Что такое матрица в телевизоре? особенности, виды и замена

Содержание:

1 LCD
2 Технология LED
3 TN
4 IPS
5 VA
6 Плазмы
7 На чем остановить свой выбор
8 Выводы

Все те, кто хотя бы раз сталкивался с выбором современного телевизора, слышали о том, что ключевым элементом является матрица телевизора. В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные типы матриц телевизоров, а также попробуем разобраться в том, какой вариант является оптимальным. Речь пойдет о таких системах, как ЖК, LED, LCD и плазменных телевизорах.

Что такое матрица в телевизоре? Это набор тонких прозрачных электродов, расположенных в обоих плоскостях по отношению друг к другу. Визуально, картина представляет собой обычную сетку с гнездами.

Матрица находится между стеклянными или пленчатыми стенками. Причем электроды не касаются друг друга. Выглядит все это как обычная плата с маленькими лампочками, которые, в своей совокупности и дают изображение на экране.

Сколько стоит матрица на телевизор?

Матрица – это основной элемент любого телевизора. Ломается она крайне редко, если, конечно, вы не попытались сэкономить и не купили себе откровенно дешевый китайский ширпотреб. Выйти из строя матрица может по разным причинам, но главным образом из-за механических повреждений или каких-то воздействий извне.

Бывает, что телевизоры падают, в них попадает вода или вам просто достался заводской брак. В последнем случае проблем нет: несем по гарантии в магазин, где купили модель, и они обязаны ее заменить. Все остальные варианты подразумевают полную замену системы отображения. Новая матрица обойдется примерно в 40-50% от общей стоимости самого телевизора. То есть если вы купили модель за 50 тыс. рублей, то будьте готовы заплатить за новенькую систему около 20-25 тыс. рублей.

LCD

Сегодня технология LCD является самой популярной у производителей телевизоров. Такие системы представляют собой плоский контейнер с вязкой жидкостью, где кристаллы могут синхронно меняться под воздействием внешнего источника энергии. В случае с телевизором – это электрическое напряжение. Внутренние оптические характеристики контейнера могут переходит от одного состояния к другому – из прозрачного в непрозрачное.

ЖК-элементы равномерно распределены по всему контейнеру, а их положение выравнивается с помощью специальных пленок. В том месте, где пересекаются проводники, находятся ячейки, отвечающие за пропуск света. Они могут отображать только три цвета – синий, красный и зеленый. Комбинируя гамму, можно создать любую цвет, в том числе и белый. Три такие ячейки образуют в матрице ЖК-телевизора один пиксель.

Варианты подсветки ЖК (LED) экранов

Принцип работы ЖК матрицы основан на ее визуальном проявлении при подсветке. Без подсветки кристаллы пользователю не видны. Качество подсветки определяет качество изображения, которое видит пользователь: его яркость и цветопередачу.

Самое популярное решение для подсветки матриц – это EDGE LED подсветка, которая находится по периметру. Светодиоды излучают свет, который отражается от диффузора и расходится по всей поверхности матрицы. Такая подсветка плохо «прорабатывает» черный цвет, и это основная ее проблема.

Технологии Edge LED и Direct LED

Ковровая подсветка (Direct LED) занимает всю площадь позади матрицы, равномерно освещая ее. Посредством электронного управления возможно локальное затемнение матрицы, когда часть подсветки выключается, в результате чего контрастность возрастает.

Как узнать тип матрицы в своём телевизоре

Для того чтобы понять какие требования нужно предъявлять к качеству изображения на экране необходимо определить к какому типу он относится. Тем более, в век компьютерных технологий сделать это чрезвычайно просто – введите в поисковик модель телевизора, и всемирная сеть предоставит информацию по техническим характеристикам в полном объёме.

Если под рукой нет интернета, то внимательно изучите данные по модели телевизора, там указаны и виды матриц. Многие производители шифруют информацию по техническим характеристикам в серийных номерах своей продукции. Поэтому, если среди цифр увидите сочетание букв – TN,TFT, IPS или другие знакомые сокращения, то знайте, что перед вами название матрицы телевизора.

Также можно определить, какая технология воспроизведения используется по характерным признакам:

Для выявления TN проверьте на экране контрастность, контрастность, цветовую гамму. Если качественные показатели снизились, то перед вами телевизор с технологией TN.
Пропажа цветовых оттенков при долгом взгляде под прямым углом указывает на MVA/PVA.
Фиолетовый оттенок при взгляде на экран с чёрным изображением под углом свидетельствует про IPS.

При покупке телевизора проверяйте всю информацию, которую вам предоставляет продавец.

Популярный бренд Samsung предоставляет потребителям большой ассортимент продукции, которая включает различную бытовую технику и электронику. Широкой популярностью пользуются телеприёмники Samsung, обладающие отличными характеристиками и позволяющие окунуться в виртуальный мир со всей реалистичностью.

Визитной карточкой компании являются ТВ-устройства QLED, которые отличаются высоким качеством изображения, потрясающей детализацией и расширенными функциональными возможностями. Компания старается охватить все ниши, представляя модели бюджетного, среднего и премиум класса.

Для того чтобы разобраться, какой ТВ что из себя представляет, рассмотрим детальнее маркировку телевизоров Самсунг.

Что такое матрица

Общая конструкция матрицы, используемой в телевизорах, представляет собой систему, включающую в себя узкие бесцветные электроды. Они размещаются параллельно относительно друг друга в одной плоскости по вертикали или горизонтали. Если такую матрицу изобразить в виде схемы на бумаге, она получится в виде сетки с квадратными гнездами.

Весь набор электродов располагается внутри пластин, изготовленных из пленки или стекла. Электроды, расположенные вертикально, не соприкасаются между собой. Таким образом, схематично матрицу можно представить, как бумажный лист, с нанесенными на него светящимися точками. Загораясь в определенной последовательности, они выдают нужное изображение.

Для изготовления матриц используются специальные технологии, влияющие на качество картинок, транслируемых с экрана. Условно, их можно разделить на три основных типа:

LCD. Данная технология используется в жидкокристаллических дисплеях.
LED. Светодиодная подсветка ЖК-экранов.
Плазменные. Используется особая технология. Через газ пропускается электрический ток, под действием которого происходит световое излучение.

В настоящее время наиболее дешевыми и экономичными считаются жидкокристаллические конструкции. В связи с этим, плазменные изделия практически уже покинули рынок электроники. В то же время матрицы LCD выпускаются в нескольких вариантах, с разными свойствами и разной стоимостью. Несмотря на видимую общность применяемой технологии, качество изображений у каждого типа существенно отличается.

Принцип работы LCD

Если между фильтрами не было бы ЖК, то свет от источника проходя через первый фильтр и поляризуясь в одном направлении, полностью задерживался бы вторым, из-за его того, что его оптическая ось перпендикулярна оси первого фильтра. Поэтому, как бы мы не светили на одну сторону матрицы, со второй стороны она остается черной.

Поверхность электродов, касающаяся ЖК обработана таким образом, чтобы создать определенный порядок расположения молекул в пространстве. Иначе говоря – их ориентацию, которая имеет свойство изменятся в зависимости от величины напряжения электрического тока, приложенного к электродам. Далее уже начинаются технологические различия в зависимости от типа матрицы.

IPS

In-Plane Switching является разработкой Hitachi. Изначально эта технология называлась SFT, что означало Super Fine TFT. Перед выводом на массовый рынок производитель решил подчеркнуть уникальность разработки и сменил название на привычное IPS.

Телевизор IPS работает иначе, нежели более ранние технологии. Молекулярное расположение решетки кристаллов является параллельным при отсутствующем напряжении. Когда на них подается напряжение, происходит перемещение с максимальным углом наклона до 90 градусов. Данная разработка позволила ввести в обращение настоящий черный, а не его имитацию. Углы обзора впервые были увеличены до 180 градусов.

Минусом этой технологии является довольно высокая стоимость техники и задержка отклика. Но эти недочеты не смогли повлиять на широкую популярность и распространённость технологии во всем мире.

PLS

Инженеры Samsung взяли за основу стандартный IPS и усовершенствовали его. Доработке и улучшению подверглась задержка отклика. После обновления стоимость технологии заметно снизилась. Дословно Plane-to-Line Switching можно перевести как переключение из плоскости в одну линию. С обновлением также получилось улучшить ширину углов обзора и яркость.

VA

Матрица VA (Vertical Aligment) является разработкой известной Fujitsu. Название технологии делает ставку на вертикальное выравнивание. Кристаллическая спираль отсутствует, но имеется молекулярный слой, становящийся перпендикулярным светофильтрам при отсутствии напряжения. При подаче сигнала кристаллы поворачиваются на 90 градусов.

Данная технология получила свое естественное развитие (MVA). Позднее Samsung приобрела лицензию на ее производство, выпуск и внесение изменений. Под корейским покровительством в телевизоре Samsung матрица получила обновление до PVA.

Важно! В последней ревизии удалось улучшить отображение черного, наладить контрастность и улучшить цветопередачу в целом. Единственным существенным минусом технологии остается слабая обзорность.

Multi-domain Vertical Alignment

AMVA-матрица стала логичным продолжением технологии предшественницы. Разработкой выступила все та же Fujitsu. Инженеры поработали над углами обзора и параметрами контрастности. По сравнению с TN и изначальным VA подсветка сделалась равномерной, а черный стал по-настоящему естественным и глубоким. Пропал досадный glow-эффект, что сделало технологию одной из популярнейших в свое время. Углы обзора составили целых 178 градусов.

OLED

Устройство матрицы телевизоров OLED является более экологичным по сравнению с предшественниками. Основой для экрана служит углеродное вещество, способное изменять интенсивность цвета. Пиксель в такой матрице может отображать три цвета. Современные модели получили возможность отображать четыре пикселя, помимо красного, синего и зеленого добавился белый цвет. Телевизоры, построенные на основе этой модели, способны демонстрировать насыщенный черный и белый цвет с широчайшей гаммой оттенков. Плюсов у технологии много: легкость матрицы, низкое потребление электричества, хорошие углы обзора. Отдельно следует отметить отличную контрастность с цветопередачей. Минус у OLED только один – высокая стоимость.

TN (Twisted Nematic)

Один из самых старых типов матриц, до сих пор актуальный и используемый. В настоящее время применяется ее модифицированная версия, маркируемая TN+film. Популярность ее зиждется на двух основных преимуществах: быстродействии (низкое время отклика и задержки) и низкой цене. Действительно, время отклика порядка 1 мс – это в порядке вещей.

Даже недостатки, присущие этой технологии изготовления экранов, не в силах отправить ее на покой. А минусов хватает. Это и небольшие углы обзора, и неважная цветопередача, и невысокая контрастность, и недостаточная глубина черного цвета. Хотя, если экран расположен прямо перед глазами владельца, то проблема с углами обзора несколько снижает свою остроту.

Ухудшается положение еще и тем, что разные матрицы от разных производителей могут серьезно отличаться друг от друга. Если в дорогих игровых моделях ноутбуков или игровых мониторах может устанавливаться вполне сносный экран, то в бюджетных устройствах качество дисплея может быть весьма посредственным.

Как это работает

Сам экран представляет собой «бутерброд» из двух поляризующих фильтров, между которыми расположены электроды на прозрачных подложках с обеих сторон экрана, двух металлических пластин и, в середине, слоя жидких кристаллов. С внешней стороны экрана устанавливается светофильтр.

На стеклянные пластины нанесены бороздки, причем во взаимно перпендикулярном направлении, что задает первоначальную ориентацию кристаллов. Благодаря такому расположению бороздок, жидкие кристаллы закручены в спираль, откуда, собственно, и пошло название технологии Twisted Nematic.

Если напряжения на электродах нет, то расположенные по спирали кристаллы поворачивают плоскость поляризации света таким образом, что он проходит через второй (наружный) поляризационный фильтр. Если напряжение на электроны подано, то, в зависимости от уровня этого напряжения, жидкие кристаллы разворачиваются, изменяя интенсивность проходящего света. При определенном напряжении плоскость поляризации света не будет изменяться, и второй фильтр полностью поглотит свет.

Наличие двух электродов позволяет улучшить энергоэффективность, а частичный поворот кристаллов благотворно влияет на быстродействие матрицы.

Из-за того, что при отсутствии напряжения кристаллы пропускают свет, при возникновении дефектов в матрице («битые пиксели») они представляют собой светящуюся белую точку. В других технологиях такие точки темные.

Идентифицировать «на глаз» матрицу TN можно, если посмотреть на включенный экран под углом. И чем больше он (угол) будет, тем более блеклыми будут становиться цвета, тем менее контрастным будет становиться изображение. В некоторых случаях возможно даже инвертирование цветов.

Современные технологии OLED или QLED

Organic light-emitting diode (OLED) — органические светодиоды. Именно они заменили светофильтры с решетками. Технология предполагает размещение в каждом отдельном пикселе (точке изображения) трех-четырех OLED. Диоды излучают свет в голубом, красном, белом и зеленом спектре. Комбинации этих цветов способны синтезировать несчетное множество оттенков всевозможных цветов. Органические диоды хороши тем, что их можно отключать или приглушать — регулировать локально характеристики каждой световой единицы. Управление выполняет мощный графический процессор. Поэтому на экранах OLED глаз различает тысячи оттенков серого, абсолютно черный цвет. А это контрастность и детальность картинки.

OLED	QLED
Плюсы	Минусы	Плюсы	Минусы
Великолепная контрастность воспроизводимого изображения	Стоимость	Более живая картинка	Более низкая контрастность
Мгновенная развертка	Относительно короткий срок службы светодиодов	Увеличена яркость	Высокая стоимость
Угол обзора почти 1800	Телевизор комфортно смотреть в ярком помещении	Используется подсветка
Нет искажения изображения	Большие размеры корпуса
Естественная передача цветов без неестественной насыщенности тонов
Максимальная реалистичность воспроизводимой картинки
Не нуждаются в фильтрах света, ЖК матрице
Подходят для эксплуатации в светлых помещениях

Нечто средним между LCD LED и OLED считается технология QLED. Ее называют маркетинговым ходом компании Samsung. Используют Quantum-dot Light-Emitting Diode, или светодиодные элементы на квантовых точках. В качестве последних выступают маленькие полупроводниковые фрагменты. Их располагают в каждом пикселе. «Квантовые точки» генерируют свой собственный свет при прохождении сквозь них луча света (классическая ЖК подсветка). За счет дополнительного светодиодного элемента (источник света) у таких моделей ТВ увеличен размер корпуса.

Отвечая на вопрос, какой лучше тип экрана телевизора — лучше OLED, поскольку при отличном качестве изображения его физические параметры меньше, ниже потребление энергии.

TN

Данные типы матриц используются в большинстве относительно недорогих телевизоров. Полное название, в переводе на русский язык, означает «скрученный кристалл». Благодаря применению дополнительного покрытия, позволяющего расширить углы обзора, встречаются модели с обозначением TN+Film, позиционирующие их как средство для просмотра фильмов всей семьей.

Матрица устроена и функционирует следующим образом:

Кристаллы в пикселях выстроены по спирали.
Когда транзистор отключен, то электрическое поле не создается и свет проникает сквозь них естественным образом.
Управляющие электроды установлены с каждой стороны подложки.
Первый фильтр, расположенный до пикселя, имеет вертикальную поляризацию. Задний фильтр, стоящий после кристаллов, построен горизонтально.
Прохождение света через это поле дает яркую точку, которая приобретает определенный цвет благодаря фильтру.
При подаче напряжения на транзистор кристаллы начинают поворачиваться перпендикулярно плоскости экрана. Степень разворота зависит от высоты тока. Благодаря такому развороту, эта структура пропускает меньше света, и появляется возможность создать черную точку. Для этого все колбочки кристаллов должны «закрыться».

Данный тип матриц занял бюджетную нишу в оборудовании для воспроизведения мультимедийной продукции. Благодаря этой технологии можно получать приемлемые цвета и наслаждаться просмотром любимых передач и фильмов. Главным достоинством такой техники является финансовая доступность. Еще одним плюсом служит скорость срабатывания ячеек, мгновенно передающая цвета. Экономны такие модели и в плане энергопотребления.

Но этот тип матриц не самый хороший для телевизора ввиду сложности согласования одновременного поворота колбочек кристаллов. Разность временного результата выполнения этого процесса приводит к тому, что одни сегменты пикселя уже повернулись полностью, а другие продолжают пропускать частично свет. Рассеивание потока дает разное цветовое изображение, зависящее от угла нахождения смотрящего. В результате, если смотреть прямо — видишь черную машину на экране, а если зритель наблюдает сбоку, то ему эта же машина кажется серой.

Еще одним недостатком технологии TN является невозможность отобразить всю палитру цветов, которая заложена в материале. Например, фильм о подводной съемке кораллового рифа с его обитателями будет смотреться не так красочно, как на других моделях. Чтобы компенсировать это, разработчики встраивают в экран алгоритм замены цвета и попеременное воспроизведение ближайших оттенков.

Поэтому TN подойдет для просмотра небольшим кругом людей, смотрящих на экран почти под прямым углом. Так можно видеть картинку с максимально естественными цветами. Для более требовательного зрителя разработаны иные технологии.

Какую матрицу лучше выбрать для телевизора

При большом разнообразии матриц, следует воспользоваться советами специалистов по выбору наиболее подходящего варианта:

В специфических и неудобных местах большое значение имеет угол обзора. В этом случае подойдет IPS.
Высокая и качественная цветопередача обеспечивается системами VA.
Для нечастых просмотров можно ограничиться бюджетным вариантом с матрицей TN.
Самые лучшие изображения обеспечиваются технологиями OLED и QLED. Первый вариант рекомендуется выбирать без дополнительного светодиода белого цвета. Картинка получится более контрастной с широким углом обзора. Однако, следует учитывать высокую цену этих устройств.

Изогнутые телевизоры

Этот инновационный формат имеет ряд плюсов перед традиционным вариантом телевизоров:

поверхность экрана, охватываемая взглядом, увеличивается;
меньше влияние окружающего освещения: нет отражения, оптических дефектов, бликов;
создается эффект присутствия;
улучшение угла просмотра, контрастности.

Такие телевизоры смотрятся стильно, необычно, создают эффект погружения в происходящее на экране. Однако максимальное качество доступно только тому, кто сидит напротив центра дуги. Для сидящего сбоку луч зрения окажется под некоторым углом от поверхности телевизора. В результате картинка потеряет яркость, контрастность, цвет.

Поэтому, чтобы в полной мере оценить данный формат, необходимо сидеть напротив центральной оси экрана и недалеко от него, чтобы телевизор как бы охватывал пользователя по бокам.

Лучшие телевизоры

Нужно ответственно подходить к выбору телевизору. Такое устройство более дорогостоящее, поэтому заменить телевизор по первой потребности удастся не всем.

Рейтинг основан на отзывах покупателей. Как и в случае с мониторами, они располагаются в порядке убывания по популярности.

Топ 5 телевизоров С IPS матрицей

В таких телевизорах главная особенность – работа кристаллов в одной и той же плоскости между подложкой и поляризатором. Картинка отображается стабильно под любым углом наклона.

Модель	Основные характеристики
LG 55UM7300 55″ (2019)	LG 55UM7300 55″ (2019) – устройство с голосовым управлением. Изображение на устройстве обладает повышенной четкостью. Детализация высокая, а цвета яркие, что делает картинку более сочной. У телевизора широкий угол обзора. Именно поэтому смотреть его можно с любой стороны, не теряя в качестве. Цвета отображаются практически с точностью 100%. Она сохраняется даже под углом 60%. Процессор быстрый четырехядерный. Благодаря этому отсутствует посторонний шум. Процессор также обеспечивает более динамичную цветопередачу. Картинки с низким разрешением на телевизоре масштабируются и улучшаются. Даже малейшую разницу в оттенках можно легко заметить на экране.
LG 43UM7450 43″ (2019)	Это телевизор с технологией 4К. Как и модель выше, оснащен искусственным интеллектом и возможностью голосового управления. У процессора 4 ядра. У телевизора широкие углы обзора. Благодаря этому даже с самого крайнего угла комнаты можно рассмотреть изображение на телевизоре. При этом цвета практически не меняются вне зависимости от угла обзора.
NanoCell LG 49SM9000 49″ (2019)	Это один из лучших премиальных телевизоров. Формат его экрана – 16:9. Главным преимущество данной модели можно считать герцовку в 120 Гц. К недостаткам можно отнести отсутствие глубины черного цвета, что характерно для всех матриц IPS. Благодаря уникальной встроенной технологии телевизор улучшает чистоту цвета.
Samsung UE43RU7400U 43″ (2019)	Это бюджетная модель компании. Дизайн телевизора сдержанный. Сборка его находится на хорошем уровне. Время отклика составляет 20 мс. Двигающиеся объекты на экране оставляют после себя небольшой шлейф. Модель оснащена голосовым управлением.
Sony KD-49XF7596 48.5″ (2018)	Данную модель уже трудно найти в продаже. Это основной ее недостаток. К преимуществам же устройства можно отнести частоту обновления в 50 Гц. Как и в новых моделях присутствует голосовое управление.

Нужно понимать, что все перечисленные модели объединяет 1 важный недостаток. Черные оттенки тускловатые. Именно поэтому может быть испорчено впечатление от просмотра слишком темных фильмов.

Топ 5 телевизоров С VA матрицей

В таких телевизорах цвета более насыщенные и контрастные. Однако страдает угол обзора. Лучшие модели с матрицей VA описаны в таблице.

Модель	Характеристика
LG 50UM7300 50″ (2019)	Телевизор обладает простым дизайном. Присутствуют тонкие кромки цвета металлик. Модель обладает расширенной цветовой гаммой, что является значительным преимуществом. На пульте присутствует курсор, который в определенный момент является очень удобным инструментом. У LG 50UM7300 50″ (2019) неплохой угол обзора, но в сложных сценах мелкие детали могут исчезать.
LG 60UM7100 60″ (2019)	LG 60UM7100 60″ (2019) оснащен 4-ядерным процессором. Устройство обладает искусственным интеллектом и возможностью управлять голосом. Цветопередача динамичная и контрастная. Телевизор максимально точно передает цветовые оттенки. Благодаря этому картинка получается максимально детализированной и реалистичной.
SkyLine 40LT5900 40″ (2019)	Это качественный жидкокристаллический телевизор со светодиодной подсветкой. Устройство воспроизводит видео даже самого высокого качества. Частота обновления составляет 50 Гц, что является средним показателем.
Polarline 40PL51TC 40″ (2018)	Polarline 40PL51TC 40″ (2018) – телевизор, оборудованный светодиодной подсветкой. Соотношение сторон экрана – 16 к 9. Частота обновления – 50 Гц.
Sony KD-55XG9505 54.5″ (2019)	Это телевизор среднего класса. Оснащен голосовым управлением. Картинка качественная с глубоким черным цветом. Есть функция локального затемнения. Присутствует превосходная обработка градиента. Прекрасно воспроизводятся динамические сцены. Время задержки составляет до 21 мс.

Матрицы VA и IPS имеют свои как преимущества, так и недостатки. При выборе лучше учитывать, как именно устройство будет использоваться.

Понятие матрицы в телевизоре, её виды, плюсы и минусы каждой технологии