Покупая новый телевизор, мы не всегда задумываемся о том, какой тип матрицы в нём установлен. А существует их на сегодняшний день несколько разновидностей (TN, IPS, VA).
И такие важные характеристики телевизора, как частота обновления, угол обзора, чёткость и яркость картинки зависит именно от неё.
Чтобы сделать правильный выбор, соответствующий поставленным задачам и обстановке, не помешает хотя бы поверхностно разобраться в том, какие бывают типы матриц и чем они отличаются.
Матрица телевизора — что это такое?
Матрица – это основной элемент мультимедийного устройства. Технология, задействованная в производстве, напрямую влияет на качество картинки. На данный момент существует 3 основных её вида:
- LCD (Liquid Crystal Display), они же ЖК дисплеи. Принцип их работы будет рассмотрен далее.
- LED (Light-Emitting Diode). В данном случае это тип подсветки ЖК экранов.
- плазменные. Принципиально другая технология, здесь используется газ, который при прохождении через него тока излучает свет.
На данный момент жидкокристаллические дисплеи, за счёт дешевизны и экономии электричества, почти полностью вытеснили с рынка плазменные. Существует несколько видов LCD матриц. И несмотря на то что в них используются одни и те же свойства жидких кристаллов их качество изображения и цена сильно отличаются.
СПРАВКА. Относительно недавно появилась новая технология OLED, но в данный момент такие телевизоры слишком дорогие и относятся к премиальному классу.
Главным элементом каждой LCD матрицы является так называемый жидкий кристалл. Он имеет особое свойство – под действием электрического тока менять ориентацию своих молекул в пространстве. Это позволяет управлять с помощью тока его способностью пропускать или задерживать цвет
ЖК матрица, использующаяся в современных телевизорах, состоит из нескольких компонентов:
- Слой жидких кристаллов.
- Прозрачные электроды. Располагаются по обеим сторонам от слоя кристаллов, управляют их способностью пропускать свет.
- Цветовой фильтр. Слой, отвечающий за цвет пикселя.
- Подсветка дисплея. Находится в задней части матрицы.
- Стекло или плёнка, закрывающая лицевую часть.
В основе принципов работы ЖК дисплея лежит кристалл, через который от электродов поступает ток. Это меняет молекулярную структуру кристалла, вследствие чего свет, который проходит через него заламывается и попадает на фильтр. В результате мы имеем на экране точку нужного цвета.
Разновидности ЖК-матриц телевизоров
На данный момент существует три основных разновидности матриц, работающих на жидких кристаллах. Хоть принцип работы у них схожий, качество картинки и их цена очень отличаются.
К основным разновидностям этот технологий относятся:
TN (Twisted Nematic). Здесь молекула кристалла закручена по спирали, и при подаче напряжения раскручивается, увеличивая тем самым количество пропускаемого света. Среди преимуществ такого подхода быстрое время отклика, низкое энергопотребление и доступная цена. Главный его минус – маленький угол обзора.- VA (Vertical Alignment). Расшифровка этой аббревиатуры – «вертикальное выравнивание», это хорошо объясняет принцип работы этой матрицы. Здесь кристаллы расположены перпендикулярно цветовым фильтрам. При подаче тока они разворачиваются, увеличивая свою пропускную способность и формируя цвет пикселя. К преимуществам этой технологии можно отнести хорошие углы обзора, более насыщенный чёрный. Среди минусов можно отметить незначительное ухудшение цвета при боковом обзоре.
- IPS (In-Plane Switching). Самая дорогая, но при этом лучшая в плане углов обзора технология. Её особенность – наличие электродов только с одной стороны. Главным плюсом этого типа матриц является лучшая среди всех цветопередача, которая стала стандартом качества. Минусы – большой размер пикселя и время отклика, высокая цена.
Каждая из этих технологий имеет свои улучшения, позволяющие устранить или значительно уменьшить недостатки. Специальные плёнки, усиления напряжения на нужных пикселях и прочие дополнения помогают улучшить качество картинки.
LED-матрицы
Технология, основанная на светодиодах, не подразумевает ничего концептуально нового в ЖК дисплеях. Это лишь замена подсветки флуоресцентными лампами CCFL, EEFL на LED Light-Emitting Diode. Такой подход позволяет организовать освещение каждого пикселя по отдельности. Что даёт возможность получения качественного чёрного цвета.
ВАЖНО. Светодиоды, в отличие от флуоресцентных ламп, не содержат в себе вредных для здоровья газов. Кроме того, они потребляют значительно меньше электроэнергии.
На сегодняшний день существует два вида LED подсветки:
- По краям экрана (технология EDGE). Это даёт возможность производителям выпускать очень тонкие дисплеи.
- По всей площади (технология DIRECT). Позволяет более ярко освещать центр устройства, и делать большие экраны.
Светодиоды отличаются своей долговечностью и экономичностью работы, а также дают более равномерное освещение.
Как определить тип матрицы в телевизоре?
Самый простой метод определения типа матрицы – посмотреть на упаковку изделия. Там должна быть указана технология. Часто производитель наклеивает на телевизор стикер, на котором написаны особенности и возможности дисплея. Также можно поискать описание этой модели на сайте производителя или других ресурсах интернета.
Есть ещё несколько способов узнать тип матрицы. Они помогут в том случае, если нужную информацию не удалось получить описанными выше методами. Определить это можно так:
- Посмотреть на экран под углом. В случае с TN дисплеем изображение потемнеет, цвета исказятся. У VA оттенки станут более светлыми, вне зависимости от угла обзора. Качество картинки IPS экрана в этом случае никак не изменится.
- Нажать на дисплей. Если он с IPS матрицей, изображение не исказится.
- По повреждённым пикселям. У IPS такой участок будет чёрного цвета, а у TN белого.
Воспользовавшись одним из этих способов, можно без труда определить тип установленной на телевизор матрицы.
Какая матрица в телевизорах лучше?
Технология, использованная в телевизоре, напрямую влияет на качество изображения. Чтобы сделать правильный выбор, в первую очередь необходимо учесть свои финансовые возможности и требования к технике.
Так самым недорогим вариантом будет медийное устройство с TN матрицей. В современных моделях маленькие углы обзора частично компенсируются дополнительной плёнкой, расширяющей их.
VA дисплеи подойдут для ценителей качественной картинки. Хоть их цена и выше, чем TN, они являются очень популярным выбором для обустройства домашних кинозалов.
Телевизоры на основе IPS матриц по праву считаются лучшими. Качество их изображения признано эталонным. Вне зависимости от уровня освещения и угла обзора картинка остаётся неизменной. Правда, цена таких устройств не каждому доступна.
В наше время количество доступных технологий и решений в области мультимедиа стремительно растёт. И определиться с выбором иногда становится не так просто. Матрица является важнейшим элементом любого телевизора. И знание особенностей каждого из её видов поможет не потеряться среди того разнообразия, что предлагают нам производители.
Подпишитесь на наши Социальные сети
Что такое матрица в телевизоре
8-12-2019, 17:43
Время прочтения:
Содержание:
Все те, кто хотя бы раз сталкивался с выбором современного телевизора, слышали о том, что ключевым элементом является матрица телевизора. В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные типы матриц телевизоров, а также попробуем разобраться в том, какой вариант является оптимальным. Речь пойдет о таких системах, как ЖК, LED, LCD и плазменных телевизорах.
Что такое матрица в телевизоре? Это набор тонких прозрачных электродов, расположенных в обоих плоскостях по отношению друг к другу. Визуально, картина представляет собой обычную сетку с гнездами.
Матрица находится между стеклянными или пленчатыми стенками. Причем электроды не касаются друг друга. Выглядит все это как обычная плата с маленькими лампочками, которые, в своей совокупности и дают изображение на экране.
Эта технология пользуется большой популярностью среди производителей телевизоров. В LCD матрицах используется вязкая жидкость (кристалл). Электрическое напряжение вызывает синхронную смену ориентации молекул в пространстве. За счет этого происходит управление прозрачностью.
Подобные матрицы состоят из нескольких компонентов:
- Жидкие кристаллы.
- Прозрачные электроды. Они находятся с двух сторон и управляют способностью кристаллов пропускать свет.
- Цветовой фильтр.
- Подсветка экрана. Расположена позади матрицы.
- Пленка или стекло. Они закрывают лицевую часть матрицы.
Название этого вида матрицы телевизора – аббревиатура от Light-emmiting diode. Переводится на русский как светодиод.
Как выглядит матрица ЖК телевизора этого типа? Отличие от предыдущей технологии заключается исключительно в характеристиках подачи света. За счет этого подхода удается достичь подсветки каждого пиксела.
Соответственно, в LED дисплеях и телевизорах удается достичь качественного черного цвета.
В отличие от флуоресцентных ламп, светодиодные не содержат внутри вредных газов и потребляют заметно меньше электричества. В настоящее время, есть две технологии подсветки:
- По всей поверхности экрана. Эта технология называется Директ. Ее применение позволяет делать большие по размерам экраны.
- По краям. Благодаря этой технологии, производители могут выпускать тонкие дисплеи.
Еще одной основной особенностью светодиодов является их долговечность. Такие телевизоры работают дольше, чем те, в которых применяются другие технологии.
Что касается стоимости, цена на устройства с LED подсветкой обычно выше, чем на другие телевизоры. Но это вполне оправданно, ввиду описанных выше преимуществ.
Помимо вышеперечисленных, некоторые производители жидкокристаллических телевизоров предлагают модернизированные типы матриц телевизоров. Например, Samsung активно использует технологию QLED. Это более совершенный вариант стандартных LED экранов.
Однако в них используются не светофильтры, а слой с квантовыми точками. У обычных светофильтров есть один существенный недостаток. Они повышают качество отображения цветов, но снижают яркость и насыщенность. Технология QLED решает эту проблему.
При этом, структура цвета не искажается, изображение остается ярким, а цветовая палитра становится даже более широкой.
LG продвигает свою технологию матрицы экрана телевизора Nano Cell. Ее применение позволяет предотвратить ухудшение контрастности при больших углах обзора и достичь более высокого качества картинки.
Что касается технологии OLED – она значительно превосходит LCD по ряду критериев. Здесь источником излучения являются сами жидкие кристаллы. Достигаются практически абсолютные показатели по цветопередаче, яркости и времени отклика. Толщина современных дисплеев сократилась до 4 мм. Естественно, подобные преимущества отражаются и на цене, которая значительно выше, чем на телевизоры с LCD.
Этот тип LCD матрицы для телевизоров уже не изготавливается. Его заменил TN-Film.
Несмотря на то, что подобное решение позволяет значительно эффективнее передавать динамические сцены на экране, наблюдаются проблемы как с цветопередачей (она ниже на 20%), так и с углом обзора (максимальное значение составляет до 160 градусов). Одним из основных преимуществ таких матриц является их небольшая цена, а также экономия электроэнергии.
Название технологии происходит от двух английских слов – Twisted Nematic (закрученный нематический кристалл). В такой технологии элементы расположены в ячейках в виде спирали.
Эти разновидности LCD матрицы разработаны известным брендом Hitachi. Впоследствии на IPS обратили внимание таких компании, как Самсунг и LG. Само название переводится с английского как переключение в плоскостях.
Технология имеет ряд значительных преимуществ по сравнению с TN. Она часто применяется при изготовлении телевизоров.
К преимуществам именно этого решения можно отнести большой угол обзора, более высокое качество цветопередачи (если сравнивать с технологией TN, где, как мы помним, передается только 80%).
Однако есть у такой технологии и свои определенные недостатки. К ним относятся меньшая скорость отклика, присутствие пикселизации в телевизорах с маленькой диагональю. Цена на модели с этой технологией выше, чем на TN телевизоры.
Название этой технологии – аббревиатура от двух английских слов Vertical Alignment, что можно перевести как вертикальное выравнивание. Ее создателями являются инженеры компании Фуджитсу. Правда, практически сразу после ее появления, технология стала применяться и другими производителями.
От IPS и TN технологическое решение отличается тем, что здесь нет спирально закрученных элементов. Свет не выходит за пределы жидких кристаллов. К преимуществам этого решения можно отнести высокий уровень контрастности, более насыщенные и глубокие цвета, высокая цветопередача и натуральная палитра.
Что касается минусов, они также присутствуют и к ним относится изменение цветов даже при небольших углах обзора. Кстати, эту проблему решили через несколько лет после появления технологии. Преемником VA является MVA, где был увеличен угол обзора при всех преимуществах базового решения.
В основе технологии – свечение люминофора, подогреваемого ультрафиолетовыми лучами. Каждый отдельный элемент – источник света. Причем он не зависит от других элементов. Соответственно, отпадает необходимость подсветки. Основными производителями телевизоров с использованием этой технологии являются такие компании, как LG, Panasonic и Samsung.
К плюсам плазменных панелей можно отнести высокое качество цветопередачи и глубину, а также присутствие объемного двухмерного эффекта. Помимо этого, плазмы отличаются качественным черным цветом и превосходно отображают динамический контент. У телевизоров с такой технологией минимальное время отклика и максимальные углы обзора.
К минусам можно отнести наличие остаточного изображения (то есть панель не будет нормально работать с компьютером), слабое отображение статичных фонов и высокое потребление энергии.
Так какую же матрицу для телевизора выбрать? Перед покупкой телевизора необходимо обратить внимание на два важнейших аспекта – стоимость и ваши потребности.
На рынке представлены как бюджетные варианты с матрицами TN, так и более дорогие модели. Телевизоры с матрицей TN-Film имеют не более 32 дюймов по диагонали. Такой вариант – идеальное решение для небольших помещений или дачи.
Также, телевизоры с этой технологией часто применяют для компьютерных игр.
Если же вы хотите получить лучшее качество отображения, стоит посмотреть на такие LCD технологии, как VA или IPS. Большинство современных производителей используют именно их для своих последних моделей. Телевизоры с такими матрицами имеют практически неограниченный угол обзора.
Правда, VA немного уступают по качеству изображения, но и стоят они дешевле.
Известные бренды в области производства телевизоров в основном используют именно IPS и VA. Например, Тошиба работает с первым видом матриц.
А Сони, Панасоник и Шарп дорабатывают технологию VA, доводя ее до совершенства.
В подавляющем большинстве ТВ устройств таких марок, как LG или Samsung находятся VA матрицы. Самсунг предложила свою собственную доработку S-PVA. Технологию можно встретить в телевизорах более дорогого сегмента. Технологическое решение значительно повышает угол обзора и позволяет передавать более насыщенный черный цвет.
Не обходиться и без заимствований. Узнаваемый бренд Phillips в своих телевизорах использует технологии, разработанные LG и Samsung.
Выбор матрицы – несложная задача, если вы понимаете, какое именно соотношение цены и качества хотите получить в итоге и если вам знакомы ее характеристики.
Перед покупкой необходимо обязательно узнать, какая матрица установлена в телевизоре или мониторе. Если вы не уверены до конца, есть несколько способов это проверить и определить.
На рынке предлагаются как более дешевые варианты с меньшим качеством, так и премиальные модели телевизоров с использованием передовых технологий при изготовлении матриц.
Нашли ошибку? Выделите ее и нажмите ctrl+enter
Комментариев: 0
Поделиться материалом
Увидим ли мы когда-нибудь диски формата 8K?Функция timeshift в телевизоре
Виды матриц телевизоров
Совсем недавно при покупке ТВ большое внимание было принято уделять параметрам кинескопа. На сегодняшний день ситуация резко изменилась, и одним из важнейших свойств приобретаемой техники являются виды матриц телевизоров. Именно от того, какая матрица установлена в телевизоре, будут зависеть его потребительские качества.
Основными параметрами являются:
- срок эксплуатации;
- качество отображаемой картинки;
- возможность обслуживания при поломке.
Чтобы не ошибиться с покупкой, лучше заранее изучить типы матриц телевизоров, все их плюсы и минусы.
Что такое матрица в телевизоре
Матрица в телевизоре – это часть аппаратуры, отвечающая за вывод изображения, его четкость, контрастность и другие качества.
Сегодня на рынке присутствует два базовых вида матриц.
- Дисплей, выполненный с применением жидких кристаллов. Устройство матрицы ЖК телевизора включает в себя, собственно, сами кристаллы, цветные фильтры и источник подсветки. Каждый кристалл в такой матрице отделен от другого тонкой пластиной. При подаче на него сигнала, он загорается, формируя картинку.
- Светодиодная ТВ матрица. Эта технология построена по схожему принципу, только вместо кристаллов используются диоды. Когда сигнал поступает на них, происходит активация.
Приведенная категория условна: в действительности на рынке представлено множество модификаций. Каждая компания-производитель стремится вывести в продажу свою собственную технологию, отличающуюся от общеизвестной.
Улучшить качество выводимого изображения проще всего внесением изменений в технические характеристики матрицы. В телевизоре LG, Samsung, Philips присутствуют свои наработки.
Каждая из таких инноваций имеет свое персональное название.
Виды ТВ-матриц
От того, какая в модели установлена ТВ матрица, будет зависеть качество изображения. У каждого типа присутствуют свои особенности.
Некоторые из них можно заметить, не всматриваясь пристально в экран, другие становятся заметны только при взгляде под углом или специфическом освещении.
Некоторые экраны имеют защиту от бликов, которая обуславливается специальной компоновкой кристаллов внутри устройства, а также их перемещения.
Важно! Если речь идет о светодиодах, то основным параметром надежности следует считать эксплуатационный срок самих ламп. От этого параметра зависит и уровень цветности, и срок работы всего телевизора.
Матрица экрана телевизора выглядит как монитор в мониторе. Вокруг ее обступает пластиковый корпус прибора, к ней подключаются провода питания и дополнительной подсветки. Первые модели подсветки основывались на газоразрядных лампочках, однако сегодня их практически не используют.
Им на смену повсеместно пришла технология светодиодов (LED). Здесь стоит отличать технологию, по которой выполнена сама матрица и подсветка. Это совершенно разные вещи.
Если производитель утверждает, что телевизор выполнен по LED-технологии, но на деле светодиодной у него является лишь подсветка, то подобное заявление далеко от правды.
Чтобы узнать, какая матрица лучше для телевизора, остановимся подробнее на особенностях различных типов.
TN + Film
У этого типа матриц имеется один существенный недостаток – малый угол обзора. Данная технология получила продолжение стараниями инженеров из компании Fujitsu. Использовав улучшенный рассеиватель, который назвали Film, получилось увеличить данный параметр до 150 градусов. Преимуществом TN была низкая стоимость и хороший отклик на сигнал.
TFT
Think Film Transistor стала первой, использовавшей интеллектуальные решения для управления пикселями.
Эта технология отличается от TN использованием полевого транзистора, который способен увеличивать или снижать напряжение, поступающее на кристалл.
С помощью опции получается существенно скорректировать параметры цветности и контрастности. Именно TFT технология послужила основой для бурного роста популярности LCD-техники.
Важно! Из недостатков этого типа матриц следует отметить искаженное отображение черного, низкое качество цветности и контрастности, низкую четкость изображения под углом.
In-Plane Switching является разработкой Hitachi. Изначально эта технология называлась SFT, что означало Super Fine TFT. Перед выводом на массовый рынок производитель решил подчеркнуть уникальность разработки и сменил название на привычное IPS.
Телевизор IPS работает иначе, нежели более ранние технологии. Молекулярное расположение решетки кристаллов является параллельным при отсутствующем напряжении.
Когда на них подается напряжение, происходит перемещение с максимальным углом наклона до 90 градусов. Данная разработка позволила ввести в обращение настоящий черный, а не его имитацию.
Углы обзора впервые были увеличены до 180 градусов.
Минусом этой технологии является довольно высокая стоимость техники и задержка отклика. Но эти недочеты не смогли повлиять на широкую популярность и распространённость технологии во всем мире.
PLS
Инженеры Samsung взяли за основу стандартный IPS и усовершенствовали его. Доработке и улучшению подверглась задержка отклика. После обновления стоимость технологии заметно снизилась. Дословно Plane-to-Line Switching можно перевести как переключение из плоскости в одну линию. С обновлением также получилось улучшить ширину углов обзора и яркость.
VA
Матрица VA (Vertical Aligment) является разработкой известной Fujitsu. Название технологии делает ставку на вертикальное выравнивание. Кристаллическая спираль отсутствует, но имеется молекулярный слой, становящийся перпендикулярным светофильтрам при отсутствии напряжения. При подаче сигнала кристаллы поворачиваются на 90 градусов.
Данная технология получила свое естественное развитие (MVA). Позднее Samsung приобрела лицензию на ее производство, выпуск и внесение изменений. Под корейским покровительством в телевизоре Samsung матрица получила обновление до PVA.
Важно! В последней ревизии удалось улучшить отображение черного, наладить контрастность и улучшить цветопередачу в целом. Единственным существенным минусом технологии остается слабая обзорность.
AMVA-матрица стала логичным продолжением технологии предшественницы. Разработкой выступила все та же Fujitsu. Инженеры поработали над углами обзора и параметрами контрастности.
По сравнению с TN и изначальным VA подсветка сделалась равномерной, а черный стал по-настоящему естественным и глубоким. Пропал досадный glow-эффект, что сделало технологию одной из популярнейших в свое время.
Углы обзора составили целых 178 градусов.
OLED
Устройство матрицы телевизоров OLED является более экологичным по сравнению с предшественниками. Основой для экрана служит углеродное вещество, способное изменять интенсивность цвета. Пиксель в такой матрице может отображать три цвета.
Современные модели получили возможность отображать четыре пикселя, помимо красного, синего и зеленого добавился белый цвет. Телевизоры, построенные на основе этой модели, способны демонстрировать насыщенный черный и белый цвет с широчайшей гаммой оттенков.
Плюсов у технологии много: легкость матрицы, низкое потребление электричества, хорошие углы обзора. Отдельно следует отметить отличную контрастность с цветопередачей. Минус у OLED только один – высокая стоимость.
Как определить тип матрицы в телевизоре
Узнать, какая матрица в телевизоре, можно несколькими способами. Самый простой – это ввести модель телевизора в поисковую строку браузера. Но если под рукой нет интернета, можно ориентироваться на наклейки, присутствующие на корпусе. Чаще всего это будут привычные сокращения вроде TFT, IPS, OLED и др.
Можно определить матрицу и по свойственным ей признакам:
- при понижении контрастности и цветовой палитры изображение заметно ухудшается – такое поведение свойственно TN-матрице;
- у MVA/PVA-матрицы при просмотре под прямым углом могут исчезать оттенки цветов;
- если черный цвет под углом слегка искажается и отдает фиолетовым, скорее всего, перед вами IPS-матрица.
Заключение
Подобрать лучшие матрицы для телевизоров не просто. У каждой из технологий присутствуют сильные и слабые стороны. Многое зависит от того, какие требования покупатель предъявляет к приобретаемой технике: углы обзора, цветопередача, контрастность и т.д. Есть технологии, сочетающие в себе максимальное количество возможностей, но их недостатком будет высокая стоимость телевизора.
Типы матриц телевизоров: отличия, какую лучше выбрать
Типы матриц телевизоров имеют между собой существенные физические отличия. Но все они отвечают за самое главное в мультимедийном устройстве — качество изображения.
Выбирая телевизионную технику для презентаций или домашнего отдыха, следует разобраться в разновидностях экранов, чтобы определиться, какая матрица лучше подойдет для конкретных задач и обстановки.
Содержание
- 1 Общее о жидкокристаллических матрицах
- 2 TN
- 3 VA
- 4 IPS
Общее о жидкокристаллических матрицах
Виды матриц телевизоров последних поколений имеют одну общую черту — все они работают на жидких кристаллах, которые были открыты еще в конце XIX века, но только недавно стали использоваться в экранах и мониторах.
Широкое распространение кристаллы получили благодаря своему свойству: находясь в жидком состоянии, сохранять кристаллическую структуру.
Данное явление позволяет получать интересные оптические результаты, пропуская свет сквозь эту субстанцию, из-за двойного состояния которой моделирование цветов получается быстрым и насыщенным.
Со временем ячейку матрицы с кристаллами научились разделять на три сегмента: синий, красный и зеленый. Это образует современный пиксель — точку, сочетание которой с другими точками, дает картинку.
Структура любых экранов телевизоров в XXI веке состоит из таких пикселей. Но устройство самого пикселя (количество электродов, транзисторов, конденсаторов, углы расположения электродов и др.) определяет вид матрицы.
Существуют четкие характеристики, отличающие функционирование одних пикселей от других.
Какой тип матрицы лучше для телевизора, становится ясно после изучения их разновидностей и особенностей.
Самыми распространенными являются следующие виды:
Благодаря определенным технологиям, одна матрица лучше для телевизора, чем другая. Отличаются они и по стоимости. Но при других обстоятельствах эту разницу можно и не ощутить, поэтому стоит сэкономить. Итак, в чем же их главные отличия, преимущества и недостатки?
TN
Данные типы матриц используются в большинстве относительно недорогих телевизоров. Полное название, в переводе на русский язык, означает «скрученный кристалл». Благодаря применению дополнительного покрытия, позволяющего расширить углы обзора, встречаются модели с обозначением TN+Film, позиционирующие их как средство для просмотра фильмов всей семьей.
Матрица устроена и функционирует следующим образом:
- Кристаллы в пикселях выстроены по спирали.
- Когда транзистор отключен, то электрическое поле не создается и свет проникает сквозь них естественным образом.
- Управляющие электроды установлены с каждой стороны подложки.
- Первый фильтр, расположенный до пикселя, имеет вертикальную поляризацию. Задний фильтр, стоящий после кристаллов, построен горизонтально.
- Прохождение света через это поле дает яркую точку, которая приобретает определенный цвет благодаря фильтру.
- При подаче напряжения на транзистор кристаллы начинают поворачиваться перпендикулярно плоскости экрана. Степень разворота зависит от высоты тока. Благодаря такому развороту, эта структура пропускает меньше света, и появляется возможность создать черную точку. Для этого все колбочки кристаллов должны «закрыться».
Данный тип матриц занял бюджетную нишу в оборудовании для воспроизведения мультимедийной продукции.
Благодаря этой технологии можно получать приемлемые цвета и наслаждаться просмотром любимых передач и фильмов. Главным достоинством такой техники является финансовая доступность.
Еще одним плюсом служит скорость срабатывания ячеек, мгновенно передающая цвета. Экономны такие модели и в плане энергопотребления.
Но этот тип матриц не самый хороший для телевизора ввиду сложности согласования одновременного поворота колбочек кристаллов.
Разность временного результата выполнения этого процесса приводит к тому, что одни сегменты пикселя уже повернулись полностью, а другие продолжают пропускать частично свет. Рассеивание потока дает разное цветовое изображение, зависящее от угла нахождения смотрящего.
В результате, если смотреть прямо — видишь черную машину на экране, а если зритель наблюдает сбоку, то ему эта же машина кажется серой.
Еще одним недостатком технологии TN является невозможность отобразить всю палитру цветов, которая заложена в материале. Например, фильм о подводной съемке кораллового рифа с его обитателями будет смотреться не так красочно, как на других моделях. Чтобы компенсировать это, разработчики встраивают в экран алгоритм замены цвета и попеременное воспроизведение ближайших оттенков.
Поэтому TN подойдет для просмотра небольшим кругом людей, смотрящих на экран почти под прямым углом. Так можно видеть картинку с максимально естественными цветами. Для более требовательного зрителя разработаны иные технологии.
VA
Исследуя, какая матрица лучше, стоит уделить внимание VA. Аббревиатура этой технологии расшифровывается как «вертикальное выравнивание». Она разработана японской компанией Fujitsu. Вот главные особенности разработки:
- Управляющие электроды размещены так же по обеим сторонам подложек блока с кристаллами. Существенное отличие заключается в делении поверхности на зоны, которые очерчиваются невысокими бугорками на фильтрах.
- Еще одним свойством VA служит способность кристаллов перемешиваться с соседними. Это дает четкие и насыщенные оттенки изображения. Проблема малых углов обзора на предыдущей технологии решилась за счет перпендикулярного расположения цилиндров кристаллов относительно заднего фильтра в момент отсутствия тока на транзисторах. Это дает естественный черный цвет.
- При включении напряжения матрица изменяет свое расположение, позволяя проходить частично свету. Черные точки постепенно приобретают серый цвет. Но за счет ярко горящих рядом белых и цветных точек, изображение остается контрастным. Так насыщенность цветов сохраняется под разными углами обзора.
- Еще одним достижением повышения качества изображения является ячеистая структура внутренней поверхности фильтров. Небольшие бугорки, делящие внутренне пространство на зоны, обеспечивают построение кристаллов под углом относительно поверхности монитора. Независимо от перпендикулярного или параллельного нахождения молекулярного ряда вся цепочка имеет отклонение в сторону. В результате, даже если зритель значительно сместится вправо или влево, построение кристаллов будет направлено прямо на взгляд.
- Отклик жидких кристаллов на прохождение напряжения немного медленнее, чем у TN, но это пытаются компенсировать внедрением системы динамического повышения тока, воздействующей на выборочные участки поверхности, нуждающиеся в более быстром реагировании.
- Данная технология делает телевизоры с VA типом матриц более удобными для просмотра материалов в следующих условиях:
- больших гостиных для отдыха всей семьей;
- конференц-залах;
- презентациях в офисе;
- просмотре спортивных событий в барах.
IPS
Самым дорогим по технологии выступает IPS, чья аббревиатура расшифровывается на русский язык как «плоское выключение». Ее разработали на заводе Hitachi, но позднее стали применять на LG и Philips.
Суть происходящего в матрице процесса такова:
- Управляющие электроды находятся только с одной стороны (отсюда и название).
- Кристаллы выстроены параллельно плоскости. Их положение одинаково для всех.
- При отсутствии тока ячейка сохраняет насыщенный и чистый черный цвет. Это достигается благодаря препятствию поляризации света, который поглощается задним фильтром. Отсутствует сохранение свечения, наблюдаемое у
- Во время подачи напряжения на транзистор кристаллы поворачиваются на 90 градусов.
- Свет начинает проходить через второй фильтр, и образовываются разнообразные оттенки.
- Это дает возможность просматривать изображение при углах 178 градусов.
- Технология IPS зарекомендовала себя как стандарт по передаче полной глубины цвета.
Из технических параметров матрицы можно выделить 24 бита по цвету и по 8 бит на канал. Производятся модели телевизоров и с передачей 6 бит на канал.
Еще одним плюсом технологии служит затемнение битых пикселей, возникающее при нарушении работы между электродом и кристаллами. В других разработках такое место начинает светиться белой или цветной точкой. А здесь будет серой, что сглаживает зрительные ощущения от возникшего микробрака.
Достоинствами IPS являются насыщенные цвета и хорошие углы обзора. Проблему отклика решали постепенно, и сейчас время реагирования составляет 25 мс, а у некоторых моделей телевизоров до 16 мс.
Из недостатков этого типа матриц выделяются:
- более выраженная сетка между пикселями;
- возможное снижение контрастности из-за закрытия части света электродами, которые находятся все на одной стороне;
- высокая цена товара.
Поэтому подобные экраны больше подходят для демонстрации графических работ и фотографий. Так точно передастся изображение, которое будет видно всем присутствующим. Целесообразно устанавливать такие телевизоры на офисных презентациях и фотостудиях.
Решая, какая матрица – VA или IPS для телевизора будет лучше, следует учесть характер просматриваемых материалов. Для фильмов и отдыха лучше использовать первый вариант, а для показа нюансов графики — второй.
TN или IPS обычно не сравнивают между собой из-за разности ценовой категории. Для отдыха семье из трех человек вполне хватит и первого типа матрицы.
Ведь смотря под прямым углом на экран, цвета, включая черный, будут передаваться правдоподобно.
Телевизоры. Часть 1. Типы телевизоров, подсветок и технологий, практические различия
Здравствуйте, уважаемое хабрасообщество.
Я надеюсь, что эта статья сможет помочь таким же, как я — тем людям, которые выбирают телевизор, но не очень-то владеют тонкими техническими вопросами в этой области. Хотел бы поделиться с вами своими размышлениями и практическими выводами по-поводу выбора большого и качественного телевизора.
Последние 3 года я смотрел 42″ ЖК-CCFL (это когда изображение формируется поляризованных светом от люминесцентных ламп, пропущенным через светофильтры). В 2009-м году еще не было 3D, а тонкие телевизоры с LED-подсветкой только появлялись и стоили нечестных денег. Куплен он был без особых мук выбора за $1400. За пару лет созерцания я понял, что мне чего-то не хватает в изображении. Чего — я не мог описать, так как не владел нужными познаниями в этой области. Я точно знал, что хочу бОльшую диагональ и более глубокий черный. После изучения матчасти я прояснил некоторые моменты. На сегодняшний день есть 3 типа формирования изображения на современных телевизорах: Самый распространенный вид телевизоров. Изображения в таких телевизора получается при помощи поляризованного света, нескольких светофильтров и управляемых жидких кристаллов. Так как изображение, которое мы видим на экране LCD-телевизора, получается в результате прохождения поляризованного света от источника подсветки, необходимо обозначить 2 типа подсветки: a) CCFL, она же — холодный катод. Подвид тонких люминисцентных ламп, располагающихся за матрицей. Преимущества: равномерность подсветки. Недостатки: большая толщина, энергопотребление, невозможность локального управления подсветкой. b) LED — светоизлучающие диоды. В настоящее время практически полностью вытеснили телевизоры с холодным катодом. Преимущества: возможно сделать очень тонкие телевизоры, низкое энергопотребление, возможность локального управления подсветкой. Про локальное управление подсветкой и подразделение LED-подсветки нужно сказать пару слов. LED-подсветка разделяется на 2 типа: краевая (она же EDGE-LED, когда светодиоды расположены по краям матрицы, их свет попадает на диффузор и рассеивается) и ковровая (Full HD LED, LED Pro). Так как ЖК-пикселы сами по себе не излучают свет, им необходима подсветка (о чем сказано выше), которая включена всегда. Закрытые кристаллы все равно пропускают свет, поэтому добиться низкого уровня черного (чем ниже — тем лучше) и контрастных переходов в системах с краевой подсветкой невозможно. В телевизорах самого высокого уровня используется ковровая подсветка (когда светодиоды располагаются непосредственно за матрицей). Это позволяет повысить равномерность подсветки и внедрить сегментированное управление подсветкой, когда отдельные диоды, отвечающие за области на экране, могут приглушать яркость в зависимости от сцены на экране. На самом деле, ковровую подсветку имеют это всего 2 серии — 9-я серия Philips и 9-я серия Sony. В 9-й серии LG тоже есть ковровая подсветка, но ее реализация хуже, чем краевая у конкурентных решений. Из-за того, что светодиоды располагаются с определенной периодичностью (свое влияние вносит рассеивание и много других факторов), практически в 100% случаев LCD телевизоры с LED-подсветкой имеют неравномерность подсветки (clouding) — когда области, которые должны оставаться черными имеют другую градацию серого. Проблема частично решается сегментированной светодиодной подсветкой. Не буду вдаваться в подробности формирования изображения разными типами матриц, а вкратце опишу их основные преимущества и недостатки. a) IPS (сейчас производит только LG). Матрицы, которые, по-моему мнению, идеально подходят для ТВ низкого и среднего уровня. Преимущества: большие углы обзора. Недостатки: высокий уровень черного (~ 0.16 нит), большое время отклика. Устанавливаются в телевизоры LG 3—9 серий (то есть, фактически во все, без разделения по уровням), Philips 4, 6 серии, Panasonic разных вариаций и многие другие.
b) S-PVA (производство Samsung). Матрицы для телевизоров классов выше.
Преимущества: более глубокий черный (0.05—0.1 нит в зависимости от реализации подсветки). Устанавливаются в телевизоры Samsung 7—8 серий, Sony 7—8 серий, Philips 7—8-й серии и некоторые другие.
c) UV²А (производство Sharp). По моему мнению, наиболее совершенный тип матриц.
Преимущества: углы больше, чем у S-PVA (но меньше, чем у IPS). Самый глубокий уровень черного (0.02 — 0.06 нит) Недостатки: Sharp производит их в недостаточных количествах. Устанавливаются в телевизоры Philips 9-й серии и топовые серии Sharp. С этим словом связано очень много мифов и заблуждений. Любой несведущий продавец обязательно скажет вам, что плазма устарела. Это связано с набором стереотипов и проблем, имевших место быть. Изображение формируется при помощи свечения люминофора под действием УФ-лучей. Каждая плазменная ячейка является независимым источником света, поэтому телевизор не требует подсветки. Ранее плазменные телевизоры имели очень большую толщину и размер ячейки, поэтому были очень громоздкими и диагонали Full HD начинались с 50—60″. Теперь толщина современных плазменных телевизоров не превышает 3—4 см, а диагонали начинаются с 42″. У плазменных телевизоро нет различных типов матриц с маркетинговыми названиями, но есть поколения панелей (самое совершенное — 15-е). Сейчас плазма почти вытеснена LCD-телевизорами и ее производством занимается всего 3 компании: Panasonic, Samsung и LG (причем, собственные разработки имеют только первые 2). Связано это с убыточностью производства, конкуренцией со стороны ЖК-телевизоров и их популяризацией. Но плазма держит первые позиции в больших диагоналях. Органические светодиоды. Что-то среднее, между первыми 2-мя технологиями. Изображение формируется при помощи самоизлучающих диодов, которые светятся под воздействием электрического тока. Как и в плазме, каждая ячейка является самостоятельным источником света. Пока имеются только несколько серийных образцов таких телевизоров по очень высоким ценам. Разработками в этой области занимаются LG и Samsung. Есть и другие типы телевизоров, например проеционные лазерные телевизоры, но их разработка уже прекращена. LCD: Преимущества: — относительно невысокая цена производства, что позволяет производителям получать достаточно высокую прибыль и инвестировать в производство. — Статический метод формирования изображения (без дизеринга) хорош для отображения изображений и фотографий. — Отлично подходит для статичного изображения и не боится его. — LCD-телевизоры имеют высокую яркость и низкое энергопотребление
Недостатки
— Высокий уровень черного (от 0.02 нит в UV²А-матрице с ковровой подсветкой до 0.2 нит в IPS). — Большое время отклика — Отсутствие объема и и глубины изображения — Динамическое разрешение без искусственных ухищрений 300 — 700 линий.
Плазма
Преимущества — Общая глубина изображения. В целом, при подаче качественного контента, изображение на плазме заметно отличается от такового в LCD: обладает большей глубиной и насыщенностью цветов, имеет ярко выраженный эффект объема. — Низкий уровень черного (0.008 нит в моделях Panasonic 2012 года). — Имеют динамическое разрешение без искусственных ухищрений 1080 линий. — Отлично подходят для динамического изображения (фильмы), хорошо раскрывают высококачественный контент. — Фактически отсутствует время отклика. — Свободнейшие углы обзора
- Недостатки
- OLED
- Преимущества:
- Недостатки:
— Совершенно не подходят для подключения к компьютеру из-за остаточного изображения — Хуже показывают фотографии (так как градации получаются при помощи дизеринга) — Большое энергопотребление, не все модели имеют высокую яркость. — Высокая цена производства, низкая маржа — производителям все сложнее удержаться на плаву. Самая новая технология формирования изображения в телевизорах. Используются самоизлучающие органические светодиоды. Как и плазма, это дисплеи с самоэмиссией света, не требующие подсветки. Сейчас выпущено всего несколько серийных образцов по цене в десяток раз превосходящей аналогичные LCD и плазменные телевизоры, но LG обещает, что через 3 года OLED-телевизоры аналогичных LCD и плазма-диагоналям будут стоить в 1.5 раза дороже. — низкое время отклика и высокий контраст, как и у плазмы, т. к. нет механически поворачивающихся молекул и постоянной подсветки, как в LCD. — экономичность — широкие углы обзора. — различная деградация пикселов со временем (так же, как у плазмы, что приводит в остаточным изображениям и выгоранию пикселов). Сейчас это пытаются компенсировать программно. — Низкое время службы: около 10 000 часов (к примеру, у LCD — 60 000 часов, у плазмы — 100 000 тысяч часов). Выбирая новый телевизор я пришел к выводу, что некоторые характеристики изображения можно изменить, некоторые нельзя. Измеряемые характеристики: — Уровень черного (MLL, Minimum luminescence level) — тот уровень черного, который показывает телевизор при подаче сигнала 0. [нит] — Яркость — тот уровень яркость, который показывает телевизор, когда на него подается сигнал 255. Эти 2 характеристики измеряются вместе, когда на телевизор выводится «шахматная доска» (метод ANSI) — чередование черных и белых участков. Вычисляется яркость каждого участка, среднее арифметическое яркостей черных и белых областей. — Контраст. Разница между средним арифметическим черных и белых областей, когда черные области приняты за единицу. ANSI-контраст IPS матриц составляет ~ 1000:1, S-PVA — 3500:1, UV²А — 5000:1, плазма — 12000:1. — Точность цветопередачи (DeltaE, отклонение от эталона). Подается сигнал на входе, измеряется сигнал на выходе. Чем больше отклонение — тем менее точная цветопередача. Считается, что невооруженный глаз неспособен заметить отклонение DeltaE < 3, а нулем обозначается идеальная цветопередача. — Углы обзора. Чем меньше угол обзора матрицы, тем больше искажается цвет. Наименьшие углы имеют LCD S-PVA матрицы. Наибольшие — плазменные панели. — Динамическое разрешение. Как известно, практически все телевизоры имеют статическое разрешение 1080 линий (1920x1080 точек), но динамическое разрешение (то, что телевизор показывает, когда на экране происходит движение) часто отличается. Именно для этого в LCD-телевизорах вводится мерцание подсветки, интерполяция кадров и другие ухищрения.
Субъективные характеристики
К таковым можно отнести объемность изображения, которая формируется сочетанием уровня черного и цветонасыщенности, «киношность» изображения, эффект присутствия. Спасибо за внимание.
Если статья покажется интересной, в следующей части я напишу о выборе диагонали, типах 3D, их практическом различии, об интерполяции изображения и попытаюсь развенчать некоторые мифы.