Жидкокристаллический дисплей (также жидкокристаллический дисплей, ЖК-дисплей, LCD, жидкокристаллический дисплей, LCD, плоский дисплей) — это плоский дисплей на основе жидких кристаллов.
Какой ЖК-телевизор купить: характеристики современных LED-панелей
Телевизор с жидкокристаллическим дисплеем (ЖКД) — это плоская панель с жидкокристаллической матрицей, требующей подсветки.1 Благодаря здоровой конкуренции на рынке время от времени появляются действительно удачные решения для современных технологий, которые неизменно становятся первыми. К ним относятся ЖК-телевизоры со светодиодной подсветкой. В этой статье мы попытаемся разгадать тайну популярности этих телевизоров и рассмотрим их основные характеристики.
Если оставить в стороне все технические тонкости, которые интересуют только инженеров, то панель современного ЖК-телевизора похожа на сэндвич. В основе конструкции лежат две электронные платы. Между ними находится своеобразная «жидкость», состоящая из мельчайших зерен — кристаллов. Они играют роль пикселей — почти невидимых точек, из которых состоит изображение. Однако кристаллы не излучают собственного света, эту задачу берут на себя светодиоды, установленные позади или по краям панели. А они излучают только белый свет. Цветопередачу обеспечивают специальные RGB-фильтры, установленные перед каждым кристаллом.
LED-телевизор с оптимальным соотношением цена/качество
Телевизор LG 32 LM 6350 PLA Full HD оснащен новейшим процессором изображения, который автоматически корректирует цвета, делая изображение более насыщенным и естественным. В режиме Active HDR каждое изображение оптимизируется, детализация улучшается, а цвета становятся более насыщенными.
Такая конструкция отличает LED-телевизоры от их устаревших ЖК-аналогов. В последних использовалось несколько люминесцентных ламп, а также одна лампа с холодным катодом, которая освещала весь экран. Это делало невозможным достижение идеального частичного затемнения ЖК-экрана. Использование светодиодов решило эту проблему, сделав изображение более динамичным и контрастным.
Давайте рассмотрим наиболее важные параметры, на которые следует обратить внимание при выборе светодиодной панели.
Подсветка ЖК-телевизора
Расположение самих светодиодов является решающим фактором для многих параметров дисплея. Какой должна быть подсветка дисплея? Существует два основных типа:
- Direct LED («прямая подсветка») предполагает равномерное распределение источников света по всей задней части матрицы. Между светодиодами и экраном обязательно наличие специального рассеивателя светового потока, который к тому же нельзя расположить вплотную к светодиодам. Поэтому толщина ЖК-телевизора с подсветкой Direct LED больше, качество при этом остается высоким.
- Edge LED («торцевая подсветка») основана на расположении светодиодов по боковым кромкам экрана. Конструкция служит для экономии места, поэтому такие ЖК-телевизоры гораздо тоньше. Но при выборе следует проверить конкретную модель на наличие «засветов» (неравномерности освещения) на экране — они могут возникать даже из-за небольших деформаций боковых планок. По этой же причине не рекомендуют покупать ЖК-телевизоры с системой Edge LED для подвесной (а особенно наклонной) установки, ведь постепенная деформация тонкого корпуса в таком случае практически неизбежна.
LED-телевизоры с большой диагональю экрана по разумной цене.
Телевизор Hyundai H-LED50EU7008 с диагональю экрана 50 дюймов прекрасно впишется в любую гостиную.
Матрица ЖК-телевизора
Тип матрицы и ее характеристики являются одним из важнейших показателей качества изображения на экране телевизора. Какие типы матриц ЖК-телевизоров существуют?
- IPS-матрица. Основным преимуществом этого типа является широкий угол обзора: с какой бы стороны от телевизора ни находился зритель, изображение будет четким (в пределах 178°) 2. Черный цвет отличается глубиной, отображается практически идеально. Однако по времени отклика (скорость смены цвета пикселя) IPS-тип несколько проигрывает другим типам матриц. Эта проблема решена с появлением S-IPS-матриц и последующих ее модификаций.
- PLS-матрица. Это изобретение компании Samsung представляет собой аналог предыдущего типа матрицы, но со сниженными расходами на производство, что определяет его сравнительно низкую стоимость 3 .
- VA-матрица имеет множество вариаций. Изначально технология имела существенный недостаток — искажение цветов при боковом просмотре. Эту проблему удалось решить в версии S-PVA, которая активно применяется в ЖК-телевизорах премиум-класса от Sony BRAVIA, LG и Samsung — они имеют широкий угол обзора, правильное отображение динамики, низкое время отклика и хорошую цветопередачу, правда, немного уступают IPS в проработке полутонов.
- UV 2 A-матрица. Разработка компании Sharp основана на управлении пикселями с помощью ультрафиолета 4. Данный тип матрицы обеспечивает высокую контрастность и яркость изображения, при этом довольно экономичен в потреблении энергии.
Совет Перед покупкой ЖК-телевизора проверьте его на наличие «битых» пикселей. Для этого принесите в магазин карточку с одноцветным фоном (красным, зеленым, синим и черным). Если при воспроизведении изображения экран имеет однородный цвет, значит, матрица в порядке.
На какие еще параметры следует обратить внимание при покупке ЖК-телевизора?
Что это такое?
Сегодня существует четыре основные линии производства телевизоров, и у каждой из них своя история развития, начало и конец.
- Линия кинескопных телеприёмников (ЭЛТ). Их дальнейшее развитие и выпуск прекратились по техническим причинам – отсутствие перспектив по увеличению размеров экрана и повышению качества разрешения. Дальнейшее создание кинескопов с высокой четкостью изображения стало экономически невыгодным.
- Плазменные телеприёмники явились уверенной и перспективной альтернативой ЭЛТ. В отличие от первой технологии они обладали значительной диагональю дисплея, более высоким уровнем разрешения, яркой цветностью, хорошей глубиной картинки и возможностью их размещения на стене. В конструктивном смысле панель «плазмы» состояла из двух стеклянных пластин с расположенными между ними микрокапсулами или ячеями, наполненными инертными газами и люминофором. Под влиянием нужного напряжения наполнитель переходил в плазменное состояние, а смесь газов начинала контролируемо светиться. В те времена плазменные устройства были дорогими и характеризовались высоким уровнем энергопотребления. Высокий температурный режим работы устройств скоро приводил к выработке ячей, появлялся «остаточный силуэт».
По этим и некоторым другим причинам производство плазменных телевизоров практически прекратилось.
- Жидкокристаллические устройства LCD (CCFL, EEFL или LED) ознаменовали веху в развитии технологий производства дисплеев, включающих ЖК-решетку, цветные светофильтры, особые защитные покрытия, а главное, источник света.
- Четвёртой линией эволюции дисплеев, которая продолжает развиваться, являются светодиодные панели OLED с подсветкой .
Это важное отличие во многом определило перспективы развития этой технологической линии.
Устройство и принцип работы
В принципе, принцип работы ЖК-экранов отличается от плазменных тем, что электрические импульсы проходят через специальную среду ЖК-экрана, находящуюся под давлением и расположенную между двумя пластинами. Структурно эта среда состоит из небольших витых кристаллов, которые могут предсказуемо реагировать на ток, изменяя степень пропускания света. Рассматриваемый экран предназначен для чередования различных оттенков всей шкалы серого, начиная с самого темного. Сами кристаллы не являются источниками света или цвета — вещество должно быть полупрозрачным. Свет, проходящий через них, должен попадать на специальные фильтры.
Источником света сначала служила стандартная флуоресцентная лампа с холодным катодом (CCFL), позже — лампа типа EEFL. Эти устройства уже были более плоскими. Эти модели «страдали» некоторыми недостатками, например, отсутствием возможности локально затемнить одну часть экрана и увеличить яркость в другой части и т.д.
В конце XX века для подсветки ЖК-дисплеев начали использовать светодиоды, заменив ими габаритные лампы. Другими словами, появились LCD/LED-дисплеи со светодиодами (LED).
В этой аббревиатуре кроется основное отличие от первоначального варианта ЖК-дисплея.
Новые технологии позволили изменять яркость участков экрана «более избирательно» и, таким образом, более равномерно для достижения более высокого уровня контрастности и качества цветопередачи. Важными преимуществами светодиодной технологии также стали малые размеры, небольшой вес и минимальное энергопотребление — устройства стали действительно тонкими (2-3 см), легкими и менее энергоемкими (энергопотребление снизилось на 35-40 %).
С появлением OLED-панелей изменилась и концепция дизайна телевизионной матрицы. Использование органических светодиодов означало, что отпала необходимость в ЖК-сетках и светофильтрах, поскольку стало возможным размещать 3-4 светодиода на каждом пикселе экрана. При этом каждый из них мог излучать свет в красном, зеленом и синем (RGB) и, возможно, белом спектре. Смешивая основные цвета, на экране создаются многочисленные высококачественные оттенки.
В этом смысле модели OLED больше похожи на плазменные устройства, поскольку каждая «плазменная» ячейка на самом деле является независимым источником света и цвета, как пиксель в OLED-панели.
Плюсы и минусы
Технология LCD основана на жидких кристаллах, встроенных между полимерными пластинами. Расположенные таким образом кристаллы образуют матрицу с большим количеством пикселей, а специальный режим подсветки обеспечивает свечение, при этом RGB-матрица модулирует цвет.
Появление ЖК-дисплеев можно считать основной причиной упадка рынка ЭЛТ.
К их преимуществам относятся:
- несравнимо более низкий уровень энергопотребления;
- отсутствие статического напряжения;
- сравнительно малый дисплей настраивается в full hd-режиме;
- низкая стоимость;
- малый, а сегодня можно сказать – очень малый вес.
Недостатки:
- уровень контрастности несколько хуже, чем у плазменных образцов и LED;
- относительно малый угол просмотра;
- не совсем достаточный уровень глубины черного цвета и контраста;
- единственный «штатный» режим разрешения дисплея;
- время смены изображений не на должном уровне.
Преимущества и недостатки варьируются от модели к модели, в зависимости от цены и бренда. Например, у крупных производителей отличная контрастность и ряд других важных параметров. Недорогие модели имеют гораздо более сильные недостатки, включая долговечность. Как правило, ЖК-комплекты служат до 8-10 лет.
LED-модели начали активно распространяться в 2010 году. По сути, они являются ЖК-телевизорами, но с некоторыми дополнениями и изменениями. Прежде всего, это улучшенная подсветка. Благодаря этому повышается яркость изображения и качество цветопередачи. По основным показателям LED-технология опережает LCD-технологию, в том числе и по энергопотреблению.
Следует отметить, что само по себе наличие усовершенствованного дисплея с подсветкой не означает безоговорочного лидерства. Качество изображения во многом зависит от бренда и новейших технологий, используемых производителем.
Преимущества данных моделей:
- высокие параметры яркости и четкости изображения;
- отменная цветопередача и уровень контраста;
- при уровне разрешения 4К изображение получается отменного качества и объема.
Недостатки:
- сравнительно малый угол обзора;
- дороговизна.
Когда речь заходит о LED-телевизорах, стоит упомянуть один нюанс, который имеет больше смысла по маркетинговым соображениям. Дело в том, что в большинстве магазинов под LED-моделями подразумеваются стандартные ЖК-телевизоры со светодиодной подсветкой. В действительности же LED-экраны в чистом виде изготавливаются по несколько иной технологии, когда каждая отдельная ячейка подсвечивается «своим» светодиодом. Одно из первых таких устройств появилось в 1977 году, но массового производства не получило
Суть в том, что сложно произвести даже небольшое изделие с десятками тысяч светодиодов по приемлемой цене. Несмотря на значительные размеры, подобные устройства широко распространены в наружной рекламе.
Качество картинки
С точки зрения цвета и яркости, цветопередача PDP-панелей более реалистична и качественна, благодаря более широкому охвату палитры, обеспечиваемому люминофором. Плазмы» обладают высокой контрастностью изображения, что позволяет получить истинно черный цвет. Одним из недостатков технологии является низкая яркость. Поскольку солнечные лучи падают на поверхность экрана из окна, впечатления от просмотра фильмов или сериалов могут быть притуплены. В ЖК-телевизорах изображение ярче и насыщеннее, но из-за подсветки матрицы экран светится неравномерно.
Для тех, кто любит смотреть спорт и фильмы с большим количеством спецэффектов, подойдут плазменные телевизоры. При этом ЖК-ячейки обладают инерционностью, из-за которой они могут размывать очертания быстро движущихся по экрану объектов.
Размеры, битые пиксели в матрице
Если 5 лет назад пределом для ЖК-телевизоров был размер 32 дюйма, то «плазму» начали выпускать с 32 дюймов. При этом в основном это были панели с диагональю экрана 42 и 50 дюймов. До этого состояние техники означало, что допустимо лишь несколько «битых» пикселей в жидкокристаллических матрицах, поскольку их трудно получить без дефектных тонкопленочных транзисторов. Из-за отбраковки матрицами даже один дефектный пиксель приводит к усложнению производственного процесса, что увеличивает стоимость матриц. По мере увеличения размеров ЖК-экранов возрастает и вероятность появления неконтролируемых пикселей. Технология LCD используется для производства более крупных телевизоров, где плазма и LCD находятся на одном уровне.
Вы также можете арендовать плазменный экран.
Технические характеристики ЖК-монитора
Основные характеристики ЖК-экранов:
- 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-экрана (0,78×0,78 мм), увеличенный в 46 раз.
- Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселов. Непосредственно связан с физическим разрешением.
- Соотношение сторон экрана(формат): Отношение ширины к высоте, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.
- 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
Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Дэвида Сарноффа компании RCA в Принстоне, штат Нью-Джерси.
Основными технологиями, используемыми для производства ЖК-дисплеев, являются TN+film, IPS и MVA. Эти технологии различаются геометрией поверхности, полимером, управляющей пластиной и передним электродом. Большое значение имеют чистота и тип полимера с жидкокристаллическими свойствами, используемого для конкретных конструкций.
ЖК-дисплеи на основе технологии SXRD (Silicon X-tal Reflective Display) имеют время отклика 5 мс. Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal), которая сочетает в себе преимущества ЖК (яркость и насыщенность цветов, контрастность) и плазменных дисплеев (широкая горизонтальная, H, и вертикальная, V, высокая частота обновления). В таких экранах используются газоразрядные плазменные элементы для управления яркостью и ЖК-матрица для фильтрации цветов. Технология PALC позволяет индивидуально управлять каждым пикселем экрана, что означает непревзойденную управляемость и качество изображения.
TN+film (Twisted Nematic + film)
Макровид матрицы TN+film монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне изображен стандартный курсор Windows.
Часть «пленка» в названии технологии означает дополнительный слой, используемый для увеличения угла обзора (скажем, с 90° до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, и такие матрицы называют просто TN. К сожалению, пока не найдено способа улучшить контрастность и время отклика TN-панелей, и время отклика матриц этого типа в настоящее время одно из лучших, а вот контрастность — нет.
Пленка TN+ — самая простая технология.
Матрица TN+ film работает следующим образом: Когда напряжение на субпиксели не подается, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. А поскольку направление поляризации фильтра на второй пластине образует угол 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Когда красный, зеленый и синий субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.
К преимуществам этой технологии относятся самое короткое время отклика среди всех современных матриц и низкие эксплуатационные расходы.
IPS (In-Plane Switching)
Технология переключения в плоскости была разработана компаниями Hitachi и NEC и должна была устранить недостатки пленки TN+. Однако, хотя технология IPS позволила увеличить угол обзора до 170°, повысить контрастность и цветопередачу, время отклика осталось низким.
В настоящее время матрицы IPS являются единственными ЖК-экранами, которые всегда предлагают полную глубину цвета RGB — 24 бита, 8 бит на канал. Матрицы TN почти всегда имеют глубину цвета 6 бит, как и некоторые MVA.
Когда на IPS-матрицу не подается напряжение, молекулы жидкого кристалла не вращаются. Второй фильтр всегда вращается перпендикулярно первому и не пропускает свет. Поэтому черный дисплей является практически идеальным. Если транзистор выходит из строя, то «битый» пиксель на IPS-панели не белый, как на TN-матрице, а черный.
Режимы
Это, на мой взгляд, самый важный момент при выборе телевизора. Я часто слышал утверждение, что модели разных производителей в одной категории показывают совершенно разную картинку (например, что Philips 5 серии намного лучше, чем Samsung 6 серии и т.д.). С вероятностью 99% это ошибка и дело в деталях. На этом этапе почти все зависит от установленного режима. Неправильно выбранный режим может дать худшее изображение на самом лучшем телевизоре в мире.
Выбирая телевизор, обратите внимание на режимы — посмотрите на всех кандидатов и выберите те, которые вам больше нравятся. Если что-то вас не устраивает, переведите телевизор в пользовательский режим и настройте параметры цвета и контрастности.
Есть еще несколько мифов, которые возникают на этой почве. Например, что Samsung отображают «ядерные» цвета. Это справедливо для мобильных телефонов, где калибровка практически невозможна или затруднена. В телевизорах же абсолютно все параметры настраиваются. Отсюда мы плавно переходим к калибровке.
Калибровка
Этот абзац будет очень коротким, поскольку это совсем не моя среда, но стоит сказать несколько слов. Абсолютно все в нашем мире имеет погрешности, особенно в массовом производстве. Параметры каждого произведенного телевизора отличаются как от эталона, так и от своих аналогов. Степень отклонения цвета от эталона измеряется составной характеристикой DeltaE (уже упоминавшейся в первой части в разделе «Свойства изображения»). Чем больше отклонение от нуля, тем больше отклонение цвета от эталона. Как человек, немного разбирающийся в фотографии, я могу сказать, что эталонные цвета очень глубокие, яркие и насыщенные и не нуждаются в обработке.
При калибровке телевизора сигнал от эталонного источника подается на вход и измеряется на выходе колориметром. Затем мастер настраивает телевизор (только топовые и готовые модели имеют функции полной калибровки) так, чтобы получить цвета, максимально приближенные к эталонным. В среднем достигается значение 2-3 Delta E, которое считается неотличимым от эталона для человеческого глаза.
Вместо вывода или краткие тезисы
Для тех, кто не хочет читать всю статью, позвольте мне кратко написать все, что я хотел донести: 1) У каждой технологии есть свое предназначение. Плазменные — для домашнего кинотеатра, для больших диагоналей, для просмотра в темноте. ЖК — для просмотра телевизора в светлых помещениях, дома, если вы выбираете маленькие диагонали, если вы работаете с компьютером или смотрите мерцающие плазмы. 2) Выбирая телевизор, обратите внимание на характеристики. Они имеют решающее значение. Посмотрите на характеристики всех кандидатов на покупку, выберите наиболее понравившиеся и смотрите их. Не сравнивайте телевизоры на основе характеристик, представленных продавцом в магазине. 3) При выборе диагонали учитывайте объем работы. Если вы выбираете телевизор для домашнего кинотеатра и не очень стеснены в средствах, вам понадобится экран большего размера. В этом случае диагональ 65″ будет идеальной для 2,5 м и 1080 контента. Если вы выбираете телевизор для других целей, можно, а иногда и нужно выбрать меньшую диагональ. Помните, что телевизоры, которые на первый взгляд кажутся огромными, через некоторое время выглядят гораздо меньше. 4) Шум изображения — скользкая штука. Хотя она помогает создать плавные движения, не всем она по душе. Важно знать, что не существует единого способа добиться плавного движения для быстро движущихся объектов. Существуют компромиссы, и вы должны решить, что вам нужно. 5) Если вы покупаете телевизор премиум-класса для домашнего кинотеатра, возможно, имеет смысл откалибровать его. Для некоторых телевизоров это особенно важно. Особенно с теми, у которых очень большое отклонение DeltaE от коробки. Например, Samsung ES8000 (8007), Sony HX92.
Поскольку эта статья получилась намного длиннее, чем я планировал, многое из того, что я хотел сказать, не имеет места здесь. Мы оставим это для заключительной третьей части. Если вам интересно, я расскажу о жанрах 3D, их практических различиях, подводных камнях (сложностях и идиосинкразиях, о которых не говорят производители), источниках воспроизведения 2D и особенно 3D контента (здесь есть серьезные проблемы) и, конечно, о моем собственном выборе.
Спасибо за внимание к моим проблемам.
