Історія сучасного ЖК-телевізора. який сьогодні можна знайти в будь-якій квартирі. почалася з відкриття дивовижних речовин - «рідких кристалів». Ще 128 років тому австрійський ботанік Ф. Рейнитцер звернув увагу на їх незвичайні властивості. Пізніше. в XX столітті. ці властивості були вивчені і знайшли своє застосування в техніці. З точки зору телебачення головна властивість рідких кристалів - здатність упорядочиваться (і відповідно поляризувати проходить через них світло) під дією електричного поля.
Перші пристрої індикації, побудовані на рідких кристалах, з'явилися в 1968 році. З тих пір основна область їх застосування - засоби відображення інформації.
Але для створення ЖК-телевізора ще потрібно створити матрицю пікселів 720х476 точок (для системи NTSC), кожен піксель в якій складався б з трьох субпікселів червоного, зеленого і синього кольорів. Крім того, необхідно навчитися цим управляти (не забуваємо, що справа відбувається в 60-х роках минулого століття).
Перший дисплей на рідких кристалах з'явився в 1963 році. А ось для створення ЖК-телевізора, придатного для масового виробництва було потрібно немало часу і сил. Це мала бути істотний прогрес електроніки, щоб створити прості, надійні і недорогі системи управління пікселями, а також синтез простих у виробництві і недорогих рідких кристалів.
Незважаючи на всі труднощі, цей шлях був з успіхом пройдено. Сьогодні ЖК-телевізори є найбільш масової телевізійної технологією. Давайте розберемося, чому?
В першу чергу простотою і відносно низькою собівартістю. Саме ці якості роблять її настільки привабливою для виробників телевізорів. За останні два десятки років було придумано безліч різновидів РК-матриць, але все ЖК-телевізори мають однаковий принципом роботи і подібною структурою.
Як вже говорилося, рідкі кристали являють собою особливі рідини, які під дією електричного поля можуть впорядковувати свою молекулярну структуру. А такі впорядковані «кристалічні» структури починають вибірково пропускати світло, викликаючи, зокрема, його поляризацію. Тобто ЖК-матриця поводиться як поляризатор, керований електричним полем. Якщо до нього додати ще один, «постійний», то можна управляти прозорістю цього «бутерброда». Залишається додати кольорові світлофільтри для «фарбування» проходить світла, лампу підсвічування - і ЖК-телевізор готовий.
Переваги та недоліки ЖК видно вже зараз. Переваги укладені у відносно низькому енергоспоживанні: головний споживач - це лампа підсвічування. Інше достоїнство - широкі можливості зниження геометричних розмірів пікселів: вже зараз в широкому продажі є Full HD телевізори з діагоналлю екрана 26 дюймів, а є окремі зразки з діагоналлю 22 дюйма. І це не межа.
Але треба сказати, що і в структурі ЖК-транспаранта є, що покращувати. Найпоширеніші до недавнього часу ЖК-матриці - так звані TN (Twisted Nematic). У них рідкі кристали утворюють спіральні структури і повертають площину поляризації світла, що проходить. На жаль, недоліків у цій конструкції вистачає: крім відносно невеликій швидкості перемикання таких панелей, її піксель є відкритим «за замовчуванням», а значить, «битий» піксель (піксель з пошкодженої ланцюгом управління) буде постійно неприємно світитися. Ще один істотний недолік - низька контрастність, бо керуючі електроди (нехай і досить прозорі) доводиться наносити з обох сторін матриці.
Нові РК-телевізори виконані за іншою технологією: IPS alpha, спільне винахід Hitachi і NEC. У сучасному вигляді цією технологією практично досконало володіє компанія Panasonic.
Ключова особливість IPS alpha в тому, що молекули рідких кристалів розташовані не поперек площині екрану, а вздовж. Саме тому при порівнянні IPS-технології з більш старими, їх позначають VA (Vertically Aligned LCD) або ЖК з вертикальним розташуванням молекул. Завдяки «горизонтальному» (вздовж площині екрану) розташуванню молекул рідких кристалів IPS вдалося добитися збільшення кута огляду понад 170 °, а також високої контрастності (керуючі електроди розташовані тільки позаду матриці) і передачі кольору. До речі, тепер «за замовчуванням» пікселі закриті (так, що «битий» піксель буде чорним).
Інша відома проблема ЖК-матриць - час перемикання. Оскільки зміна стану ЖК-пікселя (перемикання) пов'язане зі зміною орієнтації молекул в в'язкому середовищі. Зрозуміло, що цей процес не може відбуватися миттєво, а це накладає обмеження на підсумкове час реакції.
Нова якість підсвічування
Як вже говорилося, обов'язковою компонентою ЖК-телевізора виступає лампа підсвічування. В сучасних телевізорах це газорозрядна лампа з холодним катодом. Подібна підсвічування має одну суттєву перевагу (простота і дешевизна виготовлення) і ряд недоліків. У # 8209; перше, лампа горить завжди і висвітлює весь екран рівномірно. Це підвищує неефективний витрата енергії, а крім того, знижує контрастність зображення: справа в тому, що світлодіодні поляризатори неідеальні і частина підсвічування «проривається» крізь зачинені пікселі, так що чорний виявляється не таким чорним, як хотілося б.
А ось якщо замінити єдину лампову підсвічування матрицею з білих світлодіодів, то ми отримуємо разом і економію електроенергії, і можливість незалежного управління освітленням різних ділянок екрана, так що ми можемо максимально освітити світлу частину картинки і одночасно затемнити темну, отримуючи недосяжну раніше контрастність.
Крім того, світлодіоди мають менші габарити, ніж лампа тієї ж світимості. Так що LED-панелі виявляються ще й більш компактними.