Как работает main модуль lcd телевизора


Устройство и принцип работы LCD телевизора - Мир телевизоров

LCD (Liquid crystal display) или ЖК (жидкокристаллический) телевизор, как их называют в народе - это телевизор с ЖК дисплеем и ламповой подсветкой. Жидкокристаллический, означает, что сам дисплей (монитор) сделан на основе жидких кристаллов

LCD TFT (англ. Thin film transistor — тонкоплёночный транзистор) - разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель для каждого субпикселя (элемента матрицы) применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея

  • Немного истории:
  • Жидкие кристаллы впервые были обнаружены австрийским ботаником Райнитцером в 1888 г., но только в 1930-м году исследователи из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение, однако, слабость технологической базы не позволяла в то время активно развивать это направление.

    Первый настоящий прорыв совершили ученые Фергесон и Вильямс из американской корпорации RCA. Один из них создал на базе жидких кристаллов термодатчик, используя их избирательный отражательный эффект, другой изучал воздействие электрического поля на нематические кристаллы. И вот, в конце 1966 г., корпорация RCA продемонстрировала прототип LCD-монитора - цифровые часы. Первый в мире калькулятор - CS10A был произведен в 1964 году корпорацией Sharp, она же, в октябре 1975 года, выпустила первые компактные цифровые часы с ЖК дисплеем. К сожалению, фоток не нашёл, а вот эти часы и калькулятор - ещё помнят многие

    Во второй половине 70-х начался переход от восьмисегментных ЖК индикаторов к производству матриц с адресацией (возможностью управления) каждой точки. Так, в 1976 году, компания Sharp выпустила черно-белый телевизор с диагональю экрана 5,5 дюйма, выполненного на базе LCD-матриц

    принцип работы жк телевизора, преимущества и недостатки

    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.

    Содержание статьи

    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.

    Подпишитесь на наши Социальные сети

    Матрица – принцип работы, проверка и восстановление

    Основной элемент LCD-панели или попросту монитора – жидкокристаллическая матрица, представляющая собой законченный функциональный модуль с набором входных сигналов, определяемых его архитектурой. Поэтому все образцы этих устройств построены примерно одинаково, а их проверка и ремонт проводятся в виде стандартных процедур.

    Устройство и порядок работы

    Матрица представляет собой комбинацию большого числа жидких кристаллических ячеек, располагающихся системно. Характерным для нее является то, что положение каждого из этих элементов описывается двумя координатами: номерами строк и столбцов.

    С другой стороны, в ее конструкции предусмотрены следующие модули (смотрите фото ниже):

    • Рабочий интерфейс LVDS.
    • Микроконтроллер TCON.
    • Плата управления (ПУ) питающими напряжениями.
    • Модуль задней подсветки (инвертор).

    Обратите внимание: Последний компонент имеется не у всех моделей LCD-панелей.

    Первый из модулей (интерфейс LVDS) обеспечивает высокую скорость приема данных и существенное снижение линейных помех. Благодаря этому узлу панель приобретает универсальные свойства, позволяющие эксплуатировать ее с любой управляющей платой, имеющей аналогичный интерфейс.

    При его использовании информация на ЖК-панель передается в последовательном виде – поэтому в ее составе предусмотрен специальный чип, преобразующий данные в параллельный код. Он представляет собой интегральную микросхему, выполняющую функцию приемника. Далее данные в параллельном коде поступают на микросхему контроллера TCON.

    Вторая составляющая матрицы обеспечивает выполнение следующих операций:

    1. Управление синхронизацией и приемом данных.
    2. Распределение ее по драйверам строк и столбцов.
    3. Выдача управляющих сигналов на выход.

    На выходном шлейфе контроллера формируется столько сигналов, сколько необходимо для управления транзисторами, встроенными в панель. Общее их количество определяется разрешением, которое поддерживается данным конкретным образцом матрицы. При разрешении 1600х1200, например, на экране будет 1200 строк и 4800 столбцов (1600х3).

    Дополнительная информация: Умножение на 3 означает, что каждый цветной элемент формируется на базе трех располагающихся рядом точек.

    В панелях большинства марок используется полосковая топология, называемая Stripe. Пример расположения точек на поверхности матрицы приводится на фото снизу.

    Характерные неисправности

    К числу основных проблем, чаще всего возникающих при эксплуатации матриц, следует отнести:

    • Монитор не включается, а светодиод индикатора питания не светится.
    • Слишком низкая или очень высокая яркость картинки.
    • Изображение на экране мигает (все или только один край).
    • Темный экран (индикатор питания горит).
    • Экранная подсветка гаснет через какое-то время.
    • Отсутствует один цвет.

    Рассмотрим каждую из неисправностей более подробно.

    В первом случае, возможно, вышел из строя внутренний источник питания, который можно попробовать отремонтировать. Однако специалисты советуют при наличии возможностей сразу заменить его новым изделием (сделать это можно, если он оформлен как отдельный модуль). В ситуации, когда источник входит в состав управляющей платы – придется полностью обновить этот узел. Причиной этой неполадки также могут быть:

    • Выход из строя сетевого адаптера (в моделях, где он имеется).
    • Неисправность кнопки включения.
    • Неполадки в самой ПУ.

    Для устранения этих нарушений сначала нужно проверить «подозрительную» деталь, модуль или плату с помощью тестера (на предмет наличия нужных напряжений и отсутствия обрывов в рабочих цепях). При обнаружении поврежденных узлов или элементов плату, адаптер или кнопку придется заменить.

    При выявлении неисправности второго рода (изменился уровень яркости) причину следует искать в нарушениях в работе инвертора, лампочек задней подсветки или ПУ. После проверки импульсных напряжений на выходе инвертора и управляющей платы можно будет убедиться в их состоянии.

    Важно! Для получения полной картины с управляющими сигналами удобнее всего воспользоваться цифровым осциллографом.

    Если нужные импульсные напряжения на выходе этих узлов отсутствуют – потребуется заменить их исправными. При наличии всех сигналов можно попробовать обновить лампочки подсветки. В ряде моделей следует начинать с проверки соединительного шлейфа между инвертором и ПУ на предмет его целостности.

    При мигающем экране неисправными могут быть инвертор или лампа задней подсветки. Для устранения этой неисправности придется проделать все те же операции, что и в предыдущем случае. При обнаружении нарушений в формировании импульсных сигналов или обрыва шлейфа – необходимо заметь эти элементы новыми изделиями. Неисправную лампочку подсветки также потребуется обновить.

    При наличии опыта соответствующих работ можно попытаться отремонтировать инвертор своими руками. Однако в этом случае надеяться на положительный результат можно не всегда. Если экран потемнел и ни изменяет свое состояние (фото ниже) – нужно проверить преобразователь в плате ПУ или инвертор.

    В первом случае следует убедиться с помощью тестера в наличии напряжений у всех стабилизаторов и при обнаружении нарушений заменить неисправный элемент новой деталью. При выявлении отклонений в работе инвертора проще всего заменить его рабочим аналогом.

    Если экран выключается через неопределенное время – нарушение, скорее всего, кроется в срабатывании токовой защиты инвертора. Другой причиной может быть неисправность лампочки задней подсветки. Для решения вопроса в этом случае рекомендуется заменить оба узла.

    В ситуации, когда отсутствует один из цветов в изображении – неисправность может скрываться в нарушении работы интерфейса или ПУ. Если их проверка подтвердила эти предположения – вышедшие из строя узлы следует заменить. В заключение отметим, что к самостоятельному ремонту матрицы монитора не следует приступать, если вы полностью не уверены в своих силах.

    ЖК-монитор. Технология LCD, принцип работы. Устройство TFT матрицы | Eco

    08 Сентября 2019 г.

    LCD-матрица. Принцип работы жидкокристаллической панели.

    "Сердцем" любого жидкокристаллического монитора является LCD-матрица (Liquid Cristall Display). ЖК-панель представляет из себя сложную многослойную структуру. Упрощенная схема цветной TFT LCD-панели представлена на Рис.2.

    Принцип работы любого жидкокристаллического экрана основан на свойстве жидких кристаллов изменять (поворачивать) плоскость поляризации проходящего через них света пропорционально приложенному к ним напряжению. Если на пути поляризованного света, прошедшего через жидкие кристаллы, поставить поляризационный светофильтр (поляризатор), то, изменяя величину приложенного к жидким кристаллам напряжения, можно управлять количеством света, пропускаемого поляризационным светофильтром. Если угол между плоскостями поляризации прошедшего сквозь жидкие кристаллы света и светофильтра составляет 0 градусов, то свет будет проходить сквозь поляризатор без потерь (максимальная прозрачность), если 90 градусов, то светофильтр будет пропускать минимальное количество света (минимальная прозрачность).

    Принцип работы LCD-панели

    Рис.1. ЖК-монитор. Принцип работы LCD-технологии.

    Таким образом, используя жидкие кристаллы, можно изготавливать оптические элементы с изменяемой степенью прозрачности. При этом уровень светопропускания такого элемента зависит от приложенного к нему напряжения. Любой ЖК-экран у монитора компьютера, ноутбука, планшета или телевизора содержит от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов таких ячеек, размером долей миллиметра. Они объединены в LCD-матрицу и с их помощью мы можем формировать изображение на поверхности жидкокристаллического экрана.
    Жидкие кристаллы были открыты еще в конце XIX века. Однако первые устройства отображения на их основе появились только в конце 60-х годов XX века. Первые попытки применить LCD-экраны в компьютерах были предприняты в восьмидесятых годах прошлого века. Первые жидкокристаллические мониторы были монохромными и сильно уступали по качеству изображения дисплеям на электронно-лучевых (ЭЛТ) трубках. Главными недостатками LCD-мониторов первых поколений были:

    • - низкое быстродействие и инерционность изображения;
    • - «хвосты» и «тени» на изображении от элементов картинки;
    • - плохое разрешение изображения;
    • - черно-белое или цветное изображение с низкой цветовой глубиной;
    • - и т.п.

    Однако, прогресс не стоял на месте и, со временем, были разработаны новые материалы и технологии в изготовлении жидкокристаллических мониторов. Достижения в технологиях микроэлектроники и разработка новых веществ со свойствами жидких кристаллов позволило существенно улучшить характеристики ЖК-мониторов.

    Устройство и работа TFT LCD матрицы.

    Одними из главных достижений стало изобретение технологии LCD TFT-матрицы – жидкокристаллической матрицы с тонкопленочными транзисторами (Thin Film Transistors). У TFT-мониторов кардинально возросло быстродействие пикселей, выросла цветовая глубина изображения и удалось избавиться от «хвостов» и «теней».
    Структура панели, изготовленной по TFT технологии, приведена на Рис.2

    Структура ЖК-панели

    Рис.2. Схема структуры TFT LCD матрицы.
    Полноцветное изображение на ЖК-матрице формируется из отдельных точек (пикселей), каждая из которых состоит обычно из трех элементов (субпикселей), отвечающих за яркость каждой из основных составляющих цвета - обычно красной (R), зеленой (G) и синей (B) - RGB. Видеосистема монитора непрерывно сканирует все субпиксели матрицы, записывая в запоминающие конденсаторы уровень заряда, пропорциональный яркости каждого субпикселя. Тонкопленочные транзисторы (Thin FilmTrasistor (TFT) - собственно, поэтому так и называется TFT-матрица) подключают запоминающие конденсаторы к шине с данными на момент записи информации в данный субпиксель и переключают запоминающий конденсатор в режим сохранения заряда на все остальное время.
    Напряжение, сохраненное в запоминающем конденсаторе TFT- матрицы, действует на жидкие кристаллы данного субпикселя, поворачивая плоскость поляризации проходящего через них света от тыловой подсветки, на угол, пропорциональный этому напряжению. Пройдя через ячейку с жидкими кристаллами, свет попадает на матричный светофильтр, на котором для каждого субпикселя сформирован свой светофильтр одного из основных цветов (RGB). Рисунок взаиморасположения точек разных цветов для каждого типа ЖК-панели разный, но это отдельная тема. Далее, сформированный световой поток основных цветов поступает на внешний поляризационный фильтр, коэффициент пропускания света которого зависит от угла поляризации падающей на него световой волны. Поляризационный светофильтр прозрачен для тех световых волн, плоскость поляризации которых параллельна его собственной плоскости поляризации. С возрастанием этого угла, поляризационный фильтр начинает пропускать все меньше света, вплоть до максимального ослабления при угле 90 градусов. В идеале, поляризационный фильтр не должен пропускать свет, поляризованный ортогонально его собственной плоскости поляризации, но в реальной жизни, все-таки небольшая часть света проходит. Поэтому всем ЖК-дисплеям свойственна недостаточная глубина черного цвета, которая особенно ярко проявляется при высоких уровнях яркости тыловой подсветки.
    В результате, в LCD-дисплее световой поток от одних субпикселей проходит через поляризационный светофильтр без потерь, от других субпикселей - ослабляется на определенную величину, а от какой-то части субпикселей практически полностью поглощается. Таким образом, регулируя уровень каждого основного цвета в отдельных субпикселях, можно получить из них пиксель любого цветового оттенка. А из множества цветных пикселей составить полноэкранное цветное изображение.
    ЖК-монитор позволил совершить серьезный прорыв в компьютерной технике, сделав ее доступной большому количеству людей. Более того, без LCD-экрана невозможно было бы создать портативные компьютеры типа ноутбуков и нетбуков, планшеты и сотовые телефоны. Но так ли все безоблачно с применением жидкокристаллических дисплеев?

    Понравился материал? Поделитесь им в соцсетях:

    Категория:

    Экраны (тесты)

    Дата:

    08 Сентября 2019 г.

    Ремонт материнской платы телевизора своими руками

    Системная плата в телевизоре выполняет огромное количество процессов и по-праву может называться основной телевизионной платой, а также материнской платой, блоком SSB или Main Board. В ней сосредоточены узлы управления всем телевизионным устройством в целом и каждой его частью в отдельности. Ремонт системной платы в домашних условиях весьма трудоемок из-за сложной диагностики этого блока без соответствующего измерительного и сервисного оборудования. Единственный путь в этом случае - это использование наработок по типовым дефектам на сайтах ремонтной тематики, в том числе и на нашем. В разделе "Неисправности телевизоров" опубликовано много материалов подобного рода и, судя по комментариям к ним, эти материалы помогли с ремонтом телевизора на дому своими руками не одному десятку человек.

     

    Основные функции платы SSB

    • 1Выполнение операций по команде пользователя с пульта или локальной клавиатуры. Исполнение команд на включение и отключение устройства, перехода в дежурный режим
    • 2Регулировка настроек по цветопередаче изображения: яркость, контрастность, насыщенность и т.д.
    • 3Изменение параметров звукового сопровождения для создания наиболее благоприятной для пользователя звуковой картины
    • 4Автоматический или ручной поиск аналоговых и цифровых телевизионных каналов со встроенного тюнера
    • 5Исполнение индивидуальных пользовательских предпочтений и обновление ПО
    • 6Коммутация подключаемых внешних входов и периферийных устройств

    Это не полный круг обязанностей системной платы, а лишь часть их. Развитие телевизионных технологий, внедрение Смарт ТВ, мультимедиа и другие нововведения добавляют в состав платы SSB все новые компоненты и узлы. Ниже представлена блок-схема основной платы телевизора Philips на шасси TPM4.1E LA, выпущенного в серию несколько лет назад:

     

    Ядро системной платы представляет центральный процессор MT8222, который выполняет большинство функций возложенных на этот блок, совместно с устройствами хранения и обмена информацией DDR, SPI Flash ROM, NVRAM. Памяти EDID предназначены для согласования внешних устройств с технологией Plug and Play с шасси телевизора, позволяя ему распознавать подключенное внешнее оборудование и подстраиваться под него без вмешательства пользователя, или сводя его к минимуму. Тюнер и канал звука обязательны для основной платы, а процессор WT6703 STDBY MCU исполняет команды от пульта управления и клавиатуры. Видеосигнал, преобразованный по определенному алгоритму, подается по шине LVDS на контроллер матрицы (Tcon), выполненный обычно отдельным блоком, и далее на панель LCD.

     

    Передача информации между центральным процессором и остальными узлами системной платы происходит по двунаправленным линиям связи SDA и SCL. В случае сбоя в работе какого-либо узла, неполучении ответа о его нормальном состоянии, телевизор может быть переведен в аварийный режим. При этом в аппаратуре Sony, Panasonic, Philips включается режим индикации ошибки, который можно контролировать по вспышкам светодиодных индикаторов на лицевой панели устройства. Количество вспышек и их частота могут явно или неявно указывать на проблемный участок материнской платы или другого блока, находящегося в критическом режиме. Информация об ошибках доступна в сервисных инструкциях на определенную модель телевизора.

     

    Возвращаясь к блок-схеме, обращу внимание на сервисный выход Com Pair, предназначенный для подключения одноименного устройства для диагностики, снятия лога, программирования телевизоров марки Philips. Многие современные телевизионные приемники имеют сервисный интерфейс для подключения диагностического оборудования, выпускаемого производителем для гарантийного обслуживания техники. Рядовому потребителю, как мы понимаем, данный прибор не доступен. Поэтому, рассчитывая на свои силы, не стоит забывать, что диагностика и ремонт системной платы жк телевизора это удел профессиональных ремонтников, обладающих не только пониманием логики работы блока и навыками по его восстановлению, но и современным диагностическим оборудованием и оснасткой.

     

    Наиболее популярными дефектами основной платы телевизора являются следующие:
    • 1Неисправность одного из вторичных преобразователей DC/DC, расположенных на Main Board
    • 2Сбой программного обеспечения в микросхемах памяти устройства Eeprom, SPI Flash, Nand

    Если в первом случае ремонт SSB своими руками еще возможен с применением оригинальных запасных частей или универсальных преобразователей, то решить вопрос с прошивкой самостоятельно без программатора и ПО под силу не каждому.

     

    Много воды утекло с момента начала продаж первых ЖК телевизоров у нас в стране. В то время они казались верхом технического совершенства и материнские платы тех телевизоров практически всегда можно было отремонтировать на компонентном уровне. Сейчас ситуация изменилась. Применение новых технологий, микроминиатюризация, тотальное использование BGA компонентов, которые надо не только заменять, но и программировать, делают работу телевизионного мастера все сложнее, а приборы и оснастка становятся все дороже. Гораздо рациональнее и, в конечном счете, дешевле для владельца телевизора с признаками неисправности системной платы будет обращение в сервисный центр, а не самостоятельный ремонт, при котором вероятность усугубить ситуацию очень высока, а финансовые потери могут значительно возрасти.

     

    Поделиться в соцсетях

     

    Как работает ЖК-экран монитора и телевизора | Мониторы | Блог

    Каждый день вы видите самые разнообразные экраны. В их числе рекламные дисплеи на улице, состоящие из светодиодов, а также читалки, в пикселях которых черный пигмент перемещается во взвеси белого пигмента. Или экран кинотеатра, который вовсе не простой кусок ткани, а холст со специальной фактурой и покрытием. Но сейчас речь пойдет не о них, а о жидкокристаллических экранах и о том, каким образом электричество превращается в конечное изображение.

    Источник света

    Изначально источником света для ЖК-экранов были газоразрядные лампы с холодным электродом (CCFL). 

    Под действием газового разряда ртуть излучает ультрафиолетовое свечение, которое, в свою очередь, возбуждает люминофор на стенках колбы и превращается в видимый свет. В отличие от обычных ламп дневного света, у таких ламп электрод без подогрева (что становится ясно из названия). Для нормальной работы им нужно высокое напряжение — до 900 вольт.

    Сейчас вместо газоразрядных ламп используют светодиоды. От их типа сильно зависит конечная цена монитора. Так, в бюджетном сегменте используются обычные белые светодиоды W-Led. Основой для белых светодиодов служат синие светодиоды.

    Они покрыты слоем люминофора, который преобразует часть синего спектра в другие цвета. В результате из синих светодиодов получаются белые светодиоды.

    Обычный люминофор для белых светодиодов состоит из множества редкоземельных металлов: иттрий, гадолиний, церий, тербий, лантан.

    В профессиональных устройствах подсветку из белых светодиодов дополняют зелеными светодиодами (GB-LED). Это дешевле люминофора, дающего нужный спектр. Использование же RGB-светодиодов даже в профессиональных устройствах — редкость, хотя это позволяет регулировать цветовую температуру и яркость без нарушения калибровки гамма-кривых монитора.

    В последнее время производители обратили внимание не только на обычные люминофоры, изготавливаемые из редкоземельных металлов, но и на квантовые точки.  

    Квантовые точки не требуют использования редких компонентов и просты в производстве: достаточно в правильных условиях смешать два дешевых реактива. Из-за того, что идеально выдержать условия невозможно, квантовые точки имеют небольшие различия в размере, поэтому ширина спектра излучения составляет порядка 20 нм.

    Такой ширины спектра недостаточно для того, чтобы перекрыть REC.2020 на 100%, но это значение находится очень близко.

    Подсветка

    Подсветка может быть как боковой (Edge), так и прямой (Direct). Изначально боковая подсветка появилась для ртутных ламп. Потом на нее перешли и светодиоды.

    Прямая подсветка ограничена довольно маленькими зонами, за которые отвечают отдельные светодиоды. Она более требовательна к качеству светодиодов, но позволяет хоть как-то реализовать технологию HDR не в OLED-устройствах.

                     

    Некоторых производителей при реализации HDR не останавливает наличие боковой подсветки, что приводит к большой площади изменения локальной яркости подсветки.

    Полноценный HDR возможен только на OLED — это типичное заблуждение. В студиях кинопроизводства используют все те же самые дисплеи TFT LСD, но с одним маленьким отличием. В таких мониторах дополнительная матрица TFT обеспечивает попиксельное затенение подсветки, за счет чего получается монитор, превосходящий OLED почти по всем показателям, включая нескромную цену.

    Рассеиватель

    Как можно понять из названия, задача этой части ЖК-экрана — получить равномерное освещение, выдаваемое источником света. Первый слой — отражающий, обычно представляет из себя комбинацию белого пластика и фольги. Следующим идет световод.

    Тут используется эффект полного отражения света в диэлектрике, а чтобы свет хоть как-то мог выйти, на поверхность световода наносят мельчайшие линзы.Аналогичный способ используют и в акриловых вывесках и указателях.

    Третий и шестой слои — рассеивающая пленка. Она обладает настолько мелкой и хаотичной структурой поверхности, что снимок был сделан на грани возможностей обычного объектива.

    Четвертый и пятый слои отражают большую часть света и обладают либо призматическим, либо полуцилиндрическим рельефом.

    Здесь снова используется принцип полного отражения в диэлектрическом материале, но уже как в катафотах.

    Свет поочерёдно отражается от двух поверхностей, образованных микроклиньями на плёнке, и возвращается обратно.

    Использование двух световозвращающих пленок обусловлено тем, что на производстве, чтобы получить более качественный рельеф, проще вытягивать пленку, чем пытаться штамповать заготовку и получить что-то непригодное.

    Прямая подсветка устроена по тому же принципу, только вместо световода установлены рассеивающие линзы на светодиодах.

    TFT-панель

     Можно подумать, что эффект «капель воды» дает антибликовое покрытие, но нет. Это вид со стороны подсветки. Мельчайшие неровности находятся на поверхности первого слоя TFT-панели — поляризующей пленки, которая приклеена к стеклянной подложке.

    Основную работу по поляризации в дешевой поляризующей пленке выполняют атомы йода, вшитые внутрь полимера. А за счет 15-кратного вытягивания пленки молекулы полимера ориентируются в пространстве, и пленка получает свойства линейного поляризатора.

    В отличие от демонстрационных моделей со шнурком в решетке, в реальности небольшая проводимость йода вдоль цепочки вызывает поглощение в видимом спектре вдоль ориентации.

    После первого слоя преполяризатора идет непосредственно матрица TFT (тонкоплёночных транзисторов). Принцип работы всех панелей заключается в изменении поляризации света на тонкопленочных транзисторах. В зависимости от конфигурации электродов получаются разновидности TN(+film), IPS, VA. Современные панели настолько оптимизированы, что в конечном результате могут иметь как достоинства, так и недостатки панелей других типов.

    Расположение слоя жидких кристаллов можно увидеть на приведенной выше схеме. Под действием электрического поля жидкие кристаллы меняют ориентацию и тем самым вращают плоскость поляризации проходящего через них света.

    За ним следуют светофильтры. Они обеспечивают разбиение белого цвета на цвета субпикселей. В зависимости от полосы пропускания фильтра, меняется конечная цветопередача всего монитора. Поэтому не факт, что, заменив подсветку W-LED на RGB, вы получите монитор, который станет пригоден для решения полиграфических задач.

    Анализатор — это та же самая поляризационная пленка, но ориентированная перпендикулярно поляризатору. Она превращает изображение в видимое. Удалив эту пленку с экрана, можно скрыть изображение от посторонних глаз.

    Антибликовое покрытие — последний слой. Вариантов его реализации множество, но основных — не так уж много. В первую очередь, это использование пластика с низким коэффициентом преломления света, что, в свою очередь, уменьшает коэффициент отражения от экрана.

    Гладкое покрытие дает более контрастную картинку при условии, что за спиной нет сильных источников света. Матовое покрытие рассеивает свет равномерно и независимо от угла падения, что снижает контраст изображения, но при этом не создает отвлекающих бликов на экране.

    Компромиссом является полуматовое/глянцевое покрытие, степень рассеивания отраженного света которого зависит от угла падения.

    В самых дорогих моделях встречаются и другие типы антибликовых покрытий: с поляризацией, интерференцией и переменным эффективным коэффициентом преломления.

    Ну, и какой экран без управляющей электроники. От электроники зависит интерфейс подключения монитора, частота обновления, глубина цветопередачи и маленькие фичи – разгон матрицы, хранение калибровки в самом мониторе, управление подсветкой, наличие технологий синхронизации и не только.

    Несмотря на кажущуюся простоту, жидкокристаллические экраны — это очень сложные устройства, объединяющие в себе множество достижений в области химии, физики и электроники.

    Как работают ЖК-дисплеи | HowStuffWorks

    Так же, как существует много разновидностей твердых тел и жидкостей, существует также множество жидкокристаллических веществ. В зависимости от температуры и конкретной природы вещества жидкие кристаллы могут находиться в одной из нескольких различных фаз (см. Ниже). В этой статье мы обсудим жидкие кристаллы в нематической фазе , жидкие кристаллы, которые делают возможными ЖК-дисплеи.

    Одной из особенностей жидких кристаллов является то, что на них действует электрический ток .Особый вид нематического жидкого кристалла, называемый скрученным нематиком (TN), имеет естественную скрученность. Подача электрического тока на эти жидкие кристаллы раскручивает их в разной степени, в зависимости от напряжения тока. ЖК-дисплеи используют эти жидкие кристаллы, потому что они предсказуемо реагируют на электрический ток таким образом, чтобы контролировать прохождение света.

    Объявление

    Большинство молекул жидких кристаллов имеют стержнеобразную форму и в широком смысле классифицируются как термотропные или лиотропные .

    Термотропные жидкие кристаллы реагируют на изменения температуры или, в некоторых случаях, давления. Реакция лиотропных жидких кристаллов, которые используются при производстве мыла и моющих средств, зависит от типа растворителя, с которым они смешиваются. Термотропные жидкие кристаллы бывают либо изотропными , либо нематическими . Ключевое отличие состоит в том, что молекулы в изотропных жидких кристаллах имеют случайное расположение, в то время как нематики имеют определенный порядок или структуру.

    Ориентация молекул в нематической фазе основана на директоре . Директором может быть что угодно, от магнитного поля до поверхности с микроскопическими бороздками. В нематической фазе жидкие кристаллы можно дополнительно классифицировать по способу ориентации молекул друг относительно друга. Смектика , самая распространенная конструкция, создает слои молекул. Существует множество разновидностей смектической фазы, например смектик C, в котором молекулы в каждом слое наклонены под углом относительно предыдущего слоя.Другой распространенной фазой является холестерик , также известный как хиральный нематик . На этом этапе молекулы слегка перекручиваются от одного слоя к другому, что приводит к образованию спирали.

    Сегнетоэлектрические жидкие кристаллы (СЖК) используют жидкокристаллические вещества, которые имеют хиральные молекулы в расположении смектического С-типа, поскольку спиральная природа этих молекул обеспечивает время отклика переключения микросекунд, что делает СЖК особенно подходящими для современных дисплеев. Поверхностно-стабилизированные сегнетоэлектрические жидкие кристаллы (SSFLC) применяют контролируемое давление с помощью стеклянной пластины, подавляя спираль молекул, чтобы сделать переключение еще более быстрым.

    .

    Как работает телевидение (ТВ)?

    Криса Вудфорда. Последнее изменение: 24 сентября 2020 г.

    Телевидение - удивительное окно в Мир. По щелчку кнопку, вы можете путешествовать от Северного полюса до Серенгети, смотрите, мужчины гулять по Луне, видеть спортсменов, бьющих рекорды, или слушать мир лидеры выступают с историческими речами. Телевидение преобразовалось развлечения и образование; в Соединенных Штатах, по оценкам что дети проводят больше времени перед телевизором (в среднем 1023 часа в год), чем сидя в школе (900 часов в год).Много людей чувствую, что это плохо. Один из изобретателей телевидения Филон Т. Фарнсворт (1906–1971) пришел к выводу, что телевидение безнадежно онемел и не разрешал детям смотреть это. Хорош ли телевизор или плохой, нет никаких сомнений в том, что это гениальный изобретение. Но как именно это работает? Рассмотрим подробнее!

    Фото: В наши дни практически у всех есть плоскоэкранные телевизоры, их изображения с использованием ЖК-дисплеев, плазмы или OLED (органических светодиодов). Но до 1990-х годов телевизоры были намного больше и громоздче, и практически все они использовали электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) технологии, как описано ниже.

    Радио - с фотографиями

    Основная идея телевидения - «радио с картинками». В другом слова, где радио передает звуковой сигнал (информация транслируется) по воздуху, телевидение передает сигнал изображения. Вы, наверное, знаете, что эти сигналы переносимые радиоволнами, невидимые узоры электричество и магнетизм, гонка по воздуху со скоростью легкий (300 000 км или 186 000 миль в секунду). Подумайте о радио волны несут информацию, как волны на море, несущие серферы: сами волны не являются информацией: информация перемещается по вершина волн.

    Фото: Когда радиоприемники стали более портативными, люди начали понимать, что крошечные телевизоры тоже могут быть такими. Этим ранним примером является Ekco TMB272 примерно 1955 года, который мог питаться либо от обычной домашней электросети, либо от 12-вольтовой батареи. Хотя он продавался как портативный, он был чрезвычайно тяжелым; Тем не менее, он нашел довольно нишевый рынок с такими телекомпаниями, как BBC, которые использовали его в качестве монитора для внешних передач.

    Телевидение - это изобретение, состоящее из трех частей: телевизор , камера , которая превращает изображение и звук в сигнал; передатчик телевизора , который передает сигнал по воздуху; и ТВ-приемник (телевизор в вашем доме) который улавливает сигнал и превращает его обратно в изображение и звук.телевидение создает движущиеся изображения путем многократной фотосъемки и представляя эти рамки вашим глазам так быстро, что кажется, что они движутся. Думайте о телевидении как о электронный флик-книга. Изображения на экране так быстро мерцают, что соединяются в вашем мозгу, чтобы создать движущуюся картинку (правда, хотя это действительно много неподвижных изображений, отображаемых одно за другим).

    Когда впервые появился телевизор, он мог обрабатывать только черно-белые изображения; инженеры изо всех сил пытались понять, как справиться с цветом, что было гораздо более сложная проблема.Теперь наука о свете говорит нам, что любой цвет может быть получен путем сочетания трех основных цветов: красного, зеленого, и синий. Итак, секрет создания цветного телевидения заключался в разработке камер, которые может захватывать отдельные красный, зеленый и синий сигналы, системы передачи, которые могут передавать цветовые сигналы по воздуху, и телевизоры, которые могли бы снова превратить их в движущееся разноцветное изображение.

    ТВ камеры

    Мы можем видеть вещи, потому что они отражают свет в наши глаза. An обычные "неподвижные" фотоаппараты вещи, зафиксировав этот свет на светочувствительной пленке или используя электронный детектор света (в случае цифровой камеры), чтобы сделать снимок того, как что-то появилось в определенный момент.Телевизионная камера работает иначе: она должна делать новый снимок поверх 24 раза в секунду, чтобы создать иллюзию движущегося изображения.

    Фото: Типичная видео / телекамера. Оператор камеры стоит сзади и смотрит на небольшой экран телевизора, который показывает, что именно снимает камера. Запись что оператор не смотрит в объектив камеры: он видит воссоздание того, что объектив это просмотр на экране (это немного похоже на просмотр дисплея цифровой камеры).Фото Джастина Р. Блейка любезно предоставлено ВМС США.

    Как лучше всего сделать снимок телекамерой? Если ты когда-либо пробовал скопировать шедевр со стены искусства галерею в блокнот, вы будете знать, что есть много способов сделать это. Один из способов - нарисовать в блокноте сетку квадратов, а затем скопировать детали. систематически из каждой области исходного изображения в соответствующий квадрат сетки. Вы можете работать слева направо и сверху вниз, по очереди копируя каждый квадрат сетки.

    Точно так же работает старомодная телекамера, когда она превращает изображение в сигнал для вещание, только он копирует картинку, которую видит, по строке за раз. Детекторы света внутри камеры сканируют изображение построчно, точно так же, как ваши глаза просматривают изображение сверху вниз в Галерея искусств. Этот процесс, который называется сканированием растра , превращает изображение в 525 различных "строк". цветного света »(в распространенной телевизионной системе NTSC или 625 строк в конкурирующей системе, известной как PAL), которые передаются по воздуху в ваш дом в виде видео (изображения) сигнал.В то же время микрофоны в телестудии улавливают звук, который сочетается с изображением. Это передается вместе с информация об изображении как отдельный звуковой (звуковой) сигнал.

    Современные телекамеры больше не «сканируют» изображения таким образом. Вместо этого, как и в видеокамеры и веб-камеры, их линзы фокусируют снимаемую сцену небольшие микрочипы с распознаванием изображения (либо ПЗС- или КМОП-сенсоры), которые преобразуют преобразование цветов в цифровые электрические сигналы. В то время как традиционные сканирующие камеры использовали только 525 или 625 строк, чипы распознавания изображения в современных камерах HDTV (телевидения высокой четкости) обычно имеют 720 или 1080 строк для более детальной съемки.Некоторые камеры имеют один датчик изображения, улавливающий все цвета одновременно; у других есть три отдельных, захват отдельных сигналов красного, синего и зеленого - основных цветов от который можно сделать в любой цвет на вашем телевизоре.

    Изображение: телекамеры разбивают изображение на отдельные сигналы красного, зеленого и синего цветов. Белый свет (состоящий из всех цветов), исходящий от снимаемого объекта, проходит через линзу (1) и попадает в светоделитель (2). Обычно это состоит из двух частей, трихроичная призма, которая разделяет свет на отдельные красный, зеленый и синий лучи, каждый из которых обнаруживается отдельным датчиком изображения CCD или CMOS.Схема (3) математически синхронизирует и объединяет выходные сигналы с датчиков изображения красного, зеленого и синего цветов, чтобы создать единый видеосигнал на основе компонентов, называемых яркостью и цветностью (грубо говоря, яркостью и цветом каждой части изображения). Другая часть схемы мгновенно воссоздает снимаемое изображение на маленьком экране в видоискателе (4). Между тем, звук из микрофона (не показан) синхронизируется с видеосигналом для создания выходного сигнала, готового к передаче (5).

    ТВ передатчики

    Фото: Телевизионные антенны не обязательно должны выглядеть уродливо: они могут стать ярким центральным элементом здания, как здесь, в телевизионных студиях KJRH, известной достопримечательности Талсы, Оклахома. Фото: любезно предоставлено архивом фотографий Джона Марголиса «Придорожная Америка» (1972–2008 гг.). Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

    Чем громче вы кричите, тем легче услышать кого-то в расстояние. Более громкие шумы создают большие звуковые волны, которые могут путешествовать дальше, пока их не поглотили кусты, деревья и все беспорядок вокруг нас.Такой же верно для радиоволн. Чтобы создать достаточно сильные радиоволны, переносить радио и телекартинки за много миль от телестанции до чьей-то домой вам нужен действительно мощный передатчик. Это фактически гигантская антенна (антенна), часто размещаемая на вершина холма, так что это может отправлять сигналы насколько возможно.

    Не все принимают телевизионные сигналы, передаваемые по воздуху в этом путь. Если у вас есть кабельное телевидение, ваши телевизионные изображения "передаются" в ваш дом по проложенному оптоволоконному кабелю под твоей улицей.Если у тебя есть спутниковое телевидение, картинка, которую вы видите был отброшен в космос и обратно, чтобы помочь ему путешествовать из одного сторона страны в другую.

    При традиционном телевещании передаются сигналы изображения в аналоговой форме: каждый сигнал проходит как волнистый (вверх-вниз движущаяся) волна. Большинство стран сейчас переходят на цифровой телевидение, которое работает аналогично цифровому радио. Сигналы передаются в кодированной форме. Многие можно отправить больше программ и, вообще говоря, картинку качество лучше, потому что сигналы менее восприимчивы к помехи во время путешествия.

    ТВ-ресиверы

    Неважно, как ТВ-сигнал попадает в ваш дом: один раз он прибыл, ваш телевизор обращается с ним точно так же, будь то поступает от антенны на крыше, от кабеля, идущего под землей, или со спутниковой антенны в саду.

    Помните, как телевизор камера превращает картинку, на которую она смотрит, в серию линий, формируют исходящий ТВ-сигнал? Телевизор должен работать так же в обеспечить регресс чтобы снова превратить линии входящего сигнала в точное изображение сцена, которую снимала камера.Различные типы телевизоров делают это в различные пути.


    Фотографии: Ранние ТВ-приемники. 1) Типичный черно-белый телевизор 1949 года. Обратите внимание на крошечный экран. 2) Комбинированный теле- и радиоблок HMV 904 примерно десять лет назад. Громкоговоритель слева, ручка настройки радио находится в центре, а экран телевизора (опять же крошечный) справа. Оба используют технологию электронно-лучевой трубки и являются экспонатами Think Tank, научного музея в Бирмингеме, Англия.

    Телевизоры с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

    Фото: Типичный старомодный телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ). Практически каждый телевизор выглядел так до 1990-х годов, когда ЖК-экран с плоским экраном и плазменные телевизоры начали преобладать. Электронно-лучевые телевизоры сейчас довольно сложно найти!

    Старомодные телевизоры с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) принимают входящий сигнал и разбить его на отдельные аудио и видео компоненты. Звуковая часть подается в звуковую схему, которая использует громкоговоритель для воссоздания оригинала. звук записал в телестудии.Между тем, видеосигнал отправляется на отдельный контур. Это запускает пучок из электронов (быстро движущиеся отрицательно заряженные частицы внутри атомов) вниз по длинной электронно-лучевой трубке. Когда луч летит по трубе, электромагниты управляют это из стороны в сторону, поэтому он систематически сканирует взад и вперед по экран, строка за строкой, "раскрашивая" картинку снова и снова как своего рода невидимая электронная кисть. Электронный луч движется так быстро, что вы не видите, как это создает картину.Это не на самом деле "раскрашивает" что угодно: он делает яркие пятна цветного света, как он попадает в разные части экрана. Это потому, что экран покрытый множеством крошечных точек химических веществ, называемых люминофором. Когда электронный луч попадает на точки люминофора, они образуют крошечные точки. красного, синего или зеленого света. Путем включения и выключения электронного луча при сканировании мимо красных, синих и зеленых точек видеосхема может создать целостную картину, осветив одни точки и оставив другие тьма.

    Как работает телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

    1. Антенна (антенна) на крыше улавливает радиоволны от передатчик.При использовании спутникового телевидения сигналы поступают со спутниковой антенны. установлен на стене или крыше. С кабельным телевидением сигнал приходит к вам по подземному оптоволоконному кабелю.
    2. Входящий сигнал поступает в гнездо антенны на задней панели телевизора.
    3. Входящий сигнал передает изображение и звук более чем на одна станция (программа). Электронная схема внутри телевизора выбирает только станцию вы хотите смотреть и разбивает сигнал для этой станции на отдельные аудио (звук) и видео (изображение) информация, передавая каждую отдельный контур для дальнейшей обработки.
    4. Схема электронной пушки разделяет видеочасть сигнала на отдельные красный, синий и зеленый сигналы. управлять тремя электронными пушками.
    5. Схема запускает три электронных пушки (одну красную, одну синюю и одну зеленый) вниз по электронно-лучевой трубке , как толстая стеклянная бутылка, из которой воздух был удален.
    6. Электронные лучи проходят через кольцо электромагнитов . Электронами можно управлять с помощью магнитов, потому что они имеют отрицательное электрический заряд.Электромагниты направляют электронные лучи, чтобы они проведите по экрану взад и вперед, строка за строкой.
    7. Электронные лучи проходят через сетку отверстий, называемую маской, который направляет их так, чтобы они попадали в точные места на экране телевизора . Где лучи попадают в люминофор (цветные химические вещества) на экране, они производят красные, синие или зеленые точки. В других местах экран остается темным. В узор из красных, синих и зеленых точек создает очень цветную картину. быстро.
    8. Между тем, звуковая (звуковая) информация из входящего сигнала передается в отдельная аудиосхема .
    9. Звуковая цепь управляет громкоговорителем (или громкоговорителями, поскольку их как минимум два в стереотелевизоре), поэтому они воссоздают звук точно в такт движущемуся изображению.

    Фото: Старый телевизор с электронно-лучевой трубкой. проходит испытания и ремонт. Желтое поле на передней панели - это измеритель, который проверяет текущий ток. через цепи телевизора. Открытый телевизор позади, и мы смотрим сзади вперед (так что экран направлен от нас).Фото летчика Мэйбель Тиноко любезно предоставлено ВМС США.

    Оригинальный CRT

    Подобные электронно-лучевые телевизоры были изобретены российским физиком и инженером-электронщиком Владимиром Зворыкиным, чей патент на эту идею был подан в 1923 году и получен пятью годами позже. Вот деталь одного из оригинальных чертежей в этом патенте - и вы можете видеть, насколько он похож на «современный» ЭЛТ.

    Иллюстрация: черно-белый дизайн ЭЛТ Зворыкина 1920-х годов.Внутри электронно-лучевой трубки (55, серая) находится одна электронная пушка, состоящая из анода (56, темно-синий), катода (57, светло-синий) и сетки (54, желтый) между ними. В центре расположены электрические пластины (58, 59, красные) и катушки (69, 70, оранжевые) для управления электронным лучом с помощью электромагнитных полей. Изображение формируется на флуоресцентном люминофорном экране (60) на конце трубки. Из Патент США: 2 141 059: Телевизионная система Владимира Зворыкина, любезно предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США.

    Телевизоры с плоским экраном

    Сегодня довольно сложно найти телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Поскольку они основаны на аналоговые технологии, и большинство стран сейчас переходят на цифровые, ЭЛТ по сути устаревший (если вы не используете адаптер, называемый телеприставкой, который позволяет вашему ЭЛТ забрать цифровые трансляции). Вместо этого у большинства людей есть плоские экраны, используя один из трех разных технологии: LCD, плазма или OLED.

    ЖК-телевизоры

    (жидкокристаллический дисплей) содержат миллионы крошечных элементов изображения, называемых пикселями, которые можно включить или выключить электронным способом, чтобы сделать снимок.Каждый пиксель состоит из трех меньших красных, зеленых и синих подпикселей. Эти могут индивидуально включаться и выключаться жидкими кристаллами - эффективно микроскопические переключатели света, которые включают или выключают субпиксели с помощью скручивание или раскручивание. Поскольку нет громоздкой электронно-лучевой трубки и люминофорный экран, ЖК-экраны намного компактнее и энергоэффективнее эффективнее, чем старые ТВ-приемники. Подробнее читайте в нашей статье о ЖК-дисплеях.

    Плазменный экран похож на ЖК-дисплей, но каждый пиксель представляет собой микроскопический флуоресцентный лампа светится плазмой.Плазма - это очень горячая форма газа в атомы разлетелись на части и образовали отрицательно заряженные электроны. и положительно заряженные ионы (атомы минус их электроны). Они свободно перемещаются, создавая нечеткое свечение света при столкновении. Плазменные экраны могут быть намного больше, чем обычные телевизоры с электронно-лучевой трубкой, но они также намного дороже. Подробнее читайте в нашей статье о плазменных телевизорах.

    Если вам нужен действительно плоский телевизор, вы, вероятно, выберете тот, который использует Технология OLED (органических светодиодов).Как следует из названия, OLED-светодиоды немного похожи на обычные светодиоды, но они сделаны из органического (углеродного) пластика. вместо обычных полупроводников. OLED-дисплей очень тонкий (всего несколько миллиметров), очень яркий и потребляет гораздо меньше энергии, чем аналогичный ЖК-дисплей. Подробнее читайте в нашей статье об OLED.

    Краткая история телевидения

    • 1884: немецкий студент Пауль Нипков (1860–1940) изобретает вращающийся диск с отверстиями (позже известный как диск Нипкова), который может преобразовывать изображение в серию световых импульсов.
    • 1888: немецкий физик Генрих Герц (1857–1894) демонстрирует, как создавать радиоволны.
    • 1894: Сэр Оливер Лодж (1851–1940), британский физик, успешно передает сообщение по радио из одной комнаты здания в другую.
    • 1922: американский инженер-электронщик Фило Т. Фарнсворт (1906–1971) получает идею о системе телевизионного сканирования, когда он наблюдает, как лошадь его отца вспахивает поле аккуратными рядами.
    • 1923: русский физик и инженер-электронщик Владимир Зворыкин (1888–1982) подает Патент США: 2 141 059 (выдан в 1929 г.) на телевизионную систему, в которой используются электронно-лучевые трубки как в передатчике, так и в приемнике.Переезжая в США, он работает на Westinghouse, а затем RCA, где он возглавляет усилия компании по развитию телевидения.
    • 1924: шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд (1888–1946) использует диск Нипкова для передачи мерцающего телевизионного изображения на несколько футов через комнату.
    • 1925: Бэрд проводит первую публичную демонстрацию грубо отсканированных телевизионных изображений в лондонском универмаге Selfridges, а более сложную демонстрацию приглашенной научной аудитории 26 января 1926 года.
    • 1927: Фарнсворт подает патент США: 1,773,980 (выдан в 1930 году) на его анализатор изображений, первую в мире полноценную телекамеру.
    • 1928: Бэрд демонстрирует цветной телевизор и раннюю форму 3D-телевидения.
    • 1932–1934: родился в России Исаак Шенберг (1888–1946), работая в британской компании EMI, разрабатывает полностью электронную телевизионную систему, в значительной степени основанную на идеях Зворыкина. Позже EMI ​​объединяет усилия с Маркони, чтобы сформировать Marconi-EMI.
    • 1932: BBC (Британская радиовещательная корпорация) открывает общественное телевидение 22 августа 1932 года, в конечном итоге выбрав систему Marconi-EMI.BBC начинает транслировать первый в мире регулярный телеканал из Лондона. Александра Палас 2 ноября 1936 года.
    • 1946: Пионер пластинок Питер Голдмарк из CBS разрабатывает систему цветного телевидения, которая использует вращающееся колесо для чередования красного, синего и зеленого цветов.
    • 1954: RCA (Radio Corporation of America) продает первые цветные телевизоры 25 марта 1954 года.
    • 1964: Дональд Битцер , Джин Слоттоу и Роберт Уилсон из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн производят первый плазменный телевизор, основанный на компьютерном дисплее с высоким разрешением для обучающей системы под названием PLATO.
    • 1988: Японская Sharp Corporation выпускает первый коммерческий ЖК-телевизор.
    • 1990-е годы: первые публичные трансляции HDTV (телевидения высокой четкости) осуществляются в США и Европе.
    • 1999: Журнал Time называет Фило Т. Фарнсворта одним из 100 самых влиятельных людей 20 века.
    • 2000-е годы: многие страны переходят с аналогового на цифровое телевидение. В Соединенных Штатах, например, переход был завершен в 2006 году, но некоторые страны не перейдут на него полностью до 2020-х годов.
    • 2007: Sony , еще один японский производитель, представляет первый в мире OLED-телевизор XEL-1, главным образом как «доказательство концепции». Несмотря на то, что экран составляет всего 28 см (11 дюймов), он продается за колоссальные 2500 долларов.
    • 2010–2017: Первые впечатления от 3D-телевидения быстро скисает. В 2013 году The New York Times объявила это «дорогим провалом». В 2017 году ведущие производители LG, Sony и Samsung отказываются от этой технологии.
    .

    Как работает светодиодный телевизор? | Малый бизнес

    LED означает «светоизлучающий диод», а светодиодный дисплей - это своего рода монитор, в котором источником света являются светоизлучающие диоды. Сегодня это популярная технология, и многие электронные устройства, включая смартфоны, планшеты, ноутбуки, компьютерные мониторы и телевизоры, среди прочего, используют технологию светодиодных дисплеев. Он полезен не только в качестве основного экрана дисплея, но и в качестве средства взаимодействия между пользователем и устройством, например, на сенсорном экране.

    История светодиода

    Самое первое появление твердотельного диода, излучающего свет, было зарегистрировано капитаном Генри Джозефом Раундом в 1907 году. Хотя это было феноменальное открытие, которое позже сформировало историю электроники, оно не воспринималось как практичным в то время и оставался не более чем академическим любопытством в течение многих лет.

    Первый практичный светодиод был изобретен в 1962 году Ником Холоняком, младшим из General Electric. Позже, в 1960-х годах, светодиоды стали коммерчески доступны, хотя они были доступны только в одном цвете: красном.

    Дорогие светодиодные новинки

    Эти первые светодиоды использовались в основном в семисегментных дисплеях и для замены ламп накаливания. Сначала они использовались только в самом дорогом оборудовании, таком как испытательное оборудование для электроники и лабораторное оборудование. Однако со временем они стали достаточно дешевыми для использования в телефонах, радиоприемниках, калькуляторах, часах и телевизорах.

    Красные светодиоды были не очень яркими и могли использоваться только как индикаторы. Однако больше цветов, потому что доступны в более поздние годы и использовались в различном оборудовании и приборах.По мере того, как технология становилась все более и более продвинутой, яркость светодиодов увеличивалась, и они становились достаточно яркими, чтобы их можно было использовать в качестве источников света.

    Что такое светодиодные телевизоры: разные типы телевизоров

    Конечно, когда вы видите, что светодиодный дисплей работает , вы задаетесь вопросом, как именно работает . Чтобы получить ответ на этот вопрос, нам, возможно, придется на минуту отвлечься от светодиодных телевизоров.

    Чтобы получить хорошее представление о , как работает светодиодный дисплей , важно узнать о них в контексте современных технологий телевизионных дисплеев, доступных на рынке.

    Плазменный телевизор

    Как работает плазменный телевизор?

    В то время как плазменные телевизоры когда-то были довольно популярны и многие из тех, что принадлежат пользователям, все еще используют эту технологию, они больше не производятся и были заменены телевизорами OLED. Тем не менее, их дизайн важен для понимания принципа работы светодиодного телевизора и того, почему светодиодные телевизоры были разработаны в первую очередь.

    В плазменном телевизоре маленькие ячейки благородных газов, обычно неона и ксенона, возбуждаются и переходят в состояние наддува, известное как состояние плазмы.В этом состоянии субатомные компоненты этих газов излучают ультрафиолетовый свет. Самого ультрафиолета не видно. Однако внутри этих ячеек мало люминофоров, которые поглощают этот ультрафиолетовый свет, а затем повторно излучают его как свет в видимом спектре. Именно это вы в конечном итоге видите как телезритель. В каждом пикселе есть 3 пикселя меньшего размера, каждый из которых излучает красный, синий или зеленый свет.

    Для более яркого света газ возбуждается в большей степени. Между тем, эти три цвета сочетаются в разных пропорциях, чтобы получить все цвета, которые вы видите на своем телевизоре.

    Early Plasma Technology

    Из-за характера светового излучения пиксели возбуждаются небольшими всплесками мощности, что приводит к их мерцанию. На заре технологии плазменных дисплеев это мерцание было видно невооруженным глазом и влияло на восприятие пользователем. На моделях более высокого класса мерцание происходит намного быстрее, что снижает эффект.

    Одна из сильных сторон технологии плазменных дисплеев - это глубина черного цвета. Это происходит главным образом потому, что каждый пиксель излучает собственный свет.Для отображения черного цвета пиксели в соответствующей области просто не будут излучать никакого света. Пиксели также перестают излучать свет, как только прекращается возбуждение, благодаря чему изображения меняются более плавно. Это еще одно преимущество плазменных дисплеев по сравнению с ЖК-дисплеями, которые часто страдают от размытия изображения при движении.

    Одним из основных недостатков плазменных дисплеев является остаточное изображение, которое возникает, когда одно и то же изображение находится на плазменном дисплее в течение длительного времени. Технологии улучшили ситуацию, и, хотя остаточное изображение все еще имеет место, оно редко длится дольше нескольких минут, если только изображение не отображается в течение многих дней (проблема, более распространенная среди публичных рекламных дисплеев).

    Как работают ЖК-телевизоры

    ЖК - это жидкокристаллический дисплей. У такого телевизора есть три компонента. На задней панели находится жидкокристаллический дисплей и источник света, известный как подсветка. Между ними также есть рассеиватель света, который помогает сделать свет, попадающий на экран, более равномерным.

    Жидкокристаллический дисплей действует как своего рода фильтр. Он блокирует свет в каждом пикселе, применяя электрическое поле к каждому пикселю и управляя им.Для отображения черного цвета свет будет полностью заблокирован, а белый означает, что весь свет будет пропускаться. Тот факт, что дисплей представляет собой фильтр, означает, что черные цвета не будут настоящими черными. Часть света всегда будет проходить через фильтр.

    Преимущества ЖК-телевизора

    Одним из преимуществ ЖК-телевизора перед плазменным телевизором является более низкая стоимость энергии. Энергия, потребляемая при приложении электрического поля к пикселю и освещении задней подсветки, ниже, чем энергия, потребляемая при возбуждении электронов в плазме.ЖК-дисплеи также яркие из-за яркой подсветки.

    Главный недостаток ЖК-дисплеев - не работают некоторые углы обзора. ЖК-фильтр имеет глубину, что означает, что вы не сможете увидеть изображение, если посмотрите на него под определенным углом.

    CCFL и светодиоды

    Есть два типа ЖК-телевизоров, в зависимости от того, какая подсветка используется: CCFL и светодиоды.

    CCFL - люминесцентная лампа с холодным катодом. CCFLS использует тонкие световые трубки в отличие от люминесцентных ламп, используемых для обычного освещения, для освещения жидкокристаллического дисплея.Хотя они намного меньше. Эти ЖК-дисплеи постепенно выводятся из употребления, потому что светодиоды намного эффективнее, а также дешевле в производстве.

    Как работают светодиодные телевизоры

    Светодиодный телевизор - это просто особый вид ЖК-дисплея, в котором подсветка состоит из светодиодов вместо CCFL. Это основной принцип, лежащий в основе технологии LED TV , и принцип ее работы . Эти телевизоры намного более энергоэффективны, чем их собратья CCFL, а также намного меньше по размеру. Благодаря относительно небольшому размеру светодиодные телевизоры могут быть такими тонкими по сравнению с другими типами телевизоров.

    Хотя светодиодные телевизоры часто рекламируются как главное новшество и новый вид телевидения, они представляют собой не более чем особый вид ЖК-телевизоров, подсветка которых сделана из светодиодов. Что касается качества изображения, нет абсолютно никакой разницы между ЖК-телевизором CCFL (что вы, вероятно, имеете в виду, когда упоминаете ЖК-телевизор) и светодиодным телевизором.

    Безусловно, инженеры пытались разработать полноценные светодиодные телевизоры, в которых сам экран сделан из светодиодов.В этих телевизорах панель не является жидкокристаллической, а имеет пиксели, состоящие из светодиодов. Каждый пиксель имеет 3 отдельных светодиода; красный, зеленый и синий. Такие телевизоры намного лучшего качества, чем ЖК-телевизоры.

    Однако они также значительно дороже в производстве и недоступны для большинства потребителей. Похожая технология используется для производства OLED-телевизоров, которые пытаются использовать органические светодиоды, а не искусственные.Это все еще самые дорогие телевизоры, но есть надежда, что со временем они станут более доступными для широких масс.

    .ЖК-дисплеи

    против ЭЛТ - как работают компьютерные мониторы

    Если вы ищете новый дисплей, вам следует учитывать различия между ЭЛТ и ЖК-мониторами. Выберите тип монитора, который лучше всего соответствует вашим конкретным потребностям, типичным приложениям, которые вы используете, и вашему бюджету.

    Преимущества ЖК-мониторов

    • Требовать меньше энергии - Потребляемая мощность сильно зависит от различных технологий. ЭЛТ-дисплеи довольно энергоемкие, около 100 Вт для типичного 19-дюймового дисплея.В среднем это около 45 Вт для 19-дюймового ЖК-дисплея. ЖК-дисплеи также выделяют меньше тепла.
    • Меньше и меньше - ЖК-монитор значительно тоньше и легче ЭЛТ-монитора и обычно весит вдвое меньше. Кроме того, вы можете установить ЖК-дисплей на кронштейне или стене, что также займет меньше места на рабочем столе.
    • Более настраиваемая - ЖК-дисплеи гораздо более настраиваемы, чем дисплеи с ЭЛТ. С помощью ЖК-дисплеев вы можете изменять наклон, высоту, поворот и ориентацию из горизонтального в вертикальное положение.Как отмечалось ранее, вы также можете закрепить их на стене или на руке.
    • Меньшая нагрузка на глаза - ЖК-дисплеи отключают каждый пиксель по отдельности, поэтому они не мерцают, как ЭЛТ-дисплеи. Кроме того, ЖК-дисплеи лучше отображают текст по сравнению с ЭЛТ-дисплеями.

    Преимущества ЭЛТ-мониторов

    • Дешевле - Хотя цены на ЖК-мониторы снизились, сопоставимые ЭЛТ-дисплеи по-прежнему стоят дешевле.
    • Лучшее цветовое представление - ЭЛТ-дисплеи исторически отображали цвета и различные градации цвета более точно, чем ЖК-дисплеи. Тем не менее, ЖК-дисплеи набирают обороты в этой области, особенно с моделями более высокого класса, которые включают технологию калибровки цвета.
    • Более отзывчивый - Исторически сложилось так, что у ЭЛТ-мониторов было меньше проблем с двоением изображения и размытием, потому что они перерисовывали изображение на экране быстрее, чем ЖК-мониторы. Опять же, производители ЖК-дисплеев улучшают это с помощью дисплеев, которые имеют более быстрое время отклика, чем раньше.
    • Несколько разрешений - Если вам нужно изменить разрешение экрана для различных приложений, вам лучше использовать ЭЛТ-монитор, потому что ЖК-мониторы также не поддерживают несколько разрешений.
    • Более прочный - Хотя они больше и тяжелее ЖК-дисплеев, ЭЛТ-дисплеи также менее хрупкие и их труднее повредить.

    Итак, теперь, когда вы знаете о ЖК-мониторах и ЭЛТ-мониторах, давайте поговорим о том, как можно использовать два монитора одновременно.Они говорят: «Две головы лучше, чем одна». Возможно, то же самое и с мониторами!

    .

    Как работает телевизор? (с иллюстрациями)

    Телевизор создает серию крошечных точек на экране, которые, если рассматривать их как единое целое, выглядят как изображение. Старые телевизоры полагаются на электронно-лучевую трубку для получения изображений и работают с аналоговым сигналом. По мере развития технологий и перехода от аналоговых сигналов к цифровым были созданы плазменные и жидкокристаллические телевизоры. Эти телевизоры более компактны и имеют более четкое изображение, чем их электронно-лучевые аналоги, поскольку для создания изображений в них используется тонкая сетка пикселей, а не электронная лампа.

    В старых телевизорах для получения изображений используются электронно-лучевые трубки.
    Глаза и мозг

    Большинство видов телевидения работают по одному и тому же принципу.Крошечные светящиеся точки на экране телевизора, называемые пикселями, мигают в соответствии с определенным шаблоном видеосигнала. Глаза человека передают этот узор в мозг, где он интерпретируется как узнаваемый образ. Телевизор обновляет эти шаблоны сотни раз в секунду - быстрее, чем может видеть человеческий глаз, - что создает иллюзию движения.

    В традиционных ламповых телевизорах для воспроизведения изображения используются отрицательные горячие катоды.
    Катодно-лучевая трубка

    Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), самая старая версия телевизора, состоит из вакуумной трубки с узким и широким концом.В узком конце находится ионная пушка, которая выпускает серию заряженных частиц электричества. Серия электромагнитов направляет частицы в определенные точки на широком конце трубки, на экране, на который смотрят зрители. Люминофор - вещества, которые загораются при попадании на них заряженной электрической частицы, покрывают внутреннюю поверхность экрана. Ионный пистолет, по сути, распыляет изображение на экране, так же как распылитель краски распыляет краску на поверхность.

    Телевизоры высокой четкости требуют дополнительного разрешения в фильмах или видео.

    Различные виды люминофоров дают разные цвета, но для цветного телевидения необходимы только красный, синий и зеленый. Использование этих цветов в различных комбинациях и интенсивности позволяет создать все цвета, которые видит человеческий глаз. Когда энергия передается от ионной пушки к люминофору, она фильтруется, чтобы попасть в точную точку на экране, необходимую для получения определенного оттенка.В сочетании все эти цветные пиксели создают цветное изображение.

    Электронно-лучевые трубки довольно тяжелые из-за большого количества стекла, которое они содержат, и относительно неэффективны, особенно при использовании в телевизорах с большим экраном.По этой причине были разработаны новые технологии для создания более легких наборов с более четкими изображениями. Кроме того, развитие сигналов цифрового вещания высокой четкости (HD) сделало большие экраны более популярными, поскольку изображения были более высокого качества. В ответ были созданы плазменные и ЖК-телевизоры.

    Плазменный экран

    Телевизор с плазменным экраном состоит из множества крошечных ячеек, заполненных неоном и ксеноном.Каждая ячейка связана с электродом, который при срабатывании возбуждает газы, содержащиеся в ячейке. Газы испускают частицы заряда, похожие на ионную пушку, которые взаимодействуют с люминофором, покрывающим стекло внутри каждой ячейки. Люминофор загорается, создавая изображение, видимое на экране телевизора. Большое количество ячеек на плазменном экране обеспечивает большое количество пикселей, обеспечивая более четкое и яркое изображение.

    По сравнению с другими технологиями, плазменные телевизоры воспроизводят одни из самых глубоких оттенков черного, что означает очень высокий коэффициент контрастности.У них также очень высокая частота обновления, поэтому изображения с большим количеством движения не размываются, как на других телевизорах. Однако, если изображение остается статичным, оно может прожечь экран и вызвать необратимое изменение цвета; это чаще встречается в старых плазменных телевизорах, а также может происходить с экранами с ЭЛТ. Плазменные экраны могут быть очень яркими, для чего требуется много электроэнергии. Они также имеют тенденцию быть толще ЖК-телевизоров, хотя и намного тоньше, чем ЭЛТ.

    ЖК-экран
    ЖК-телевизоры

    также используют ячейки для создания изображений.Однако вместо того, чтобы возбуждать газы, как в плазменных телевизорах, ячейки содержат набор красных, синих и зеленых фильтров, покрытых слоем жидких кристаллов, зажатых между двумя кусками стекла. В зависимости от типа дисплея каждая ячейка связана либо с электродами, либо с тонкопленочными транзисторами (TFT), которые запускают необходимые ячейки для создания изображения. Подсветка - чаще всего люминесцентная лампа с холодным катодом - освещает экран, поэтому изображение можно увидеть.

    Хотя ЖК-дисплеи очень легкие и тонкие, они подвержены "мертвым" пикселям, когда одна или несколько ячеек на экране не меняются.Просмотр ЖК-экранов под углом также может снизить качество изображения. У них более медленное время отклика, чем у плазменных телевизоров или телевизоров с электронно-лучевой трубкой, поэтому изображения могут "двоиться" или размываться при движении.

    В последних версиях ЖК-телевизоров в качестве источника света используются светодиоды, а не люминесцентные лампы с холодным катодом.Светодиодные телевизоры требуют меньше электроэнергии, чем обычные ЖК-экраны, и занимают еще меньше места. Кроме того, светодиоды обычно излучают более яркий белый свет, что делает эти экраны особенно яркими.

    Телевидение должно полагаться на какой-то тип сигнала для работы, например, сигналы, транслируемые с телебашен или спутников, или передаваемые через кабельные службы или Интернет..

    Смотрите также