Характеристики ЖК матрицы

В статье — Выбор телевизора 2020 описаны все характеристики телевизоров влияющие на их цену и ассортимент. ЖК модели на сегодняшний день являются самыми популярными и актуальными в современном мире. Поэтому в этой статье мы более подробно рассмотрим свойства ЖК матрицы отдельно.

Жидкие кристаллы - это жидкости, которым характерен
конкретный способ позиционирования микрочастиц,
в результате чего образуется анизотропия механических,
магнитных, электрических и оптических свойств.

ЖК матрица - состоит из пикселей, которые представляют
собой слой молекул между двумя прозрачными электродами,
и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации
которых, как правило, перпендикулярны.

Основные технические характеристики ЖК матрицы

• Тип матрицы — технология, по которой изготовлен ЖК дисплей;
• Класс матрицы — по ISO 13406-2: четыре класса;
• Разрешение — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК-матрицы имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией. ЭЛТ-мониторы также имеют фиксированное количество отсчетов пикселей, которые также состоят из красных, зеленых и синих точек. Однако из-за особенностей технологии ЭЛТ, при выводе нестандартного разрешения в интерполяции нет необходимости;
• Размер точки (размер пикселя) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением;
• Соотношение сторон экрана (пропорциональный формат) — отношение ширины к высоте (5:4, 4:3, 3:2 (15х10), 8:5 (16х10), 5:3 (15х9), 16:9 и др.);
• Видимая диагональ — размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали;
• Контрастность — отношение яркостей самой светлой и самой темной точек при заданной яркости подсветки. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с применением дополнительных ламп, приведенная для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению;
• Яркость — количество света, излучаемое дисплеем (обычно измеряется в канделах на квадратный метр); ЯРКОСТЬ И КОНТРАСТ ИЗОБРАЖЕНИЯ
• Время отклика — минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости;
• Угол обзора — угол, при котором падение контраста достигает заданного. Для разных типов матриц и различных производителей вычисляется по-разному и часто не подлежит сравнению. Некоторые производители указывают в технических параметрах своих мониторов углы обзора, например CR 5:1 — 176°/176°, CR 10:1 — 170°/160°;

Аббревиатура CR (Contrast Ratio) обозначает уровень 
контрастности при указанных углах обзора относительно
перпендикуляра к экрану. При углах обзора 170°/160°
контрастность в центре экрана снижается до значения 
не ниже чем 10:1, при углах обзора 176°/176° не ниже 
чем до 5:1.

Функциональная схема ЖК матрицы

Для управления ЖК-матрицами используют строки данных и строки управления, находящиеся в них. ПринципКаждый субпиксель регулируется суммой напряжений между строками данных и управления. Процесс управления
пикселями (их «включение» и «выключение» для формирования изображения на экране называется адресацией. В общем случае в состав LCD панели кроме ЖК матрицы входят и другие функциональные узлы, обеспечивающие подсветку матрицы и управление субпикселями. К таким функциональным узлам относятся:

• Интерфейс, обеспечивающий высокую скорость передачи данных, преобразование данных в необходимый вид, а также универсальность панели (преобразователь входных данных называют recciver — приемник);
• Дисплейный контроллер, обеспечивающий управление синхронизацией, приемом и распределением данных по столбцовым и строковым драйверам. Контроллер формирует столько управляющих сигналов, сколько в матрице субпикселей, например при разрешении матрицы 1600 х 1200 имеется 1200 строк и 4800 столбцов;
• Строчные и столбцовые драйверы, формирующие необходимые управляющие напряжения на строки данных и управления;
• Модуль задней подсветки, формирующий необходимый поток света на LCD матрицу;
• Узлы питающих напряжений со схемами управления данными напряжениями.

Особенности ЖК панелей

К основным преимуществам ЖК панелей относятся:

• Малые размеры и масса;
• Большой срок службы;
• Низкое энергопотребление и использование технологий, не приносящих вред окружающей среде;
• Отсутствие видимых искажений, дефектов фокусировки лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью;
• Более высокая, по сравнению с кинескопными и плазменными, контрастность в ярко освещенном помещении.

С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и недостатки, порой трудноустранимые, в частности:

• В отличие от ЭЛТ, могут отображать четкое изображение лишь в одном — штатном разрешении, остальные достигаются интерполяцией;
• Имеют меньшие контраст и глубину черного цвета, чем ЭЛТ. Повышение фактического контраста в ЖК мониторах часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до не комфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения;

• Из-за жестких требований к постоянной толщине LCD матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки) — на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах), связанная с использованием блоков линейных ртутных ламп;
• Фактическая скорость смены изображения заметно ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остается существенным минусом ЖК технологии. В ЭЛТ дисплеях эта проблема полностью отсутствует;
• ЖК мониторы более чувствительны к механическим повреждениям, особенно матрица, незащищенная стеклом;
• Проблема дефектных пикселей. Предельно допустимое количество дефектных пикселей, в зависимости от размеров экрана, установлено международным стандартом ISO 3406-2. Стандарт определяет 4 класса качества ЖК мониторов. Самый высокий — 1 — вообще не допускает наличия дефектных пикселей. Самый низкий 4 — допускает наличие до 262 дефектных пикселей на 1 миллион работающих. У ЭЛТ этой проблемы нет;
• Пиксели LCD мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения, за исключением лазерных дисплеев, вообще не подверженных ей.

Самой перспективной является технология по производству
QLED-дисплеев(матриц с органическими светодиодами).