Устройство ЖК телевизора и принцип работы

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.

Примечания

• Современные технологии 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.
• Цветное изображение – 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.
• Временем отклика 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.

Достоинства и недостатки технологии

Плюсы:

• Низкое энергопотребление — около 30 Вт/ч. К примеру, ЭЛТ телевизоры потребляют в 3 раза больше.
• При интенсивной работе нагрев не более 30ºС. Практически исключено выгорания экрана.
• На экран нанесено антибликовое покрытие, что исключает отражение, отблески, геометрические искажения.
• Обладает малой массой, тонким экраном – не занимает много места, крепится на стену на кронштейн.
• Отсутствие вредных электромагнитных излучений, не вредно для глаз.
• Срок эксплуатации, в среднем, дольше плазмы вдвое. Затем просто заменяется лампа, а не сам экран.
• Размеры экрана могут быть от миниатюрных (наручные часы) до 100 дюймов.

Минусы:

• Основные цвета подавляют полутона и оттенки.
• Существует, так называемая, проблема шлейфа, остаточного изображения.
• Большое время отклика.
• Малый, по сравнению с плазмой, угол обзора.

Некоторые особенности

1. Контраст. Современные технологии, за счёт поляризации пикселя, позволяют плавно в широком диапазоне 0-90º менять яркость. Поэтому в ЖК-телевизорах тёмные оттенки хорошо отображены и их легко отличить.
2. Яркость. Как было уже отмечено ранее – поляризация не может измениться мгновенно – для этого нужно некоторое время. Поэтому в телевизорах этой системы возникает проблема отображения быстро изменяющейся, динамической картинки.
3. Ограничение угла обзора. За счёт конструкции ЖК-дисплея, который имеет вид многослойного бутерброда, происходит ограничение угла обзора. Так, при некотором отклонении глаз от экрана, меняется угол поляризации и, соответственно, яркость кристалла. Падает цветопередача и контрастность изображения.
4. Битые пиксели. Кристаллы не ломаются, поэтому выход из строя управляющего транзистора – влечёт за собой битый пиксель. Кристалл, в зависимости от технологии, может повести себя по-разному – если при отсутствии напряжения свет сквозь него не проходит, то точка будет чёрной, при прохождении максимума потока – будет гореть.