки с локальным затемнением, которая придает им плазмоподобную контрастность . но по какой цене! Такие телевизоры доступны лишь немногим покупателям.

Один такой хороший LCD LED телевизор «не делает общей погоды», и не предвещает, что новое поколение ЖК LED дисплеев будет таким же. Sharp Elite не представляет собой ничего нового. В них используется известная система локального затемнения отдельных источников LED подсветки. Сегодня все реже встречаются дисплеи подобного типа. Причина такого положения совершенно очевидно: цена.

Телевизоры с настоящей системой местного затемнения стоят дороже, чем модели с LED источниками, расположенными по краю ЖК панели, (как правило, дороже, чем плазма такого же размера), и сегодня такие дорогие телевизоры не имеют большого спроса.

Некоторые прочие модели HDTV с системами локального затемнения приближаются к лучшим плазмам (или даже превосходят менее классные модели плазм)? Но, опять же это исключение, а не правило.

Есть несколько новых технологий, которые в производство будут внедрены в ближайшие годы и позволят добиться повышенной контрастности на ЖК дисплеях. Возможно, некоторые читатели слышали о них в новостях с последних выставок, и с нетерпением ждут, когда можно будет более подробно узнать об этом и в наших обзорах.

Итак, в целом, у плазм лучше контрастность (с учетом отмеченных исключений).

Углы обзора:

1 место — Плазма 2 место — IPS ЖК 3 место — CCFL ЖК/LED ЖК

Насколько велики комнаты вашей квартиры? Приходится ли вам или вашим домочадцам располагаться в стороне от телевизора во время просмотра фильмов и телепрограмм? Если это так, то необходимо учесть, что ЖК дисплеи обоих типов теряют в качестве изображения при значительном смещении зрителей от оси проходящей через центр экрана. Маленькая комната и небольшой диван перед телевизором не могут создать подобных проблем.

Где-то посередине между плазмой и ЖК находятся ЖК телевизоры с панелями типа IPS, которые имеют лучшие углы обзора, но обладают, в целом, пониженной контрастностью и уровнем черного цвета.

Энергопотребление:

1 место — LED ЖК 2 место — CCFL ЖК 3 место — Плазма

Несомненно, LCD LED дисплеи отличаются самым низким энергопотреблением, особенно, когда вы используете режим с затемнением подсветки. Телевизоры с подсветкой на CCFL лампах потребляют энергии несколько больше.

Плазма, особенно когда вы увеличиваете уровень контрастности (чтобы картинка выглядела лучше), не отличается низким энергопотреблением. И все же энергопотребление плазм понизилось в сравнении с тем, что было несколько лет назад.

Если вы поклонник «зеленых» технологий, покупайте LCD LED телевизор. Однако, этим вы не сэкономите. Потому что жидкокристаллические телевизоры (как правило) более дорогие, по сравнению с плазменными. Чтобы покрыть разницу в стоимости потребуются годы экономии энергии (если это вообще удастся).

1 место — CCFL ЖК 2 место — Плазма 3 место — LED ЖК

Наиболее доступными телевизорами сегодня являются ЖК с подсветкой на ССFL лампах еще и потому, что все компании именно такими видят бюджетные модели, а более высококачественные и самые дорогие разрабатываются с использованием LED подсветки.

Плазмы, как правило, обладают оптимальным соотношением размер / цена.

Срок службы

Судя по многочисленным исследованиям, полученным из различных источников можно сделать вывод: все плоскопанельные телевизоры чрезвычайно надежны в эксплуатации. Конечно, в интернет-форумах всегда находятся недовольные и, несомненно, вы найдете разные отзывы. "Мой телевизор сломался!" и в ответ "Xорошо, что у меня 5 лет гарантии".

Понятно, что все телевизоры могут выгорать, если использовать их с нарушением правил эксплуатации. Но в отличие от остальных, на плазменном экране может оставаться эффект послесвечения, который внешне похож на выгорание, но не является им и со временем пропадает. Более подробно об этом написано в отдельных статьях. Если кратко. Вы отметите эффект послесвечения задолго до того, как он станет проблемным.

Однородность засветки:

1 место — Плазма 2 место — CCFL ЖК/LED ЖК

Однородность засветки означает равномерность распределения по экрану яркости при отображении однородного по цвету тона. Наиболее подвержены этой напасти жидкокристаллические HDTV с расположенными сбоку источниками подсветки.

Плазменные телевизоры с самосветящимися ячейками, если и могут иметь подобные проблемы, то они встречаются гораздо реже и менее заметны. Чаще всего отличаются неоднородной засветкой LED телевизоры, у которых источники подсветки размещены по краю панели, CCFL лампы размещаются позади ЖК панели, но все же имеют свои проблемы по однородности засветки. Зачастую однородность может быть разной и у одинаковых моделей. Так что, если ваш телевизор имеет хорошую однородность засветки экрана, это не значит, что такая же будет и у соседа, который купит одинаковую с вами модель телевизора.

Победителем становится.

Возможно, вы захотите определить победителя и аутсайдера, подсчитывая баллы из списков выше. Но дело в том, что эти показатели не равноценны. Что это значит. Для одного человека, предпочтителен абсолютный уровень яркости, для другого, уровень черного превыше всего. Эти два качественных параметра, на данный момент, являются взаимоисключающими.

Так что не слушайте тех, кто говорит: "Яркость превыше всего" или "У ЖК ужасный уровень черного". Учтите вашу ситуацию. Если вы чаще смотрите телевизор в дневное время, или в комнате, где много окон, LCD LED, вероятно, лучший выбор. Если вы смотрите телевизор в ночное время, и хотите чтобы экран сливался с фоном, лучше, вероятно, плазма.

Есть несколько особенностей, которые можно учесть при выборе нового HDTV. Если вы покупаете телевизор от известного производителя, качество картинки у него будет очень и очень хорошим. Таким образом, вы во многом гарантируете себе удачный выбор. Все нынешние HDTV в сравнении с производимыми всего несколько лет назад плоскопанельными телевизорами, тоньше, ярче, больше по размеру диагонали экрана, более функционально насыщенные, качественные и дешевые. Новый телевизор будет радовать Вас в течение нескольких последующих лет.

Материал взят с CNET (перевод с английского — hifiNews.RU)

Подготовлено по материалам портала "www.hifinews.ru", март 2012 г. www.hifinews.ru

Эту статью прочитали 91 975 раз
Статья входит в разделы: Как выбрать. Гид покупателя

Поделиться материалом: