XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION (19-21.04.2018)

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

Іващенко П.В. НАЙВАЖЛИВІШІ СПОЖИВНІ ВЛАСТИВОСТІ ТА НЕДОЛІКИ LCD ТЕЛЕВІЗОРІВ

Іващенко П.В.

Вінницький торговельно-економічний інститут КНТЕУ

НАЙВАЖЛИВІШІ СПОЖИВНІ ВЛАСТИВОСТІ ТА НЕДОЛІКИ LCD ТЕЛЕВІЗОРІВ

Принцип роботи звичайного (який базується на роботі електронно-променевої трубки - ЕПТ) телевізора відомий практично всім, а що стосується принципу роботи LCD (Liquid Crystal Display) просто кажучи рідкокристалічного дисплея, тут відомо значно менше. Не вдаючись у технічні подробиці його можна описати в такий спосіб. Екран LCD являє собою масив пікселів (скорочення від англ. picture сell - елемент зображення), якими можна керувати для відображення інформації. LCD створюється із двох скляних пластин, розташованих на відстані декількох мікронів один від одного і утримуючих тонкий шар рідких кристалів між собою. На верхню скляну пластину наноситься RGB трафарет, що відіграє роль фільтра кольору. Потім на обидві скляні пластини наносяться поляризаційні фільтри, які пропускають тільки той компонент світлового пучка, вісь поляризації якого відповідає заданої. Так створюється осередок LCD. Рідкокристалічна панель висвітлюється джерелом світла (залежно від того, де він розташований, рідкокристалічні панелі працюють на відбиття або на проходження світла).

Отже, наводимо перелік найважливіших споживних властивостей рідкокристалічних телевізорів:

1. Яскравість. Одним з найважливіших параметрів LCD телевізора є його яскравість. Від неї залежить, наскільки комфортним буде дивитись телевізор в освітленому приміщенні - в сонячний день, при яскравому електричному світлі і т. п. - тобто, в значній частині випадків. Мінімальне значення яскравості сьогодні складає 350-400 кд/кв.м і дозволяє дивитися телевізор в освітленому приміщенні з більш-менш прийнятною якістю. Правда, при попаданні на екран прямих сонячних променів такий дисплей «сліпне», тому якщо планується розмістити телевізор поблизу джерела світла (наприклад, напроти вікна), варто вибрати яскравішу модель. Тим паче, що ціна LCD-телевізора від його яскравості залежить несуттєво, оскільки остання коливається для моделей однакової діагоналі в маленькому діапазоні: наприклад, серед 15 дюймових моделей її значення лежить в межах 400-500 кд/кв.м, в сегменті 26 і 32 дюймових телевізорах - 450-600 кд/кв.м і так далі. Найяскравіші матриці на сьогоднішній день - в моделях LG і Philips.

2. Кут огляду. Другою ключовою характеристикою будь-якого LCD-телевізора є кут огляду. Чим він більший - тим комфортніше вам дивитиметься його з будь-яких точок приміщення. У сучасних моделей кут огляду досягає 160-170 градусів по вертикалі і горизонталі, тобто фактично знімає цю проблему - такий телевізор можна сміливо ставити (або вішати) де завгодно. Але коштують ці пристрої значно дорожче за своїх однокласників. Наприклад, 15-дюймовий телевізор з кутами огляду по вертикалі і горизонталі 170 градусів коштуватиме значно дорожче за пристрій, що володіє такою ж діагоналлю і рештою всіх параметрів (і навіть трохи більшою яскравістю) з кутами огляду 160 і 130 градусів по вертикалі і горизонталі. Із зростанням діагоналі ця різниця стане ще істотнішою.

3. Можливості підключення. Третій важливий момент, про який часто забувають при покупці LCD-телевізора, - це можливості його підключення до різних пристроїв, в першу чергу до DVD-програвачів. Виробники, як правило, оснащують LCD телевізори стандартними для ТБ/відеотехніки роз'ємами стандартів RGB, SCART, «Компонентний», S-Video. Перед придбанням телевізора слід уважно прочитати документацію до пристроїв, з якими планується використовувати телевізор, і переконатися в наявності однойменних інтерфейсів для з'єднання.

4. Час відгуку матриці. Крім перерахованих вище параметрів, в характеристики майже кожного LCD телевізора вказаний ще і час відгуку матриці. Будь-який LCD-екран - це екран просвітного типу, який підсвічує із зворотного боку лампою білого кольору, а осередки основних кольорів (RGB - червоний, зелений, синій), розташовані на трьох панелях відповідних кольорів, пропускають або не пропускають через себе світло залежно від прикладеної напруги. Саме тому відбувається певне запізнення зображення, особливо помітне при перегляданні швидкорухаючихся об'єктів. Ступінь цього запізнення і характеризує час відгуку, відповідно, чим воно менше - тим краще. У сучасних моделях цей показник зазвичай лежить в діапазоні від 8 мс (1мс - одна тисячна секунди) до 16 мс і залежить від типу і розміру матриці. Крім того, різні виробники вимірюють цей показник по-різному (зазвичай у вигідну для них сторону), тому дійсно важливий він лише при виборі між різними моделями однієї марки.

5. Роздільна здатність екрану. Іншим, не менш важливим, але і не менш суперечливим показником є роздільна здатність. Справа в тому, що краща картинка виходить тоді, коли фізична роздільна здатність матриці рівна роздільній здатності вхідного сигналу. З цієї причини для перегляду DVD (а якісніший сигнал поки знайти складно) ідеально підходить роздільна здатність 720х576. Для перегляду телепередач на телевізорах із співвідношенням сторін 4:3 і невеликої діагоналі (до 26 дюймів) цілком вистачить і роздільної здатності  640х480 крапок. А на великих діагоналях (після 32") йде підстройка навіть не під DVD, а під телебачення високої чіткості (HDTV), яке вже найближчими роками стане еталоном відеозображення у всьому світі. Відповідна для такого сигналу роздільна здатність - 1920х1080, але такі телевізори коштують чималих грошей. Тому так само, як і час відгуку, роздільну здатність слід враховувати, але вона не є визначальним фактором. Крім того, за цим показником має сенс порівнювати лише телевізори з однаковою діагоналлю. Це ж справедливо і щодо контрастності - якщо ще пару років назад вона була однією з найважливіших характеристик LCD панелей, то сьогодні технології дозволяють робити її достатньою навіть на недорогих панелях і відчути різницю між матрицями з цим показником, рівним, наприклад 500:1 і 600:1 зможе не кожна людина і не на кожному телевізорі. Фізичний сенс цього показника такий: якщо телевізор має контрастність 600:1, то це означає, що найтемніші ділянки зображення відрізняються по яскравості від найсвітліших в 600 разів. Правда, фірми, указуючи цей параметр, не указують, як вони вимірювали цю контрастність, адже в темному або в світлому приміщенні ми отримаємо різний результат.

6. Ресурс лампи. Для більшості сучасних РК телевізорів майже на максимальній яскравості він складає 60000 годин (це вистачить приблизно на 16 років при перегляданні телевізора по 10 годин в день), хоча на ринку є апарати і з меншим часом роботи лампи. Для порівняння: у плазмових телевізорів яскравість за той же час зменшується набагато сильніше, а для кінескопних телевізорів (вигоряє люмінофор) поріг - 15000-20000 годин, потім якість помітно погіршується.

Отже LCD телевізори володіють більшістю переваг цифрових дисплеїв: бездоганністю геометрії, відсутністю необхідності перетворювати (а отже, частково втрачати) дані, записані в цифровому вигляді, - на дисках і ті, що передаються по різним кабельним і супутниковим каналам; оцифрування ж аналогового сигналу, що поступає по традиційних телевізійних каналах, до помітного погіршення зображення не призводить, більш того - після оцифрування аналогове зображення виглядає навіть краще.

Додатково LCD телевізори порівняно легкі і пласкі, що привертає до них домашніх глядачів. Проте сам принцип побудови зображення на рідкокристалічному екрані містить в собі декілька недоліків, які, з одного боку, в тій чи іншій мірі долаються, з іншої - не особливо вимогливими глядачами або не помічаються зовсім, або - вважаються не важливими.

Основні недоліки LCD телевізорів:

1. Перший - дискретна структура екрану. Сигнал в РК-екранах подається до кожної крапки, і, якщо число крапок не співпадає з числом точок джерела, ми спостерігаємо спотворення. Якщо яка-небудь точка джерела потрапляє між осередками панелі, вона може загубитися або, якщо відповідає півтора, скажімо, осередкам, - відобразитися тільки одній або відразу двома. На сьогоднішній день абсолютна більшість LCD телевізорів розрахована на роботу з аналоговими сигналами PAL і NTFS, в яких подається різна кількість рядків в кадрі (625 і 525 відповідно) і не весь сигнал відданий картинці, і, якщо ви дивитеся записаний на аналоговій відеокамері, а потім оцифрований відеоролик на екрані LCD телевізора, - ви неодмінно помічаєте внизу кадру смужку "шуму". Звичайно, виробники РК телевізорів намагаються боротися з цим дефектом, встановлюючи різні розумні мікросхеми, які приводять у відповідність логічний розмір картинки, що приймається, з логічним розміром матриці, і вже досягли вражаючих успіхів в цій сфері: цей дефект сьогодні зустрічається у малої кількості LCD телевізорів.

2. Наступний дефект теж витікає з конструкції. РК-дисплей - це така спеціальна матриця, прозорість осередків якої міняється залежно від величини прикладеної напруги. Теоретично вона повинна мінятися від повної, стовідсоткової, до нульової, - практично ж ні тої, ні іншої досягти не вдається. Але якщо неповну прозорість вдається перебити збільшенням яскравості лампи, то з відсутністю чорноти боротися значно важче. Перемогти її повністю можна тільки шляхом обрізання тієї або іншої частини тіньової області цілком, простіше кажучи, недоосвітленням лампи.

Тобто отримати справжній чорний нам заважає сам принцип рідкокристалічних панелей, де «картинкоутворюючий» шар не світиться, а тільки фільтрує світло лампи, що стоїть за ним. І ми, щоб досягти справжньої чорноти (маючи на увазі, що жоден рідкий кристал повністю не закривається в принципі), повинні знижувати яскравість підсвічування (що призводить до загальної млявості картинки). Крім того, екран відображає зовнішнє світло, і доводиться застосовувати спеціальні фільтри, що змінюють співвідношення поглинання-віддзеркалення.

Вперше подібні фільтри були застосовані в екранах ноутбуків (у Toshiba, наприклад, це називається TruBrite, у Fujitsu-Siemens - Crystal View та інші). Деколи виробники роблять екран дзеркальним, деколи - суміщують поліровку з новими лампами, а хтось покращує віддзеркалення, бо матове покриття розсіює зовнішнє світло, за рахунок чого екран здається менш чорним.

Рішення ці, ясна річ, паліативні: у разі поліровки зовнішнього шару додатковий блиск не сприяє, наприклад, ідеальному перегляду, бо окрім вмісту екрану ви бачите на ньому і власне віддзеркалення, - проте завойовують покупців, кожен з яких вирішує, що для нього менше зло: блиск або деяка тьмяність. І тут особливо очевидною стає перевага кінескопа.

3. Наступний недолік РК-матриць - це немиттєвий відгук на зміну сигналу. Рідкі кристали достатньо інерційні, і зміна ступеня прозорості займає час, що помітний для ока (хоча рахунок йде на мілісекунди), деколи навіть не укладається в частоту оновлення кадру, так що якась частина інформації може просто не встигнути відобразитися на екрані.

Виявлятися цей дефект може у вигляді деякої дискретності руху об'єктів типу «диригентської палички» або у виникненні за рухомим предметом шлейфу, «хвоста».

4. Існує ще один, на нашу думку один з найсуттєвіших у РК телевізорів, недолік - це дефектні пікселі. Як і всі промислові вироби, рідкокристалічні телевізори повинні відповідати стандартам. Для рідкокристалічних екранів це стандарт ISO №13406-2. Стандартом визначається чотири типи дефектів  такого роду: перший - пікселі, «застиглі у ввімкнутому стані», другий - пікселі, «застиглі у вимкненому стані». Іншими словами - пікселі першого і другого типів, постійно білі або чорні. Часто на тлі навколишніх точок їх не помічають. Їх часто називають «битими пікселями». Третій тип дефектних пікселів - це субпікселі (червоний, синій або зелений), які складають одну засвічену крапку на екрані. Тип четвертий (зіпсований кластер) - кількість дефектних пікселів в квадраті 5x5 пікселів на панелі.

Отже, причина появи дефектних пікселів така. Зображення на моніторі з рідкокристалічним дисплеєм, як і з електронно-променевою трубкою, складається з точок - пікселів. Саме вони складаються в різноманітні картинки, які ми спостерігаємо, за допомогою зміни кольору. Піксель також має свою незмінною ієрархію - три субпікселі, червоного, синього і зеленого кольорів. Кінцевий колір досягається зміною положення окремих субпікселів і направленням на нього світлового променя різної потужності. У сучасних телевізорах, що використовують так звану активну матрицю, кожен піксель керується власним тонкоплівковим транзистором (TFT, Thin Film Transistor), вихід з ладу якого утворює на екрані чорну неактивну точку - битий піксель. Вона не змінює свого кольору при зміні зображення саме через технічну несправність керуючого транзистора. Такі биті пікселі можливо відновити заміною відповідного транзистора, що можна зробити тільки в спеціальних лабораторних умовах, що не доступно звичайним користувачам.

Розрізняють ще один вид битих пікселів. Ознакою їх появи стане світла точка на темному тлі. Таке трапляється у разі «застигання» окремого субпікселя в одному положенні. Відповідно він не реагує на зміну зображення на дисплеї, але світиться певним світлим кольором.

Отже, вище були розглянуті найважливіші, на нашу думку, споживні властивості та недоліки LCD телевізорів. І на основі цього ми можемо зробити висновок що технологія РК дає явні переваги в світі обчислювальної техніки.

LCD-телевізори сьогодні стали ледь не єдиною альтернативою громіздким ЕПТ-дисплеям і разом з плазмовими телевізорами вже майже витіснили їх з ринку. Додайте до цього постійне зниження вартості, зменшення габаритів і постійне покращення технічних характеристик - і ви зрозумієте всю красу РК.

Література:

•1.     Приходько М.В. Сучасні напрямки розвитку асортименту і якості побутових радіоелектронних виробів: Монографія. - Полтава, 2006.

•2.     Байдакова Л.І., Приходько М.В., Дудла І.О. Товароведение непродовольственных товаров. - К.: Богородский печатник, 2004.

•3.     Приходько М.В. Телевізори: класифікація, характеристика асортименту і якості: Текст лекцій. - Полтава, 2006.

•4.     Чеканов Д.П., Мильчаков С.Ф. Технология жидкокристаллических мониторов (LCD). - К.: 3DNews, 2006. - №6. - С. 106.

•5.     http://www.techhome.ru/

•6.     http://mylcd.su/

•7.     http://www.hi-tech.in.ua/

 

e-mail: ivashchenkopv@rambler.ru


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>