LCD/LED, IPS, TN и VA: простое объяснение устройства жидкокристаллического телевизора

Телевизоры стали «умными», большими и универсальными. Они подключаются к интернету, показывают фильмы в кинотеатральном качестве, но основа у большинства моделей — всё тот же жидкокристаллический экран. 

Термины LCD, LED, IPS и VA звучат сложно. Но это не загадка для инженеров, а технологии для показа картинки. Разберем подробно, простым языком, как работает LCD телевизор и почему важно понимать разницу между типами матриц. 

Что такое LCD и LED? 

LCD — это тип экрана на жидких кристаллах

LCD, от англ. Liquid Crystal Display — это дисплей, работа которого основана на жидких кристаллах. Данный тип плоского экрана использует свойства жидких кристаллов для отображения изображения. Технология LCD разработана в далеких 1960-х годах. Сегодня она стала основой для большинства современных мониторов, телевизоров, смартфонов и других устройств с экранами. LED — это лишь способ подсветки, а не тип экрана. 

Как работает LCD телевизор:

• Слой жидких кристаллов размещается между двумя поляризационными фильтрами (поляризаторами). 

• Поскольку жидкие кристаллы не светятся, для работы LCD требуется источник света — подсветка. Раньше это были лампы с холодным катодом (CCFL), но сейчас обычно используются светодиоды (LED). Но об этом чуть позже. 

• Когда «свет от подсветки» проходит через поляризаторы и жидкие кристаллы, его интенсивность и цвет регулируются, в итоге на экране создаются различные оттенки.

Почему такое чудо возможно? Дело  том, что экран телевизора состоит из миллионов пикселей. Каждый из которых делится на субпиксели красного, зелёного и синего цветов (RGB). Так вот, при подаче электрического напряжения на электроды жидкие кристаллы поворачиваются, пропуская или блокируя свет. 

• На заметку. Жидкие кристаллы — это вещества, которые обладают свойствами как жидкостей, так и кристаллов. Они не излучают свет сами по себе, а лишь модулируют (управляют) прохождением света через себя.

LED — это способ подсветки, а не тип экрана 

LED (от англ. Light Emitting Diode — светоизлучающий диод) — это полупроводниковый прибор (диод), который излучает свет при прохождении через него электрического тока. Состоит из полупроводникового материала, например, галлий-арсенид или индий-галлий-нитрида. 

Сегодня различаются разные типы LED:

• Органические LED (OLED). Каждый пиксель сам излучает свет, без подсветки. Это позволяет добиться на экране телевизора идеального чёрного, так как пиксели просто выключаются и бесконечного контраста.

• Мини-LED и Микро-LED. Это улучшенные версии для подсветки или прямого излучения. Мини-LED — тысячи крошечных диодов для локальной подсветки, Микро-LED — миллионы для самосветящихся экранов.

LED-подсветка в LCD-телевизорах заменяет старые лампы. Тут есть два варианта:

• Edge-lit LED: Диоды по краям экрана, свет распределяется через световоды. Тонкие, но хуже контраст (неравномерная подсветка).

• Full-array LED (или Direct LED): Диоды по всей площади за экраном. Поддерживает локальное затемнение (Local Dimming), улучшая контраст и чёрный цвет.

Что касается Mini LED и Direct LED, нужно иметь в виду, что первый обеспечит контрастность и HDR, а второй — это отличный базовый вариант для бюджетных телевизоров. 

LED-технология появилась в середине прошлого века и сначала использовалась для индикаторов, а позже — для освещения и дисплеев. В контексте экранов «LED» обычно подразумевается не чистый LED-дисплей, а LCD с LED-подсветкой, в отличие от старых LCD с CCFL-подсветкой. 

• На заметку. Чистые LED-дисплеи используется редко, в больших экранах — например, уличных билбордах, где каждый пиксель — кластер LED.

Что такое IPS, TN и VA и как они влияют на опыт использования ЖК-телевизора?

LCD-панели классифицируются по виду используемых матриц, которые по праву считаются «сердцем» экрана. Несмотря на то, что все ЖК-панели работают по одному принципу, жидкие кристаллы могут быть расположены по-разному. От этого зависит, как вы видите картинку на экране. При выборе телевизора нужно четко представлять, чем отличаются TN, IPS и VA матрицы, какая из их лучше подходит для ваших целей.

TN

Если панель основана на матрице TN (Twisted Nematic), жидкие кристаллы выстраиваются перпендикулярно поверхности экрана. При подаче напряжения выравниваются, блокируя либо пропуская свет. Такие телевизоры бюджетно стоят и довольно быстрые. Обеспечивают низкий отклик и поэтому особенно хороши для игр. Но вот при организации домашнего кинотеатра из-за плохих углов обзоров нужно будет продумать, как рассадить зрителей строго по центру экрана. Цветопередача тоже не идеальна.

IPS

Если в жидкокристаллическом телевизоре используется матрица IPS (In-Plane Switching), кристаллы поворачиваются в плоскости экрана. В итоге зритель получает лучшие углы обзора до 178° и великолепную цветопередачу — такую как задумал режиссер. Но такие модели телевизоров стоят дороже. А вот геймеры не в восторге от технологи. Они подтвердят, что дисплей работает медленнее — для динамичных игр это не очень хорошее решение. 

VA

VA (Vertical Alignment) — как следует из расшифровки названия матрицы, этот тип жидкокристаллических панелей основан на вертикальном выравнивании кристаллов. Каждый пиксель содержит три субпикселя, отображающие один из цветов. Причем светопропускание каждого субпикселя независит «от соседа». Что это дает? В первую очередь, хороший контраст, соответственно, глубокий чёрный. Углы обзора средние — 160 –170º. Скорость отклика от 5 мс., что, к сожалению, может вызывать шлейфы. 

Как выбрать ЖК-телевизор — простая памятка

• Для кухни или спальни подойдёт IPS с Edge LED. Достойные модели можно найти  в недорогом сегменте. Вы получите экран со стабильными цветами и хорошие углы обзора.

• Для кино и игр стоит рассмотреть телевизор с VA-матрицей, с подсветкой Direct LED или Mini LED. Однозачно порадует высокий контраст и отличное HDR.

• Если в вашей гостиной на экран придется смотреть под углом, с задачей лучше всех справится телевизор с IPS -матрицей.

• Если вы любитель темных сцен и глубокого черного, выбирайте модель с VA-матрицей.

• При выделенном бюджет до 30 тысяч чаще всего встречаются комбинации IPS/Edge LED, и это нормальный выбор телевизора практически для любых условий эксплуатации. 

Итак, что такое LCD, LED, IPS, TN и VA?

Вопрос «LED и LCD — в чём разница?» некорректен. LCD и LED — не конкуренты, а две части одного устройства. Это ЖК-экран и типы подсветки телевизора. IPS, TN и VA — это матрицы или «разные характеры» экрана. Первый мягкий и универсальный, второй быстрый и простой, третий контрастный и кинематографичный. 

Не гонитесь за «дорогим» типом матрицы без понимания, как работает LCD телевизор, где и как вы будете его смотреть. 

При выборе телевизора важны не аббревиатуры и сложные технологии, а понимание того, что нужно именно вам: углы, контраст, равномерность или цена. Тогда LCD-телевизор будет радовать, а не вызывать вопросы типа «почему цвета не такие, как в магазине». 

❓ Часто задаваемые вопросы