Как работает жидкий кристалл в телевизоре

Обновлено: 25.04.2024

Даже если вы не смотрите телевизор, наверняка он у вас есть.

Я не смотрю передачи по телевизору, а использую его как кинотеатр — даже не подключал кабель для ТВ-сигнала.

Расскажу, как подобрать идеальное устройство и не переплатить. Вот восемь важных характеристик.

Разрешение изображения

Разрешение — это величина, которая говорит о количестве пикселей в каждом кадре. Указывают не просто количество пикселей, а их соотношение по сторонам. Например, в телевизионном HD (720p) это 1366 с одной стороны и 768 с другой, или 1366 × 768 px.

Чем больше пикселей, тем качественнее выглядит картинка. Например, в одном из самых старых разрешений — LDPI — всего 759 пикселей. Это буквально решетка из квадратов. В HD — 921,6 Кпикс. В новейшем 8K UHD — 7680 × 4800 , или 36,86 Мпикс.

Если включить на телевизоре с диагональю 85 дюймов видео с HD-разрешением , смотреть его с близкого расстояния будет некомфортно: изображение будет зернистым, объекты — неестественно большими и могут даже распадаться на отдельные квадратики. От такого просмотра заболят глаза. Если запустить тот же файл на телевизоре с диагональю 32 дюйма — все будет отлично. Проблема в неверно подобранном соотношении диагонали экрана и разрешения.

В телевизорах последних поколений появляются решения, которые дорисовывают кадр и таким образом подтягивают кадр до высокого разрешения, но разница между обработанным и обычным изображением сильно заметна.

Выбирать телевизор стоит не только по поддержке какого-то разрешения, но и по количеству контента в таком разрешении. Например, можно купить телевизор с разрешением 8К, но кроме демороликов посмотреть в таком разрешении практически нечего. Проще взять 4К, в котором уже можно найти потоковый контент. А цена при прочих равных отличается в пять-шесть раз.

Например:
📺 Для просмотра эфирного телевидения подойдет телевизор с разрешением HD: PRESTIGIO — 8990 Р
📺 Для телевидения высокого качества стоит брать FullHD: LG — 24 990 Р
📺 Для домашних кинотеатров и игровых станций смотрите разрешение 4К: Samsung — 39 990 Р
📺 Если ваш бюджет не ограничен, можно взять устройство с разрешением 8К: Samsung — 499 990 Р

Диагональ экрана

Диагональ экрана измеряют в дюймах, а не в привычных нам сантиметрах, 1″ = 2,54 см. Производители предлагают выбирать размер экрана так: умножить диагональ на 1,2 — получится минимальное расстояние, с которого комфортно смотреть телевизор. Если вы умножаете диагональ в дюймах, то и безопасное расстояние получите тоже в дюймах.

Скорее всего, эта формула работает только в идеальных условиях: если у вас отличное зрение, вы сидите ровно перед серединой телевизора, картинка высокого разрешения и экран идеально откалиброван. В реальности же, когда я сел на расстоянии 2,6 метра от 85-дюймового телевизора и включил ролик в низком качестве, то глаза начали слезиться из-за смены крупных объектов на экране. Хотя я соблюдал рекомендации производителя.

Поэтому я советую сходить в магазин, постоять на подходящем расстоянии от нужной модели и проверить, не будут ли болеть глаза.

Или посчитайте диагональ на калькуляторе в зависимости от расстояния до телевизора и его разрешения:

Еще телевизоры делятся на категории в зависимости от комнаты, куда их ставят. Так, экраны с диагональю до 40 дюймов подойдут для кухни или маленькой спальни, от 40 до 50 дюймов — для спальни или небольшой студии, а диагональ больше 50 дюймов впишется в гостиную.

Например:
📺 32 дюйма: Philips — 14 999 Р
📺 43 дюйма: Xiaomi Mi — 24 990 Р
📺 55 дюймов: LG — 39 990 Р
📺 77 дюймов: LG — 499 990 Р
📺 98 дюймов: Samsung — 4 999 990 Р

Технология HDR означает поддержку расширенного цветового диапазона: телевизор умеет обрабатывать и отображать больше оттенков, теней и полутонов. Чтобы обработать расширенный спектр оттенков, требуется мощный процессор, поэтому HDR, как правило, есть во всех новых 4К-телевизорах , а в старых моделях его сложно найти.

Как и с разрешением, важна не только возможность обработки HDR, но и наличие файлов с такой информацией. Если планируете смотреть только эфирное или кабельное ТВ, то смысла в HDR нет. Если готовы покупать фильмы и сериалы в 4К — смысл есть.

Например:
📺 Без поддержки HDR: SUPRA — 11 785 Р
📺 С поддержкой HDR: Samsung — 25 990 Р

Судя по количеству проданных моделей, ЖК-телевизоры прочно заняли лидирующие позиции на рынке и в сердцах телезрителей. На сегодняшний день этот тип выбирают за оптимальное соотношение цены / качества при минимальном потреблении электроэнергии. В этой статье расскажем о ЖК-телевизорах, раскроем секрет и принцип их работы, плюсы и минусы.

СПРАВКА. Название этих аппаратов LCD пошло от английского Liquid Crystal Display, дословно это переводится как жидкокристаллический экран. ЖК и LCD — названия одного типа телевизора.

Устройство: как работает ЖК-телевизор

LCD или ЖК-система, как можно понять из названия, состоит из массива однотипных элементов — системы жидких кристаллов, цветных светофильтров – с помощью них формируется изображение, защитного стекла, источника изменяющегося света.

Система кристаллов с внешней стороны равномерно освещается флуоресцентной лампой с холодным катодом. От её места расположения зависит работа самой панели – произойдёт прохождение или отражение луча. Когда внешнее воздействие отсутствует, свет свободно проходит сквозь поляризаторы. Видна подложка. Управление жидкими кристаллами (пикселями) происходит подачей на них разности потенциалов (напряжения). Величина этого напряжения определяет, насколько повернётся кристалл, а следовательно — угол поляризации. От степени поляризации зависит его яркость. Соответственно, кристалл пропускает больше света, точка на экране ярче. Затем световой луч проходит перпендикулярный потоку поляризационный фильтр, цветовой фильтр и проходит на экран.

ВАЖНО. Пиксели на экране телевизора не гаснут никогда, они могут только поменять свою поляризацию, т. е. интенсивность свечения. Поэтому изображение не пропадает, а равномерно сменяется кадр за кадром.

Если подытожить, то работает это так – световой поток фильтруется матрицей, состоящей из множества отдельных пикселей, образующих некоторую сеть. Сквозь этот фильтр проходят три основных цвета – синий, красный и зелёный, при их комбинации друг с другом, на экране формируются цветная картинка.

Современныетехнологии позволяют подать напряжение на любой кристалл каждого из слоёв матрицы. Каждый слой матрицы важен, но главная роль отводится двум первым, которые выполнены из чистого, без добавления натрия, стёкла, именуемые подложкой. Именно между ними расположились жидкие кристаллы, а если быть точными, их тончайший слой.
Цветноеизображение – результат использования матрицы пассивных фильтров, которые за счёт разделения источника белого цвета получают три основных – синий, красный и зелёный. С помощью их комбинации получают любые цвета палитры.
Если угол поляризации жидкокристаллического кристалла становится равным 90º, относительно пассивного фильтра, свет через него не проходит.
Временемотклика считается скорость поворота кристалла, при подаче на него напряжения. Оно сокращается от повышения разности потенциалов, быстрее осуществляется поворот. От этой скорости зависит чёткость изображения при смене кадра. Для того чтобы сделать этот параметр оптимальным, на кристалл необходимо подать напряжение максимальной амплитуды.

Думаю, многим из вас интересно узнать о том, по какому принципу работает телевизор LED и из каких компонентов он состоит. В наши дни при создании современных телевизионных моделей активно применяется относительно новая технология LED, которая по праву занимает сегодня почетное место на рынке. В этой публикации мы попробуем в деталях рассмотреть устройство LED телевизора заглянув ему во внутрь. Постараемся разобраться в чем особенность строения и что скрывают производители за столь популярной аббревиатурой, которая вызывает не поддельный интерес у потребителей к таким моделям.

Само определение LED (англ. Light-emitting diode) означает светодиодный. Данный термин впервые ввела компания Самсунг в 2007 году с целью продвижения своей новой линейки телевизоров. Это был не маркетинговых ход, а скорее прорыв в IT сфере, так как подсветка уже осуществлялась не лампами, а светодиодами. В последнее время довольно часто подобные LED панели встречаются на улицах городов, вблизи и внутри стадионов, открытых концертах и презентациях. Изображение такого огромного телевизора отличается зернистостью, что обусловлено размерами светодиодов – к сожалению, приблизить их по размеру, например, к пикселю для этих целей пока не получается.

Тип подсветки матрицы у телевизора LED.

Такие модели с жидкокристаллическим экраном в отличии от LCD изделий, где применяются флуоресцентные или люминесцентные лампы (HCFL — горячий и CCFL — холодный катод), подсвечиваются светоизлучающими диодами. Новый тип подсветки ЖК-матрицы в сравнении с LCD позволил уменьшить толщину конструкции и увеличить качество изображения. Основные технические моменты на которые желательно обратить внимание перед покупкой телевизора описаны в первой и второй публикации.

Существует несколько типов LED подсветки жидкокристаллической матрицы: ковровая или по другому, прямая (Direct-LED) и краевая, которую еще называют торцевой (Edge-LED).

Direct-LED (Full-LED). Ковровый тип подсветки предполагает расположение светоизлучающих диодов по всей площади матрицы. Именно такое расположение светодиодов позволяет получить равномерность подсветки и получить максимальное качественное изображение. Телевизоры с подсветкой Direct-LED имеют насыщенный уровень яркости и хорошую контрастность.
Edge-LED. Краевой тип подсветки имеет положительные и отрицательные стороны. Почему? Дело в том, что здесь светоизлучающие диоды располагаются по краям или по бокам, а иногда и по всему периметру матрицы. Излучающий свет диодами попадает на специализированный распределитель, а после на рассеиватель и лишь потом на экран. К сожалению такое расположение светодиодов не дает полноценного локалього затемнения на отдельных участках экрана и хорошего контрастного перехода.

Безусловно торцевая конструкция позволяете уменьшить толщину всего телевизора, но это имеет свои последствия. Во-первых, за счет расположения светодиодов по периметру, а не по площади используется меньше диодов, а значит матрица подсвечивается не должным образом. Во-вторых, получить хорошее распределение света довольно сложно в более тонком корпусе. Как следствие тонкий рассеиватель не справляется с возложенной на него задачей должным образом и на выходе могут образоваться светлые пятна (засветы) на темных участках экрана.

Отличие подсветки статической от динамической.

Все вышесказанное можно отнести к статической подсветке. Как вы понимаете, здесь диоды излучают свет постоянно и не о каком управлении речи быть не может. Динамическая подсветка напротив дает возможность управлять светом на отдельно взятых участках экрана. Достигается это за счет разделения матрицы на отдельно связанные группы, что в свою очередь позволило управлять яркостью в определенной зоне экрана в зависимости от воспроизводимой сцены. Такой подход в целом дал четкую цветопередачу и относительно глубокий черный цвет при локальном затемнении, снизил энергопотребление и повысило экологичность.

Такая матрица с ковровой подсветкой способна воспроизводить на разных участках изображения с необходимой степенью яркости и цветовой гаммой. В итоге изображение получается качественным и сочным в плане яркости. Краевая матрица с RGB подсветкой получается более тонкой, но она неспособна на таком же уровне передать эффекты цветового локального затемнения или цветовой гаммы в целом. В силу расположения светодиодов, матрица просвечивается полностью по всей ширине и длине. Однако, такой телевизор тоже прилично передает весь общий спектр цветов.

Несколько интересных заметок по теме статьи.

Возможно вы знаете, что в основу матрицы входит не только печатная плата, модуль задней подсветки, но и жидкие кристаллы. В зависимости от своего расположения в ячейке, кристаллы могут пропускать свет или не пропускать. Это основополагающий принцип работы жидкокристаллической TV панели на простом языке.

Качество самой матрицы определяют такие характеристики изображения как:

контрастность;
насыщенность черного цвета;
угол обзора;
частота обновления и прочие параметры.

Подсветка определяет такие характеристики как:

яркость;
цветовой диапазон;
динамическая контрастность.

Чтобы определить качество изображения, важно рассматривать характеристики жидкокристаллического экрана в комплексе с характеристиками его подсветки. Производители уже давно говорят о том, что применение диодной подсветки помогло в целом увеличить яркость, контрастность и получить более четкое изображение и цветовую гамму.

Желание увеличить цветовой охват и усовершенствовать цветопередачу приводят к тому, что производители телевизоров находят все новые варианты LED подсветки, увеличивая цветовой спектральный диапазон. Постоянно появляются усовершенствованные технологии, которые дают возможность получать изображение более высокого качества.

В заключении хотелось бы отметить, что:

Принцип работы LED телевизора основан на светодиодах.
LED телевизоры, в отличие от ламповых собратьев, имеют лучшую яркость, контрастность и цветопередачу.
Светодиоды работаю дольше ламп, не содержат ртути, а также потребляют меньше энергии (до 40%).
LED модели — это тонкие ЖК телевизоры, особенно при использовании торцевой подсветки, но это увеличивает вероятность засветов.
Динамическая подсветка характеризуется более правильной, насыщенной цветопередачей.

В заключении статьи для общего представления предлагаю вам посмотреть короткое тематическое видео о том, как собирают LED телевизоры в России.

Прежде чем потребитель приобретет телевизор, набор деталей пройдет по ленточному конвейеру до 200 станций…

Если вы желаете дополнить статью, выразить свое мнение или оставить конструктивные замечания, то добро пожаловать в комментарий.

Несмотря на то, что производство LCD панелей не стоит на месте и становится все более совершеннее, а проверка ЖК телевизора на битые пиксели актуальна по сей день. В свое время у меня уже был негативный опыт приобретения жидкокристаллического дисплея с битым пикселем, правда он был установлен в фотоаппарате, а не в телевизоре, но это в целом не меняет суть проблемы. В то, уже далекое, время я был излишне доверчив при выборе цифровых устройств и полагался часто на советы и рекомендации продавцов-консультантов. А зря…

Вот так однажды я купил цифровой фотоаппарат и вернулся домой с безграничной радостью от покупки, а в процессе съемки обнаружил на дисплее красную точку, которая была заметна только на черном фоне. Да, многоуважаемый читатель, так проявил себя битый пиксель. Я уже не стану отнимать ваше драгоценное время и расписывать как мне удалось решить эту проблему.

Ведь порой получить у них качественную консультацию очень проблематично, несут какую-то ахинею считая тебя за дурака… Да и руководители относятся к этому очень халатно и не думают о том, что продавец-консультант — это лицо компании и от его качества обслуживания зависит вернется ли покупатель к ним в магазин или обойдет его десятой дорогой.

В одной из своих публикаций, я уже писал о том как выбрать телевизор SMART TV с технологией ЗD (подробно о том как работает 3D в телевизорах читайте тут) и как выбрать для себя подходящую модель с необходимыми функциями. А теперь, по просьбе читателей блога, расскажу как проверить LCD телевизор на битые пиксели. Думаю нужно сначала коротко рассказать вам о том, что из себя представляют пиксели, чтобы вы имели общую картину о работе LCD-панели.

Сразу хочу оговорится, что изложенная мною информация о технологии LCD будет носить общий ознакомительный характер, потому что во-первых, в этой публикации мы не рассматриваем создание жидкокристаллических дисплеев, а во-вторых, чтобы донести до вас все тонкости производства LCD панелей нужно писать отдельную статью.

Что такое пиксель в телевизоре?

Создание LCD панели очень сложный процесс и технологий воспроизведения информации на основе жидких кристаллов существует немало. Жидкокристаллические дисплеи используются практически во всех цифровых устройствах (компьютеры, телевизоры, фотоаппараты, телефоны, навигаторы…) и в наши дни уже немыслима жизнь без них. Все эти цифровые устройства с технологией LCD прочно вошли в нашу жизнь, а вместе с ними и вошла проблема первостепенной важности — битые пиксели.

Основой для LCD технологии послужили жидкие кристаллы, через которые пропускается свет для получения изображения. Чаще всего наружные слои LCD панели сделаны из стекла, а уже между ними и поляризационными фильтрами размещают тонкопленочный транзистор, панель цветового фильтра, слой жидких кристаллов с типовым модулем подсветки внутри (задняя, боковая…). Во время работы телевизора свет проходит через слой жидких кристаллов и телезритель видит изображение из пикселей выкрашенные в разные цвета.

Каждый пиксель состоит из трех субпикселей (красного, зеленого и синего цвета) с помощью которых жидкокристаллический дисплей способен различить миллионы цветов и оттенков. Молекулы жидких кристаллов ведут себя как молекулы жидкого вещества, находясь постоянно в движении, но как и положено кристаллам их ориентация остается не изменой. Ориентация меняется только под воздействием электрического поля.

Пиксель — это самый маленький элемент цифрового изображения или матрицы дисплеев, который представляет из себя неделимый объект прямоугольной или круглой формы и формирует изображение на экране.

Как только это условие начинает выполняться, субстанция в виде жидких кристаллов начинает менять ориентацию, вплоть до выборочного изменения субпикселя. Кристаллы здесь играют роль оптических линз, которые изменяют поляризацию световых волн. По такому принципу работает каждый пиксель в жидкокристаллической панели.

Причины появления битых пикселей.

В современных телевизорах как правило используется активная матрица, а количество пикселей в жидкокристаллических дисплеях просто огромно и гарантировать исправность каждого из них просто невозможно. Для того чтобы появился битый пиксель на телевизоре достаточно чтобы управляющий транзистор вышел из строя или субпиксель застрял в одном положении.

Причинами возникновения битых пикселей может быть как производственный брак, так и несовершенство технологии. Да, уважаемый читатель, ничего не совершенно в этом мире. Нужно сказать, что существуют стандарты регламентирующие количество допустимых дефектов матрицы (битых пикселей) при наличии которых цифровое устройство не будет признано браком. А значит вы его по гарантии или как брак вернуть в магазин не сможете. Поэтому обязательно тестируйте телевизор на битые пиксели при покупке.

Допустимое количество битых пикселей.

Определяется допустимое количество битых пикселей на жидкокристаллической матрице с помощью специальной спецификации ISO 13406-2 (в России — ГОСТ Р 52324-2005). Следует сказать, что этот документ содержит около 150 страниц и регламентирует не только дефектные пиксели, но и определяет ряд других требований таких как степень отражения, уровень яркости и контрастности, читаемость текста, коэффициент заполнения, равномерность подсветки и цветовых заливок, мерцание и блики…

В наши дни все именитые бренды и производители придерживаются стандарта ISO 13406-2, потому что создания жидкокристаллической матрицы очень дорогой и трудоемкий процесс, а протестировать собранную панель на наличие дефектных пикселей можно только после полного изготовления. В связи с этим, производители стараются как можно реже отбраковывать такую продукцию относя ее после теста к одному из четырех классов качества. Сама спецификация ISO 13406-2 определяет четыре класса (class I, class II, class III или class IV).

Допустимое количество битых пикселей из миллиона по ISO 13406-2.

1-й класс: не допускает дефектов пикселя (дорогие и достаточно редкие модели на нашем рынке, а при наличии хотя бы одного битого пикселя вы имеете право на гарантийную замену LCD панели).
2-й класс: допускает наличие 2-х дефектов 1 и 2 типов, а также 5-ти дефектов 3 типа (самый распространённый класс ЖК-панелей на нашем рынке).
3-й класс: допускается 5 дефектов 1-го типа, 15 — 2-го типа и 50 — 3-го типа.
4-й класс: допускается наличие 50, 150 и 500 дефектов 1, 2 и 3 типов соответственно. (среди массового производства такой продукции практически нет).

Типы битых пикселей.

1 тип — белый пиксель на черном фоне;
2 тип — черный пиксель на белом фоне;
3 тип — цветные (красный, синий, зеленый). Как правило это проблема с субпикселями.

Чтобы вам было более понятно, я сопоставил дефектные пиксели по таблице.

Кстати, класс продукции напрямую влияет на ее стоимость. Например, смартфон от одного производителя стоит 800 €, а превосходящий его по всем параметрам смартфон от другого производителя может стоить на треть меньше.

Как проверить телевизор на битые пиксели.

В одной из публикаций, я уже писал о том, как с помощью хорошо зарекомендовавших себя программ проверить монитор на битые пиксели. Собственно тест на битые пиксели телевизора практически ничем не отличается и его вполне можно сделать при помощи тех же программ или через специализированный онлайн сервис в сети (о том как подключить Smart TV к интернету по Wi-Fi читайте здесь, а при помощи LAN кабеля тут). Чтобы проверить телевизор через программы его нужно будет подключить к системному блоку или ноутбуку. Но как быть если мы покупаем телевизор с жидкокристаллической панелью в магазине, а компьютера под рукой у нас нет.

Безусловно есть магазины, которые предоставляют платную услугу по проверке матрицы телевизора на битые пиксели. Но зачем платить, если можно выполнить тест самостоятельно. Для того, чтобы проверить телевизор наличие в нем битых пикселей нужно по очереди вывести на экран одноцветные фоновые изображения. Например, чтобы найти точку черного цвета, нужно вывести на экран телевизора фон белого цвета, а чтобы найти точку белого цвета нужно вывести на экран фон черного цвета. Вот по такому принципу ищут битые пиксели.

Итак, чтобы самостоятельно выполнить тест на битые пиксели телевизора, вам нужно записать на USB-флеш-накопитель (о том как выбрать надежную USB флешку читайте тут, а по какому принципу они работают написано здесь) набор изображений с цветными заливками и градиентами. Рекомендую также записать на USB-флешку набор тестовых видороликов, которые помогут вам не только провести тест, но и оценить качество звука и возможности встроенного плеера.

Восстановление битых пикселей на телевизоре.

Программное лечение битых пикселей.

Первым делом нужно попробовать вернуть к жизни зависший пиксель программным способом. Использование специализированных программ более безопасно в отличии от физического лечения. Я знаю о двух самых действующих и реально работающих утилитах. Это Bad Crystal и JScreenFix. Обе эти программы платные, но цена вопроса не велика.

Если вы не уверенны в том, что программа Bad Crystal вам поможет, то на сайте разработчика есть тест для оценки шансов на восстановление битых пикселей. Так же на сайте есть раздел с часто задаваемыми вопросами и отчетами о тестировании утилиты, а также техническая поддержка. Это очень достойная и функциональная программа, которая поддерживает Plasma, LCD, LED, OLED и 3D экраны, увеличивает срок эксплуатации, восстанавливает до 90% дефектов, убирает зависший пиксель за 10 минут (в некоторых случаях процесс может длиться около 48 часов) и имеет простой и понятный интерфейс.

Также очень популярна программа JScreenFix, которая по словам разработчиков помогает не только найти битые пиксели, но и в 80% случаев ей удается их восстановить. Программа в пошаговом режиме проведет вас до полного восстановления дефектных пикселей. Утилита выполняет высокоскоростные переключения цветов каждого пикселя, что позволяет вернуть застрявший пиксель в работу.

Физическое лечение битых пикселей.

Если программным путем не удалось восстановить дефектные пиксели значит нужно сделать массаж телевизору/монитору. Возьмите спичку и накрутите на нее ватку (можно воспользоваться ушной палочкой), выключите телевизор и приступайте к медленному и аккуратному массажу в области битого пикселя. Надавливайте не сильно, а круговые движения выполняйте с чувством. Таким образом массируя область с застрявшим пикселем можно восстановить его в нужное положение и он начнет правильно функционировать. При необходимости нужно повторить процедуру.

Только не переусердствуйте и не массажируйте панель пальцами и уж тем более не трогайте ее острыми предметами, а то вы добавите на матрицу еще с десяток битых пикселей. Нужно сказать, что этот вид восстановления битых пикселей не безопасный и все манипуляции вы делаете на свой страх и риск.

На этом буду заканчивать статью. Надеюсь подготовленный материал был для вас полезен и легок к восприятию . Если у вас есть чем дополнить публикацию или вы хотите выразить свое мнение, то милости просим в комментарии. Пока!

Читайте также: