ПРИНЦИП ПОБУДОВИ ТЕЛЕВІЗІЙНОГО ЗОБРАЖЕННЯ
Зображення на екрані будь-якого телевізора формується з точок, іменованих пікселями. Піксель завжди складається з трьох субпікселів. Кожен підсвічений від-віча за свій колір - червоний, зелений або синій. За допомогою сміши-вання трьох цих квітів в різних пропорціях можна отримати практи-но будь-який колір. Відстані між центрами субпикселей дуже малі, тому для людського ока три палаючих субпікселя в більшості випадків виглядають як одна точка.
За допомогою пікселів і субпіксе-лей формується зображення на всіх існуючих типах екранів: рідкокристалічних, ЕЛТ і плазми-сних.
РІДКОКРИСТАЛІЧНІ ТЕЛЕВІЗОРИ (LCD)
Конструкція і принцип роботи ЖК-телевізора
Схема роботи LCD-телевізора:
Усередині корпусу біля задньої стінки розташована одна або кілька яскравих ламп підсвічування, інтенсивність світіння яких можна изме-ти. Перед лампою знаходиться матриця. Матриця - плоский масив однотипних елементів. В даному випадку елементом є рідкий кристал зі світлофільтром червоного, синього або зеленого кольору. Сну-ружі матрицю захищає скляний екран, іноді доповнений спе-ціальної плівкою.
Лампа підсвічування створює постійне світло. Між лампою і екраном знаходиться матриця. До кожного рідкого кристалу матриці окремо підведена електрика. При зміні електричного напруги-ня змінюється структура рідкого кристала, і він пропускає більше або менше світла. Чим більше світла пропускає кристал, тим яскравіше світиться точка на екрані.
Перед кожним кристалом варто світлофільтр, який пропускає світло тільки з однієї довжиною хвилі (синій, червоний або зелений). Кріс-талл і світлофільтр формують підсвічений. Субпіксель червоного, си-нього і зеленого кольору об'єднуються в групи (тріади) і формують піксель зображення.
Тепер трохи ускладнити опис:
Світлові хвилі тому і називаються хвилями, що представляють собою електромагнітні коливання. На відміну від хвиль на поверхно-сті води, електромагнітні хвилі (і світло в тому числі) можуть колі-баться в різних площинах (не тільки вгору-вниз, ної в будь-який іншій площині).
Поляризаційний фільтр пропускає через себе хвилі з визна-ленним напрямком коливань, а решта поглинає. В цьому і полягає таємничий процес поляризації, який так часто зустрічається при описі ЖК-телевізорів.
1 - Скляні пластини.
2,3 - Горизонтальний і верти-кальний поляризатори.
5,6 - Горизонтальні і верти-Кальне керуючі шини.
7 - Шари міцного полімеру,
9 - Тонкоплівкові транзистори.
10 - Передній електрод.
11 - Задні електроди.
Стрілка - світло від зовнішнього ис-точніка.
У ЖК-телевізорах використовуються дві пластини з поляризующего ма-териала, між якими знаходиться розчин рідких кристалів - молі-кул стержневідной форми. Під час відсутності зовнішнього впливу кристал-ли пропускають світло через поляризатори, в результаті чого видно під-ложка. Електричне поле, прикладена до рідини, орієнтує крис-Таллі в одному напрямку. В результаті кристали по-повертатися пло-кістка по-ляризации світла, і він не може пройти через цю збірку. В результаті цього осередок кристалів, до кото-рій докладено напруги-ня, виглядає темною. Таким чином, система «поляризаційні фільтри + рідкий кристал» пропускає або не пропускає йде через них від лампи-підсвічування світло.
Технології виготовлення РК-екранів
TN + film (Twisted Nematic + film)
Частка «film» в назві технології означає додатковий шар, застосовуваний для збільшення кута огляду (орієнтовно від 90 ° до 150 °). На жаль, способу поліпшення контрастності і време-ні відгуку для панелей TN поки не знайшли, причому час відгуку у дан-ного типу матриць є на існуючий момент одне з кращих, а ось рівень контрастності немає. TN + film - найпростіша технологія.
Матриця TN + film працює наступним чином: якщо до субпикселов не постачається напруга, рідкі кристали повертаються щодо відповідності-но один одного на 90 ° в горизонтальній площині в просторі між двома пластинами. Так як напрямок поляризації фільтра на другий пластині становить кут в 90 ° з напрямом поляризації фільтра на першій пластині, світло проходить через нього. Якщо жовті, зелені і голу-бие субпіксель повністю освітлені, на екрані утворюється біла крапка.
До переваг технології можна віднести найменше час відгуку серед сучасних матриць.
IPS (In-Plane Switching)
Технологія In-Plane Switching була розроблена компаніями Hitachi і NEC і призначалася для позбавлення від недоліків TN + film. Хоча за допомогою IPS вдалося добитися збільшення кута огляду до 170 °, а так-же високої контрастності і передачі кольору, час відгуку залишилося на низькому рівні
Якщо до матриці IPS не доклали напругу, молекули рідких кристалів, не повертаються. Другий фільтр завжди повернений пер-пендікулярно першому, і світло через нього не проходить. Відображення чорного кольору є ідеальним. При виході з ладу транзистора «битий» піксель для панелі IPS буде не білим, як для матриці TN, а чорним.
При додатку напруги молекули рідких кристалів повора-чиваются перпендикулярно своєму початкового стану і пропускна-кают світло.
Яскравість і контрастність
Яскравість субпікселя в сучасних моделях плавно змінюється за рахунок поляризації світлового потоку в діапазоні від 0 до 90 градусів. Благо-даруючи цю особливість LCD-телевізори позбавлені недоліку плазмов-них панелей (гірше відображають темні відтінки) і добре відображають темні відтінки, які легко відрізнити один від одного.
Рідкі кристали не мають миттєвою реакцією на керую-щий імпульс, тому зміна яскравості субпикселей відбувається не мгно-венно. Проходить певний час, поки молекула рідкого крис-Таллах зміниться. Звідси обмежена швидкість реакції субпікселя і, як наслідок, проблеми з відображенням швидко мінливих дина-вів сюжетів. Ці дві характеристики пов'язані між собою, тому будемо рас-сматривать їх разом. Чим яскравіше екран, тим легше буде на нього дивитися при яскравому солнеч-ном світлі. Виробники пишуть в характеристиках великі значення яскравості і видають це за плюс. Ось тут ми підходимо до визначення контраст-ності.
Контрастність - це коефіцієнт, що виражає відношення між максимальним і мінімальним значеннями яскравості. Чим вище контрастність, тим точнішою буде картинка, тим більше різкими будуть здаватися кордону предметів на екрані. Але виявилося, що підвищена-сить контрастність дуже легко. Для цього достатньо збільшити яр-кістка, з чим у технології LCD немає ніяких проблем. Ось і виходить: на коробці написано високий коефіцієнт контрастності, але це зна-чення досягається при максимальній яскравості екрану, а при такій яскравості на телевізор дивитися просто неможливо. На сьогоднішній день все не так погано. На виручку виробникам знову приходять такі технології як IPS. Як ми пам'ятаємо, в цих технологіях рідкі кристали в розслабленому стані не пропускають світло. При цьому виходить справжній чорний колір і при-особисті показники контрастності
Якщо керуючий транзистор вийде з ладу (кристал не ламається-ся, якщо щось і виходить з ладу, то тільки транзистор), то піксель перестане функціонувати. Залежно від технології битий піксель може виглядати як світиться або як чорна точка. Якщо за технологією кристал в відключеному стані не пропускає світло, то битий піксель буде непомітним (чорним), якщо кристал в відключеному стані пропускає максимум світла, то, природно, битий піксель буде горіти.
Молекули рідкого кристала ніколи не можуть поляризувати весь світ на 90 градусів. Навіть якщо прикласти до них максимальне напругу, вони будуть пропускати якусь частину світу. Тому чорний колір ніколи не виходить ідеальним. Замість чорного на екрані ЖК-телевізора відображаються відтінки темно-сірого.
Яскравість і контрастність
У PDP-технології вимкнення-ченний піксель зовсім не випромінює світло, тому виходить глибокий чорний колір. Якщо додати до цього високу яскравість, то отримаємо від-особисті показники контрастності.
Все пізнається в порівнянні. До недавнього часу ми користувалися рідкокристалічними телевізорами і моніторами, в більшості своїй оснащеними традиційної підсвічуванням на основі так званих флуоресцентних (люмінесцентних) ламп з холодним катодом (Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFL), простіше кажучи, ламп денного світла. І все б добре, але підсвічування за допомогою флуоресцентних ламп має ряд недоліків, які можна вважати фундаментальними. Наприклад, при CCFL підсвічуванні досить складно реалізувати дійсно глибокі чорні тони - постійно включені лампи все одно створюють певну "витік" світла навіть на тих фрагментах зображення, які за задумом в даний момент повинні бути темними. Звідси також логічно випливає суб'єктивно сприймається зниження чіткості картинки.
Крім цього, підсвічування за допомогою флуоресцентних ламп ускладнює передачу безлічі колірних відтінків, в результаті чого домогтися гарної колірної насиченості виявляється дуже складно.
Серед інших проблем технології CCFL LCD також не можна не відзначити складність з досягненням високих частот розгортки, обмежений термін служби ламп, порівняно високе енергоспоживання, і, нарешті, екологічний нюанс - необхідність використання ртуті в складі ламп.
LED-підсвітка буває різна
До теперішнього часу розроблений ряд різних технологій підсвічування ЖК екранів за допомогою світлодіодів. Як правило, для створення модулів підсвічування (Back Light Unit, BLU), використовують LED-масиви, складені з білих (White) або різнокольорових - RGB (Red, Green, Blue; червоних, зелених, блакитних) світлодіодів.
Принцип підсвічування також представлений двома основними варіантами прямий (Direct) і торцевої (Edge). У першому випадку це масив світлодіодів, розташований позаду РК-панелі. Інший спосіб, що дозволяє створювати надтонкі дисплеї, отримав назву Edge-LED і передбачає розміщення світлодіодів підсвічування по периметру внутрішньої рамки панелі, а рівномірний розподіл підсвічування здійснюється за допомогою спеціальної розсіює панелі, розташованої за ЖК екраном - як це робиться в мобільних пристроях.
Прихильники прямий світлодіодного підсвічування обіцяють більш якісний результат за рахунок більшої кількості світлодіодів і технології локального затемнення для зниження колірних розлучень. Зворотний бік прямої підсвічування - більшу кількість світлодіодів і супутнє підвищення витрати енергії і ціни. До того ж про надтонкий дизайні телевізора доведеться забути.
За своєю суттю ЖК екран - це багатошаровий "пиріг", складений з фільтрів кольору, масивів рідких кристалів, ламп підсвічування та ін. Осередки рідких кристалів самі по собі не світяться, але, в залежності від рівня поданого на них напруги, відкриваються для пропускання світла повністю, відкриваються частково або просто закриті в разі відображення темного ділянки картинки.
Роль ламп підсвічування у всій це історії - просвітити прочинив ЖК осередки, щоб на екрані вийшла фінальна картинка. У разі використання традиційних флуоресцентних ламп шар підсвічування виявляється настільки товстим, що займає більший обсяг, ніж всі інші верстви разом узяті.
Важливий фактор - витрата електрики. Традиційні ЖК телевізори, звичайно ж, економніше минулих моделей з електронно-променевими кінескопами, але не варто забувати, що і діагоналі нині вже не ті, так що з великими РК телевізорами електролічильники і зараз крутяться досить швидко. Що стосується нових LED-моделей, світлодіодне підсвічування дозволяє значно скоротити витрату енергії без шкоди для яскравості зображення
ПРИНЦИП ПОБУДОВИ ТЕЛЕВІЗІЙНОГО ЗОБРАЖЕННЯ
Зображення на екрані будь-якого телевізора формується з точок, іменованих пікселями. Піксель завжди складається з трьох субпікселів. Кожен підсвічений від-віча за свій колір - червоний, зелений або синій. За допомогою сміши-вання трьох цих квітів в різних пропорціях можна отримати практи-но будь-який колір. Відстані між центрами субпикселей дуже малі, тому для людського ока три палаючих субпікселя в більшості випадків виглядають як одна точка.
За допомогою пікселів і субпіксе-лей формується зображення на всіх існуючих типах екранів: рідкокристалічних, ЕЛТ і плазми-сних.
РІДКОКРИСТАЛІЧНІ ТЕЛЕВІЗОРИ (LCD)