Как устроен современный телевизор

Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала

Как производят телевизоры aslan wrote in kak_eto_sdelano September 29th, 2014

Сегодня мы с вами отправляемся на завод по производству телевизоров. В программе осмотра — цеха по производству корпусов, пенопластовой упаковки, две линии SMD (поверхностного монтажа) с автоматизированной и ручной подачей компонентов, линия сборки и упаковки.

2. Начнем с производства пластиковых деталей. На завод привозят такие гранулы пластиката.

3. Которые смешиваются в специальной машине.

4. Далее по трубам гранулят попадает в цех штамповки. В правом нижнем углу видны пресс-формы.

5. Станки для штамповки в которые устанавливаются пресс-формы.

6. Вот как это выглядит. Здесь видно сжатую пресс-форму, в которую под большим давлением впрыскивается расплавленный пластик.

7. Открытый пресс с готовой окантовкой экрана телевизора, которую сейчас снимает специальное устройство.

Галилео. Жидкокристаллические телевизоры

8. И передаст рамку дальше по конвейерной линии.

9. Где на нее поставят логотип специальным тампоном.

10. А это соседний зал с более совершенными прессами.

11. Все производство полностью автоматизировано. Обычно 2 человека обслуживают цех из 6 прессов. Вмешательство в процесс минимальное.

Аналогичным образом выпускаются другие части корпуса.

12. Далее переходим в цех производства пенопласта.

13. Здесь также используются специальные пресс-формы для штамповки.

14. Сначала пенополистирол вспенивается при температурной обработке в этой машине. Получаются гранулы диаметром около 5 мм.

15. Затем происходит формовка.

16. Формование происходит методом удара паром за счет спекания гранул друг с другом.

17. Готовые формы с пылу с жару.

18. Все это складируется рядами высотой до 5 метров.

19. А теперь самое интересное. Линия SMD (Surface mounted device) — Поверхностного монтажа.

20. На первом этапе происходит нанесение паяльной пасты на контактные площадки платы.

21. На специальных лентах в машину подаются устанавливаемые компоненты.

22. Вот здесь происходит монтаж компонентов.

23. Процесс полностью автоматизирован, а оборудование достаточно универсально и позволяет за минимальное время адаптировать линию под новые платы.

24. После монтажа происходит групповая пайка методом оплавления пасты в печи.

25. На выходе с конвейера происходит этап тестирования каждой платы. Брак сведен до минимума.

26. Готовые платы собираются в стойки.

27. И складируются до момента перевозки в следующий цех.

28. Здесь на эту же плату монтируют более крупные компоненты.

29. Эти операции выполняются вручную — это дешевле с экономической точки зрения.

30. Диагностическое оборудование для собранных плат.

32. А теперь заключительный этап — отверточная сборка готового изделия и отправка его на склад.

33. Корпус, матрица и электроника собираются в несколько рук, телевизор вручную передаётся по конвейеру.

34. Собранный телевизор сразу же попадает на диагностический стенд, где за несколько секунд проверяют его работоспособность и выключив передают дальше.

35. На соседней линии собирают плазменные телевизоры. К сожалению, мы не сможем посмотреть как происходит процесс сборки матриц.

36. На заводе в основном работает молодежь, преимущественно девушки.

37. После проверки телевизор укладывается в коробку, запечатывается и перевозится на склад.

Вот так все просто.

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.

Жми на иконку и подписывайся!

Источник: kak-eto-sdelano.livejournal.com

Как работает ЖК-дисплей

Сегодня на рынке телевизоров и мониторов доминируют именно жидкокристаллические экраны. Просто потому, что электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) постепенно ушли в прошлое, а OLED-дисплеи пока слишком дороги для широких масс. Разберемся, как же работают LCD-дисплеи, почему кристаллы вдруг стали жидкими, и на какой стадии развития технология в текущий момент.

Содержание

Краткий экскурс в историю

Удивительно, но обнаружение жидких кристаллов – очень старое открытие. Впервые их подробно описал австрийский физик Ренитцер в 1888 году. Для сравнения, первый работающий вариант ЭЛТ немец Браун представил только в 1897 году. Долгое время ученые и промышленники не знали, как использовать обнаруженные жидкокристаллические материалы. Первый патент на применение в производстве зарегистрировали инженеры из компании Marconi в 1930-х.

Значительных прорывов удалось достичь американцами из корпорации RCA только в 1966 году. Тогда физики и инженеры Фергесон и Вильямс представили часы, в которые установили первый в истории LCD-монитор. Это была громоздкая конструкция, но технологию заметили.

Значительную роль в распространении жидких кристаллов сыграла японская компания Sharp. Именно под этим брендом выпускались первые наручные LCD-часы (1975) и первый черно-белый LCD-телевизор (1976). Уже после 2000-х ЖК-дисплеи буквально захватили рынок ТВ, мониторов, смартфонов и другой схожей техники, где требуется компактный, красочный и яркий экран без искажения цветов.

Сборник основных терминов

Перед объяснением принципа действия пройдемся по терминам и обозначениям, с которыми сталкивался каждый покупатель монитора или телевизора:

• LCD- или ЖК-дисплей – дисплей, работающий на основе особых жидких кристаллов.
• Жидкий кристалл – состояние смеси веществ, при котором она является одновременно и жидкостью, и кристаллом. От жидкости веществу перешла способность заполнять собой все свободное пространство, то есть «течь», а от кристаллов – выстраивать молекулы в строго определенную структуру в зависимости от приложенного электромагнитного воздействия (проще говоря, напряжения). Меняя приложенную силу, мы воздействуем на ориентацию молекулярной структуры и регулируем тем самым пропускную способность.
• LCD TFT – подвид классического LCD-дисплея с управлением на основе тонкопленочных транзисторов (TFT).
• TN,IPS,VA– технологии, по которым работают матрицы жидкокристаллических экранов.
• RGB-LED, WLED, GB-LED, QLED, NanoCell и другие – разные виды светодиодных подсветок, используемых в качестве источника света для современных матриц.
• OLED – технология, кардинально отличающаяся от LCD. Здесь используются органические диоды, а не жидкие кристаллы. Их главная особенность – способность испускать свет самостоятельно, без подсветки.

Дисплей – сложная структура. В ней каждый световой луч проходит через несколько слоев (последовательность от внутреннего к внешнему):

1. Подсветка.
2. Рассеиватели и световоды.
3. Поляризационная пленка.
4. Тонкопленочные транзисторы (TFT).
5. Жидкие кристаллы.
6. Цветовые фильтры.
7. Еще одна поляризационная пленка.
8. Наружный слой, передающий сформированную картинку из пикселей.

Рассмотрим путь света от момента возникновения до отображения в виде картинки.

Подсветка

Ранее в качестве источника света использовались газоразрядные лампы. В них применялась ртуть, испускающая видимый свет под воздействием ультрафиолетового излучения. Характерная особенность – потребность в высоком напряжении (до 900 В).

Сегодня место газоразрядных ламп заняли светодиоды. Во многом именно качество светодиодов и технология подсветки определяют конечную стоимость монитора или телевизора. Популярные сегодня варианты:

• WLED – бюджетный вариант на основе синих светодиодов, которые «перекрашиваются» в белый слоем люминофора.
• GB-LED – профессиональная подсветка, где белые светодиоды дополняются зелеными.
• RGB-LED – самая дорогая технология, объединившая все три вида светодиодов (красный, голубой, синий).
• Квантовые точки – такая подсветка называется по-разному у каждого производителя: QLED у Samsung, NanoCell у LG, Triluminos у Sony и т. д. Квантовыми точками называются соединения кадмия, селена, цинка и серы. С их помощью можно возбуждать разные по цветам нанокристаллы, охватывая широкий спектр цветовой гаммы.

У панели на квантовых точках есть одно важное преимущество перед остальными подсветками – при их производстве не используются редкоземельные металлы. А еще их легко получать: достаточно смешать в известных пропорциях перечисленные выше вещества. Конечно, создать идеальных условий для образования квантовых точек нельзя, поэтому итоговый дисплей не в состоянии охватить 100% REC.2020. Но он очень близок.

Рассеиватели и световоды

Каждый светодиод – это по сути световая точка. Но нам требуется получить не зернистое изображение, а равномерно освещенное по всей поверхности. Как раз для этого применяется рассеивающая структура. Она состоит из слоев:

• отражатель (комбинация из белого пластика и фольги);
• световод, покрытый мелкими линзами;
• рассеивающая пленка с хаотичной «шершавой» структурой;
• призматическая пленка, отражающая подавляющее большинство световых волн.

Итогом работы перечисленной комбинации является ровное свечение от светодиодной подсветки, сливающееся для нашего зрения в один источник.

Поляризаторы, ЖК и TFT

До и после жидких кристаллов размещены поляризационные пленки, причем их плоскости обычно перпендикулярны друг другу. Так как поляризаторы по своей сути пропускают только половину световых волн, расположенные под углом 90 градусов пластины полностью блокируют проходящий световой поток. И на этом этапе как раз проявляется роль ЖК.

Рассмотрим процесс поэтапно:

1. Через тонкопленочные транзисторы (TFT) к ячейкам с жидкими кристаллами подается определенное напряжение.
2. Жидкие кристаллы в зависимости от размера приложенной силы «поворачивают» молекулярную структуру.
3. Поляризованный свет попадает на кристалл, искажается и уже не блокируется вторым поляризационным слоем полностью.

Благодаря «подвижности» жидких кристаллов удается влиять на поляризацию света – это основное и уникальное свойство жидкокристаллического материала.

Принципы, по которым формируется пропускная способность ЖК, определяются матрицей. Всего существуют три вида матриц, от которых уже произошли десятки производных:

• TN – свет при отсутствии напряжения проходит полностью (поэтому «битый пиксель» на TN-панели светится ярким белым цветом);
• IPS – без напряжения кристаллы свет практически не пропускают;
• VA – без напряжения свет полностью блокируется парой поляризаторов.

В последнее время лидерство захватили IPS-матрицы за счет большого угла обзора и качественной цветопередачи. Они идеально подходят для работы с графикой и просмотра фильмов на большом экране. VA – это в первую очередь «глубокий» черный цвет и приемлемая цена. TN-матрицы постепенно уходят в прошлое. Их главные плюсы – минимальная стоимость и максимальная скорость отклика.

Но в качестве картинки проигрывают по всем параметрам.

Финальный этап

Итак, световой луч проделал большой путь: возник в светодиоде, рассеялся по поверхности через рассеиватель, прошел через управляемую жидкими кристаллами поляризацию. Теперь это свет нужной яркости, распределенный по разным пиксельным зонам. Но он по-прежнему белый.

Светофильтр, состоящий из мелких ячеек трех классических цветов RGB (красный, зеленый, синий), «окрашивает» белый луч в нужный нам оттенок. От качества светофильтра также зависит цветопередача. Еще один слой – анализатор. Он, подобно поляризатору, отсеивает ненужные волны, оставляя только видимый свет.

Заключительный этап – устранение бликов за счет антибликовой поверхности. Чаще всего это специальный пластик, но каждый производитель вносит свои коррективы.

Сравнение ЖК (LCD) и ЭЛТ-экранов (CRT)

Технология жидких кристаллов пришла на смену электронно-лучевой трубке, поэтому логично сравнить их между собой по основным характеристикам.

Параметр сравнения	ЖК	ЭЛТ
Яркость	вплоть до 1000 Кд/м 2	максимум 120 Кд/м 2
Контрастность	до 400:1	до 700:1
Углы обзора	в среднем 160 градусов	до 178 градусов
Разрешение	фиксированное	может меняться
Мерцание	нет	есть
Совмещение цветов	нет	есть
Фокусировка	отличная	средняя
Искажения геометрии	нет	возможны
Входной сигнал	цифровой или аналоговый	только аналоговый
Скорость отклика	от 5 до 30 мсек	минимальная
Качество цвета	высокое	очень высокое
Потребление энергии	в среднем 25-40 Вт	более 60 Вт
Конструкция	плоская, компактная, легкая	громоздкая, массивная

ЭЛТ-экраны очень громоздки, они мерцают, иногда искажают геометрию картинки и производят вредное для человека излучение. Жидкокристаллические панели гораздо компактнее, хорошо встраиваются в цифровую систему, но уступают в контрастности, качестве передачи цветов и времени отклика хорошим ЭЛТ.

Чем отличается OLED

Как говорилось выше, в основе OLED (Organic Light-Emitting Diode) нет жидких кристаллов, телевизоры и экраны с такими панелями работают на органических диодах. Отсюда вытекают особенности дисплеев:

• нет надобности в подсветке, поскольку органические диоды самостоятельно излучают видимый свет под действием напряжения;
• компактные размеры из-за упрощенной структуры;
• высокие показатели контрастности, цветопередачи, углов обзора, присутствие «настоящего белого и черного».

Но есть и минусы: цена, проблема «выгорания», яркость. Также в последние годы далеко продвинулись традиционные LCD-дисплеи, и современные IPS-матрицы совместно с подсветкой на основе квантовых точек смотрятся ничуть не хуже. Многие специалисты сферы, включая экспертов Sony, делают ставку именно на жидкокристаллические панели, совершенствуя технологию подсветки.

Есть и другая разработка, которая пока недоступна широкому кругу пользователей – MicroLED. Расшифровывается она как «микроскопические органические диоды» и призвана чуть ли не полностью заменить OLED в будущем.

Mini-LED – последнее слово в мире ЖК

Самыми совершенными жидкокристаллическими дисплеями считаются панели с Mini-LED подсветкой. К слову, именно такой выбор сделала компания Apple, когда обновляла свои ноутбуки и планшеты в 2021 году. Позже появились и соответствующие телевизоры.

На самом деле, никаких принципиально новых решений Mini-LED не предлагает. Единственное, что сделали инженеры – уменьшили размеры светодиодов в классической подсветке на квантовых точках в 5 раз. Но результат от этого по-настоящему впечатляет. Так, из-за уменьшения источников света их больше помещается на классической панели. Плюсы такого решения:

• приближение по контрастности к OLED;
• появление «глубокого черного»;
• максимальные углы обзора.

При этом сохранились традиционные преимущества LCD-дисплеев. Samsung называет технологию Neo QLED, LG – QNED, а специалисты Sony направили все силы на развитие именно Mini-LED, убрав OLED на дальнюю полку.

Заключение

• Жидкокристаллический дисплей состоит из слоев подсветки, рассеивателя, световода, поляризаторов, тонкопленочных транзисторов, жидких кристаллов, цветового фильтра и наружней обработки:
• Свет образуется в светодиодной подсветке, «растекается» по поверхности за счет рассеивателя и преломляется в поляризаторах.
• Задача жидких кристаллов – менять поляризацию света в зависимости от приложенного напряжения (с помощью TFT).
• Пропускаемый жидкими кристаллами белый свет проходит через светофильтры, «окрашиваясь» в нужные оттенки в границах одного пикселя.
• Итоговую работу проводят анализатор, превращающий смешанное свечение в видимое излучение, и антибликовое покрытие.
• IPS, VA, TN – виды матриц ЖК-дисплеев, принципы организации электродов в панели.
• ЖК-экраны полностью вытеснили ЭЛТ за счет яркости, компактных размеров, возможности работы с цифровыми источниками, отсутствия мерцания и искажения картинки.
• RGB-LED, WLED, GB-LED, QLED, NanoCell, MiniLED – технологии подсветки в LCD-дисплеях.
• OLED – альтернатива LCD. Работает на органических диодах, способных светиться самостоятельно (здесь жидкие кристаллы отсутствуют).

С учетом последних разработок, ЖК уверенно занимает доминирующее положение на рынке. Отметим, что жидкие кристаллы хорошо совместимы с 3D-технологиями, поэтому разработки в этом направлении продолжатся.

Эта статья могла бы быть у вас в подписке

Подпишитесь на нашу регулярную рассылку и получате избраннные материалына интересующие вас темы — мы уже готовим вашу подборку!

Источник: price.ru

ЖК телевизор: особенности, преимущества и недостатки

Добрый день, в сегодняшней статье мы расскажем Вам о телевизорах с жидкокристаллическими экранами. Также будет рассказано, какие основы лежат в технологии ЖК телевизора и какой эффект она дает потребителю. Кроме того, мы выясним, какими преимуществами и недостатками обладает подобная технология, а также, какие виды схем ЖК панелей наиболее распространены на рынке.

На сегодняшний день, на рынке современных телевизоров порядка 70 процентов занимают устройства с технологией жидкокристаллического экрана, хотя эта доля постепенно из года в год снижается, все равно подавляющее большинство потребителей используют такие устройства. Почему так востребована эта технология? Потому, что она довольно дешевая в производстве в сравнении с плазмой или LED, а также OLED. По эффективности и четкости картинки технология ЖК экрана практически не уступает конкурентам, а цена намного дешевле. ЖК телевизор в сравнении с конкурентами — это устройство оптимального качества за доступную цену, другими словами качество равняется его цене.

Итак, приступим к изучению жидкокристаллической технологии экрана, которая массово устанавливается в современные ЖК телевизоры.

1. ОСОБЕННОСТИ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННЫХ ТЕЛЕВИЗОРАХ

Покупателю телевизора довольно не просто сделать выбор, купить телевизор с ЖК экраном или плазменным, потому что технологии очень похожи друг на друга.

Основа и конструкция ЖК телевизоров является не однородной, а многослойной структурой, которая включат в себя следующие составляющие компоненты и элементы :

— при производстве таких экранов на внутренние пластины из стекла, при помощи напыления распыляется тонкопленочные транзисторы технологии TFT, а также электроды и катоды;

— полость, которая расположена в самом дисплее заполнена ультратонким слоем специальных жидких кристаллов, которые образуют плоскость большого числа пикселей;

— Перед каждым пикселем в таком экране размещается трафарета технологии RGB;

— Подсветка задней стенки экрана оформлена специальными флуоресцентными ССFL лампами;

— на диодные пластины произведено нанесение поляризационных фильтров, в которых оси перпендикулярны относительно друг друга.

Технология ЖК телевизора устроена таким образом, что когда подается напряжение на дисплей, то происходит изменение объема кристаллов и они начинают отражать свет. Управление светопропусканием через кристаллы происходит с изменением напряжения в электродах. Транзисторы в свою очередь открывают ячейку на трафарете формата RGB. Для формирования цветного изображения, происходит комбинация стандартных цветов — это синий, зеленый и красный.

2. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЭКРАНА

Любому покупателю довольно сложно сделать выбор между жидкокристаллическим и плазменным телевизором, так как ЖК телевизоры имеют много отличий.

Отличия ЖК телевизора от плазмы заключаются в следующем:

— компактный и эффективный дизайн;

— полное отсутствие мерцания экрана;

— оптимальная и правильная форма и геометрия картинки.

Преимущества ЖК технологии:

— довольно низкое потребление электроэнергии, как правило большинство моделей обладают классом потребления A и А+;

— полное отсутствие статического напряжения, которое возникает от экрана;

— довольно низкая цена в сравнение с конкурентами;

— срок службы таких устройств достигает до 15 лет работы.

Недостатки ЖК технологии :

— относительно низкая контрастность экрана;

— относительно не четкая глубина темного фона;

— при увеличении угла просмотра, снижается яркость, четкость и оттенок картинки.

3. ТИПЫ СХЕМ СТРОЕНИЯ ЖК-ПАНЕЛЕЙ

На сегодняшний день существует 3 типа ЖК-панелей : тип TN, тип IPS и тип VA. Ниже на фото можно наглядно посмотреть на их строение и отличия друг от друга.

Как и любая другая технология, жидкокристаллическая имеет множество плюсов и минусов. По сравнению с другими технологиями выглядит не менее эффективной и надежной.

Видео: «ЖК телевизор. Особенности, преимущества и недостатки»

Надеемся, что наша информация, помогла Вам получить понятие о жидкокристаллической технологии экрана телевизора. Также заметим, что любая новая и не очень технология, в том числе и жидкокристаллическая, кроме списка преимуществ имеет также и ряд недостатков, самым главным из которых является покупная цена устройства при новизне технологии, так как первоначально все новшества оцениваются очень высоко из-за большого спроса и не достаточного предложения на них.

Источник: bazliter.ru