Dom > Razstava > Vsebine

Televizor s tekočimi kristali (LCD TV), barvni televizorji, ki uporabljajo tehnologijo LCD za izdelavo slik

Apr 21, 2017

LCD televizor


Splošni LCD-televizor z zvočniki na obeh straneh zaslona

Televizorji s tekočimi kristali (LCD TV) so televizijski sprejemniki, ki za prikazovanje slik uporabljajo tekoče kristalne zaslone. LCD televizorji so tanjši in lažji od katodne cevi (CRT) podobne velikosti zaslona in so na voljo v veliko večjih velikostih. Ko so se proizvodni stroški zmanjšali, je ta kombinacija funkcij omogočila uporabo LCD-jev za televizijske sprejemnike.


Leta 2007 so LCD-televizorji prvič presegli prodajo televizorjev s tehnologijo CRT po vsem svetu, [potrebni podatki] in njihovi podatki o prodaji glede na druge tehnologije pospešujejo. LCD televizorji hitro zamenjajo edine glavne konkurente na trgu velikega zaslona, plazemski plošči zaslona in televizorju zadnjega projekcije. Tiskalniki so daleč najbolj razširjeni in prodajajo televizijski prikazovalnik.


Tudi LCD imajo različne pomanjkljivosti. Druge tehnologije obravnavajo te pomanjkljivosti, vključno z organskimi svetlečimi diodami (OLED), FED in SED, vendar od leta 2014 nobeden od teh ni vstopil v široko razširjeno produkcijo televizijskih zaslonov.


Vsebina

1 Opis

1.1 Osnovni koncepti LCD

1.2 Obravnavanje pod-pikslov

1.3 Izgradnja zaslona

2 Primerjava

2.3.1 Odzivni čas

2.3.2 Kontrastno razmerje

2.3.3 Barvna lestvica

2.1 Pakiranje

2.2 Učinkovitost

2.3 Kakovost slike

3 Zgodovina

3.1 Zgodnja prizadevanja

3.2 Visoka ločljivost

3.3 Prevzem na trgu

3.4 Nedavne raziskave

3.5 Konkurenčni sistemi

4 Okoljski učinki

5 Poglej tudi

6 Reference

7 Zunanje povezave


Opis

Ta razdelek ne navaja nobenega vira. Prosimo, pomagajte izboljšati ta razdelek z dodajanjem citatov v zanesljive vire. Nezainteresiran material se lahko izpodbija in odstrani. (Junij 2009) (Naučite se, kako in kdaj želite odstraniti to predlogo predloge)

Osnovni koncepti LCD

LCD televizijo doma skupaj z Play Station 3 in drugo opremo


LCD televizorji proizvajajo črno in barvno sliko, tako da selektivno filtrirajo belo svetlobo. Svetlobo je zagotovila vrsta fluorescenčnih sijalk s hladno katodo (CCFL) na zadnji strani zaslona. Danes večina zaslonov LCD-televizorja namesto tega uporablja belo ali barvno osvetlitev. Milijoni posameznih LCD zaslonk, razporejenih v mrežo, odprejo in zaprejo merilno količino bele svetlobe. Vsaka zaklopa je seznanjena z barvnim filtrom, da odstranite vse, razen rdečega, zelenega ali modrega (RGB) dela svetlobe iz prvotnega bele vira. Vsak parni filter filtra tvori eno pod-slikovno piko. Pod-piksli so tako majhni, da se pri prikazu zaslona s celo kratke razdalje posamezne barve mešajo skupaj, da proizvedejo eno samo barvo mesta, piksel. Senco barve se nadzoruje s spreminjanjem relativne intenzitete svetlobe, ki poteka skozi pod-slikovne pike.


Tekoči kristali obsegajo široko paleto (običajno) paličastih polimerov, ki naravno tvorijo tanke, urejene plasti, v nasprotju z bolj naključno poravnavo normalne tekočine. Nekateri od teh nematskih tekočih kristalov kažejo tudi poravnalni učinek med plasti. Določeno smer poravnave nematičnega tekočega kristala lahko nastavimo tako, da ga postavimo v stik s poravnalnim slojem ali režiserjem, ki je v bistvu material z mikroskopskimi utori v njej, na podpornih podlagah. Ko se postavi na režiserja, se bo sloj v stiku poravnal z žlebovi, nato pa se bodo zgornji sloji poravnali s spodaj navedenimi plasti, pri čemer se bo večina materialov obrnila na poravnavo režiserja. V primeru Twisted Nematic (TN) LCD se ta učinek uporablja z uporabo dveh režiserjev, razporejenih pod pravimi koti, in med njima nameščeno blizu tekočega kristala. To sili plasti, da se poravnajo v dveh smereh, in tako ustvarijo zasukano strukturo z vsako plastjo, poravnano z nekoliko drugačnim kotom na tiste na obeh straneh.


LCD rolete sestavljajo kup treh primarnih elementov. Na dnu in na vrhu zatiča so polarizacijske plošče pod pravim kotom. Običajno svetloba ne more potovati skozi par polarizatorjev, ki so nameščeni na ta način, zaslon pa bi bil čren. Polarizatorji tudi nosijo režiserja, da ustvarijo zasukano strukturo, poravnano s polarizatorji na obeh straneh. Ko se svetloba izteka iz zadnjega polarizatorja, bo seveda sledila zvitku tekočega kristala, pri čemer se bo sprednji del tekočega kristala vrtel skozi pravilen kot, ki mu omogoča prehod skozi sprednji polarizator. LCD-prikazovalniki so običajno pregledni v tem načinu delovanja.


Če želite izklopiti zaklop, napetost nanj pritrdite od spredaj naprej. Palice v obliki molekul se poravnajo z električnim poljem namesto direktorjev, ki izkrivljajo zvito strukturo. Svetloba ne spreminja več polarizacije, saj teče skozi tekoči kristal in ne more več preteči skozi sprednji polarizator. Z nadzorovanjem napetosti, ki se uporablja preko tekočega kristala, lahko izberete preostali zvijal. To omogoča preglednost zaklopa. Da bi izboljšali čas preklopa, so celice pod tlakom, s čimer povečate silo, da se znova poravnajte z direktorji, ko je polje izklopljeno.


Za izboljšanje učinkovitosti pri nekaterih aplikacijah so bile uporabljene številne druge različice in spremembe. Vklopni zasloni (IPS in S-IPS) nudijo širše kota gledanja in boljšo reprodukcijo barv, vendar jih je težje konstruirati in imajo nekoliko počasnejši odzivni čas. Vertikalna poravnava (VA, S-PVA in MVA) ponujata višje kontrastne razmerje in dobre odzive, vendar ob strani gledajo s preusmeritvijo barv. Na splošno vsi ti prikazi delujejo podobno tako, da nadzorujejo polarizacijo svetlobnega vira.

Obravnavanje pod-pikslov

Pogled blizu (300 ×) na tipičen LCD, ki jasno prikazuje strukturo pod-slikovnih pik. "Zareza" v spodnjem levem delu vsakega podpikseleta je tanki filmski tranzistor. Povezani kondenzatorji in naslavljalne linije se nahajajo okoli zaklopa, v temnih območjih.

Če želite na zaslonu obravnavati eno zapiralo, na ploščah na obeh straneh tekočega kristala odložimo vrsto elektrod. Ena stran ima vodoravne črte, ki tvorijo vrstice, druga pa ima navpične črte, ki tvorijo stolpce. S napajanjem napetosti v eno vrstico in en stolpec se na mestu, kjer prečkajo, nastane polje. Ker bi bila kovinska elektroda neprozorna, LCD-ji uporabljajo elektrode iz prozornega prevodnika, običajno indijskega kositrovega oksida.


Ker obravnava posameznega zaklopa zahteva napajanje, ki se napaja v celotno vrsto in stolpcu, nekaj polja vedno pušča v okoliške polkne. Tekoči kristali so precej občutljivi in celo majhne količine puščenega polja bodo povzročile določeno stopnjo preklapljanja. To delno preklapljanje okoliških polkna zamegljuje nastalo sliko. Druga težava v zgodnjih LCD-sistemih je bila, da so napetosti, potrebne za nastavitev rolete do določenega zasuka, zelo majhna, vendar je bila napetost prenizka, da bi se kristali ponovno uskladili z razumnimi zmogljivostmi. To je povzročilo počasen odziv časa in privedlo do lažje vidne »dihanja« na teh zaslonih na hitro premikajočih se slikah, na primer miškin kazalec na zaslonu računalnika. Tudi pomikanje besedila, ki je bilo pogosto prikazano kot neberljivo zamegljenost, je bila hitrost preklopa precej počasna za uporabo kot uporaben televizijski zaslon.


Za napade teh problemov sodobni LCD-ji uporabljajo aktivno matrično obliko. Namesto napajanja obeh elektrod se pritrdi en sklop, običajno spredaj, na skupno podlago. Na zadnji strani je vsaka zaklopa seznanjena s tankoplastnim tranzistorjem, ki se vklopi kot odziv na zelo ločene nivoje napetosti, recimo 0 in +5 voltov. Nova odzivna črta, vrata vrstice, se doda kot ločeno stikalo za tranzistorje. Vrstice in stolpci so obravnavani kot prej, toda tranzistorji zagotavljajo, da se obravnava samo ena sama zapirala na prehodu; Poljubno puščeno polje je premajhno, če želite preklopiti okoliške tranzistorje. Ko je vklopljen, konstantna in razmeroma visoka količina toka iz izvorne linije skozi tranzistor in v povezan kondenzator. Kondenzator se napolni, dokler ne drži pravilne krmilne napetosti, ki počasi prehaja skozi kristal v skupno tla. Tok je zelo hiter in ni primeren za fino kontrolo nastalega polnjenja, zato se za natančno kontrolo celotnega toka uporablja pulzna modulacija. Ne samo, da to omogoča zelo natančen nadzor nad polkami, saj je kondenzator mogoče hitro napolniti ali odcepiti, a se odzivni čas zaklopa dramatično izboljša tudi.

Izgradnja zaslona


Tipičen zapiralni sklop je sestavljen iz sendviča več plasti, položenih na dve tanki stekleni plošči, ki tvori sprednji in zadnji del zaslona. Pri manjših velikostih zaslona (pod 30 in. (760 mm)) lahko steklene plošče zamenjamo s plastiko.

Zadnji list se začne s polarizirajočim filmom, stekleno ploščo, komponentami aktivne matrice in naslavljanjem elektrod, nato pa z režiserjem. Sprednji list je podoben, vendar nima aktivnih matričnih komponent, ki jih nadomestijo z vzorčnimi barvnimi filtri. Z večstopenjskim postopkom gradnje se lahko oba lista izdelata na isti liniji. Tekoči kristal je nameščen med dvema listoma v vzorčenem plastičnem listu, ki razdeli tekočino v posamezne polkna in drži liste na natančni razdalji drug od drugega.

Ključni korak v proizvodnem procesu je odlaganje komponent aktivne matrice. Te imajo relativno visoko stopnjo neuspeha, zaradi česar so piksli na zaslonu vedno "vedno vključeni". Če je dovolj slikovnih pik, mora biti zaslon zavreči. Število zavrženih plošč močno vpliva na ceno nastalih televizijskih sprejemnikov, večji padec cen med letoma 2006 in 2008 pa je bil predvsem posledica izboljšanih procesov.

Za izdelavo celovite televizije se zasučni sklop združuje s krmilno elektroniko in osvetlitvijo ozadja. Osvetlitev za majhne komplete lahko poskrbi ena sijalka z uporabo difuzorja ali zamrznjenega ogledala, da razširi svetlobo, vendar za večje zaslone ena svetilka ni dovolj svetla, zadnja površina pa je prekrita z več ločenimi svetilkami. Doseganje enakomerne osvetlitve na sprednji strani celotnega zaslona ostaja izziv, svetle in temne točke pa niso neobičajne.

Primerjava

19-palčni Sony LCD televizor

Pakiranje

V CRT se elektronski žarek proizvaja s segrevanjem kovinskega filamenta, ki "zavre" elektrone s svoje površine. Elektroni se potem pospešijo in usmerijo v elektronsko pištolo in si prizadevajo za pravilno lokacijo na zaslonu z elektromagneti. Večina porabe energije CRT gre v ogrevanje žarilne nitke, zato je hrbtna stran televizije, ki temelji na CRT, vroča. Ker so elektroni zlahka odklonjeni z molekulami plinov, je treba celotno cev hraniti v vakuumu. Atmosferska sila na sprednji strani cevi raste s površino, ki zahteva vedno debelejše steklo. To omejuje praktične vrednosti CRT do velikosti približno 30 cm; (76 cm) je bil proizveden do 102 cm, vendar je tehtal več sto funtov, televizorji, ki so bili večji od tega, se je moral obrniti na druge tehnologije, kot je zadnja projekcija.

Pomanjkanje vakuuma na televiziji LCD je ena od njenih prednosti; V kompletih je nizka količina vakuuma, ki uporablja CCFL žaromete, vendar je to v valjih, ki so naravno močnejše od velikih ravnih plošč. Odstranjevanje potrebe po težkih steklenih površinah omogoča LCD-je, da so veliko lažji od drugih tehnologij. Na primer, Sharp LC-42D65, precej tipično 42-palčni (106 cm) LCD televizor, tehta 55 lbs (25 kg), vključno s stojalo, medtem ko pozni model Sony KV-40XBR800, 40 "(102 cm) 4: 3 CRT tehta ogromno 304 lbs (138 kg) brez stojala, skoraj šestkratno od teže.

LCD plošče, tako kot drugi ploski prikazi, so tudi veliko tanjši od CRT-jev. Ker lahko CRT le s pomočjo kritičnega kota upogne elektronski žarek in hkrati ohranja ostrino, mora biti elektronsko pištolo na določeni razdalji od sprednje strani televizorja. V zgodnjih setih iz petdesetih let je bil kot pogosto majhen kot 35 stopinj izven osi, vendar so izboljšave, zlasti računalniško podprto konvergenco, omogočile dramatično izboljšanje in pozno v njihovem razvoju. Kljub temu pa so tudi najboljši CRT mnogo globlji od LCD-zaslona; KV-40XBR800 je globok 26 cm (66 cm), medtem ko je LC-42D65U debel manj kot 4 cm. Stojalo je veliko globlje od zaslona, da se zagotovi stabilnost.

Trikotniki so lahko teoretično zgrajeni v poljubni velikosti, pri čemer je proizvodna donosnost glavna omejitev. Ker so se pridelki povečali, so se običajne velikosti zaslona LCD povečale, od 14 "(35 cm) do 30" (70 cm) do 42 "(107 cm), nato pa 52" (132 cm) in 65 "(165 cm) Sedaj so široko dostopni.To je omogočilo, da LCD-ji neposredno konkurirajo večini projekcijskih televizijskih sprejemnikov doma, v primerjavi s temi tehnologijami pa imajo LCD-zasloni za boljšo kakovost slike. Na voljo so eksperimentalni in omejeni seriji pogonov z velikostjo nad 100 palcev (254 cm )

Učinkovitost

Tiskalniki so relativno neučinkoviti glede porabe energije na velikost zaslona, ker je velika večina svetlobe, ki se proizvaja na zadnji strani zaslona, blokirana, preden doseže gledalca. Za začetek, zadnji polarizator izloča več kot polovico prvotne nepolarizirane svetlobe. Preverjanje zgornje slike, lahko vidite, da je dober del površine zaslona prekrit s celično strukturo okrog polkna, kar odstrani drugi del. Po tem barvni filter vsakega pod-piksla odstrani večino tistega, kar je ostalo, da zapusti samo želeno barvo. Nazadnje, za nadzor barve in osvetlitve piksla kot celote, se pri premikanju sprednjega polarizatorja v stanje na zaslonu zaradi nepravilnega delovanja polkna izgubi nekaj svetlobe.

Zaradi tega mora biti sistem osvetlitve izjemno močan. Kljub uporabi visoko učinkovite CCFL, večina sklopov uporablja več sto vatov moči, več, kot bi bilo potrebno, da bi celotno hišo z isto tehnologijo osvetlili. Kot rezultat, LCD televizorji, ki uporabljajo CCFL, končajo s skupno porabo energije, podobno kot CRT enake velikosti. Z uporabo istih primerov KV-40XBR800 izgubi 245 W, medtem ko LC-42D65 disipira 235 W. Plazemski prikazi so slabši; Najboljši so na paru z LCD-ji, vendar tipični sklopi veliko več.


Sodobni LCD-ji so poskušali obravnavati porabo energije s postopkom, znanim kot "dinamična osvetlitev" (prvotno uveden iz drugih razlogov, glej spodaj). Ta sistem preučuje sliko in poišče tematike, ki zmanjšujejo osvetlitev na teh območjih. CCFL so dolgi cilindri, ki vodijo dolžino zaslona, zato se ta sprememba lahko uporablja samo za nadzor svetlosti zaslona kot celote ali vsaj širokih horizontalnih pasov zanke. Zaradi tega je tehnika primerna le za določene vrste slik, kot so krediti na koncu filma. Leta 2009 so nekateri proizvajalci [4] izdelali nekaj televizorjev, ki uporabljajo HCFL (večja moč kot CCFL). Nastavi z uporabo porazdeljenih svetlečih diod za zaslonom, pri čemer vsaka LED osvetli le majhno število pikslov, običajno 16 patch 16, omogočajo boljše lokalno zatemnitev z dinamičnim prilagajanjem svetlosti veliko manjših površin, ki je primerna za veliko širši nabor Slike.

Druga poteka raziskav je uporaba materialov, ki optično usmerjajo svetlobo, da bi znova uporabili čim več signala. Eden od možnih izboljšav je uporaba mikroprizma ali dikromatskih zrcal, da se svetloba razdeli na R, G in B, namesto da absorbira neželene barve v filtru. Uspešni sistem bi trikrat izboljšal učinkovitost. Druga bi bila usmeritev svetlobe, ki bi običajno padla na neprozorne elemente nazaj v prozoren del vrat.


Več novejših tehnologij, OLED, FED in SED, imajo manjšo porabo energije kot eno svojih prednostnih prednosti. Vse te tehnologije neposredno proizvajajo svetlobo na podlagi pod-slikovnih pik in uporabljajo le toliko moči, kot jo potrebuje ta raven svetlobe. Sony je predstavil 36-palčne enote FED, ki prikazujejo zelo svetle slike, ki risajo le 14 W, manj kot 1/10, kolikor je podoben velikosti LCD-prikazovalnika. OLED in SED sta podobna FED-jem v moči. Nizko porabo energije, kot so prenosni računalniki in mobilni telefoni. Te vrste naprav so bili trg, ki je prvotno začel zagnati LCD tehnologijo zaradi lahke in tanke oblike.

Kakovost slike

Potovalni žepni LCD TV

Zgodnji LCD-kompleti so bili zelo osramočeni zaradi svoje slabe splošne kakovosti slike, predvsem pri dihanju na hitro premikajočih se slikah, v slabem kontrastnem razmerju in blatnih barvah. Kljub številnim napovedim, da bi druge tehnologije vedno premagale LCD-je, so se mnoge od teh vprašanj lotili velikih naložb v proizvodnjo, proizvodnjo in elektronsko obdelavo slik.

Odzivni čas

Za 60 sličic na sekundo video, ki je običajen v Severni Ameriki, je vsak piksel osvetljen za 17 ms, preden ga je treba ponovno vnesti (pri 50 sličicah na sekundo, v Evropi je 20 ms). Zgodnji LCD-ji so odzivni časi dosegli na stotine milisekund, zaradi česar so postali neuporabni za televizijo. Kombinacija izboljšav tehnologije materialov od sedemdesetih let je to močno izboljšala, prav tako pa tudi tehnike aktivne matrike. Do leta 2000 so bile LCD plošče s časom odziva približno 20 ms relativno pogoste v računalniških vlogah. To še ni bilo dovolj hitro za televizijsko uporabo.

Glavna izboljšava, ki jo je vodil NEC, je pripeljala do prvih praktičnih LCD televizorjev. NEC je opazil, da tekoči kristali vzamejo nekaj časa, da se začnejo premikati v novo usmeritev, vendar se hitro ustavijo. Če bi se lahko začetna gibanja pospešila, bi se skupna učinkovitost povečala. Rešitev NEC je bila, da povečajo napetost med "časom vrtenja", ko se kondenzator na začetku napolni in nato spusti nazaj na normalne nivoje, da bi ga napolnil do potrebne napetosti. Skupna metoda je podvojiti napetost, toda prepoloviti širino impulza, ki zagotavlja enako skupno moč. Tehnika, ki jo imenuje "Overdrive" podjetja NEC, se zdaj pogosto uporablja na skoraj vseh LCD-jih.

Še en velik napredek v odzivnem času je bil dosežen z dodajanjem pomnilnika, da bi vsebovali vsebino zaslona - nekaj, kar mora televizor storiti nekako, vendar ni bil prvotno potreben v vlogi računalniškega monitorja, ki je zaganjal LCD industrijo. Na starejših zaslonih so bili kondenzatorji aktivne matrike prvič odcejeni, nato pa so se z vsakim osveževanjem ponovno napolnili na novo vrednost. V večini primerov se velika večina slike na zaslonu ne spremeni iz okvirja v okvir. Z držanjem pred in po vrednostih v računalnem pomnilniku, jih primerjamo in ponastavljamo le tiste pod-piksle, ki so se dejansko spremenili, je bilo zmanjšano časovno porabljeno polnjenje in praznjenje kondenzatorjev. Poleg tega kondenzatorji niso popolnoma izsušeni; Namesto tega se njihova obstoječa napolnjenost poveča ali zmanjša, da se ujema z novo vrednostjo, ki običajno zahteva manj polnilnih impulzov. Ta sprememba, ki je bila izolirana z elektroniko voznika in poceni za izvajanje, je izboljšala odzivni čas za približno dvakrat.


Skupaj so skupaj z nadaljnjimi izboljšavami v tekočih kristalih in s povečevanjem osveževanja od 60 Hz do 120 in 240 Hz odzivni čas padli z 20 ms v letu 2000 na približno 2 ms v najboljših sodobnih zaslonih. Toda tudi to ni dovolj hitro, ker se bo pixel še vedno preklopil, medtem ko je okvir prikazan. Konvencionalni CRT-ji so precej manj kot 1 ms, plazemski in OLED pa se ponašata s časom od 0,001 ms.

Eden od načinov za nadaljnje izboljšanje učinkovite osveževalne frekvence je uporaba "super-vzorčenja" in postaja vse bolj pogosta na vrhunskih nizih. Ker se motenje gibanja pojavi med prehodom iz enega v drugega, se to lahko zmanjša z dvojno hitrostjo osveževanja LCD-plošče in z vgradnjo vmesnih okvirjev z uporabo različnih tehnik za kompenzacijo gibanja. To izenačuje prehode in pomeni, da je osvetlitev vključena šele, ko so prehodi poravnani. Številni vrhunski sklopi ponujajo 120 Hz (v Severni Ameriki) ali 100 Hz (v Evropi) stopnjo osveževanja s to tehniko. Druga rešitev je, da osvetlitev zaslona vklopite šele, ko je zaklopa popolnoma preklopljena. Da bi zagotovili, da zaslon ne utripa, ti sistemi večkrat osvežijo osvetlitev ozadja, podobno kot projekcija filma, kjer se zaklopa odprejo in zapirajo večkrat na okvir.

Kontrastno razmerje

Tudi v popolnoma izklopljenem stanju tekoči kristali omogočajo puščanje neke svetlobe skozi polkna. To omejuje njihovo kontrastno razmerje na približno 1600: 1 na najboljših sodobnih nizih, merjeno z uporabo ANSI meritev (ANSI IT7.215-1992). Proizvajalci pogosto navajata kontrastno razmerje "Full On / Off", kar je približno 25% večje za kateri koli dan. [5]

To pomanjkanje kontrasta je najbolj opazno pri temnejših prizorov. Če želite prikazati barvo blizu črne barve, je treba LCD-zaslonke obrniti na skoraj popolno motnost, kar omejuje število ločenih barv, ki jih lahko prikazujejo. To vodi k "posteriziranju" učinkov in skupinam diskretnih barv, ki postanejo vidne v senci, zato mnogi pregledi LCD-televizorjev omenjajo "podrobnosti sence". [6] Za primerjavo, LED televizorji najvišjega nivoja ponujajo običajne kontrastne razmerje 5.000.000: 1.

Ker je skupna količina svetlobe, ki gleda na gledalca, kombinacija osvetlitve in zaklopa, lahko moderni kompleti uporabljajo "dinamično osvetlitev ozadja" ali lokalno zatemnitev, da izboljšajo kontrastno razmerje in podrobnosti sence. Če je določena površina zaslona temna, bo konvencionalni set moral nastaviti svoje polnilnike blizu neprozorne, da bi zmanjšali svetlobo. Vendar, če se osvetlitev ozadja v tem območju zmanjša za polovico, se lahko zmanjša za polovico, število razpoložljivih ravni zaklopa pa se podvoji pomnoži. To je glavni razlog, da vrhunski sklopi ponujajo dinamično osvetlitev (v primerjavi s prihranki energije, omenjenimi prej), kar omogoča znatno izboljšanje kontrastnega razmerja med zaslonom. Medtem ko lahko LCD-zasloni omogočajo kontrastno razmerje 1000: 1, z dodatkom 30 stopenj dinamične osvetlitve je to izboljšano na 30.000: 1.

Vendar pa je območje zaslona, ki ga je mogoče dinamično nastaviti, funkcija izvora osvetlitve. CCFL so tanke cevi, ki na celotnem zaslonu prižigajo več vrstic (ali stolpcev) hkrati in ta svetlobo se razprostira z difuzorji. CCFL mora imeti dovolj moči, da osvetli najsvetlejšo površino dela slike pred njim, tako da če je slika svetla na eni strani in temna na drugi strani, te tehnike ni mogoče uspešno uporabiti. Prikazuje ozadje s polnimi nizi svetlečih diod imajo prednost, ker vsaka LED osvetli le majhen delček zaslona. To omogoča, da se dinamična osvetlitev uporablja na veliko širši sliki. Zaslonski prikazovalnik ne uživa te prednosti. Ti zasloni imajo LED samo ob robovih in uporabljajo svetlobno vodilno ploščo, prekrito s tisočimi konveksnimi izboklinami, ki odbijajo svetlobo s strani LED-žarnic, ki sprožajo LCD-matriko in filtre. Svetleče diode na zaslonih z zaslonom so lahko zatemnjene samo po celem svetu, ne pa posamično. Zaradi stroškov je večina LCD-televizorjev opremljena z osvetljenim ozadjem.

Masivni zagon na papirju, ki ga ta metoda zagotavlja, je razlog, zakaj mnogi sklopi sedaj v svojih specifikacijskih listih dajo "dinamično kontrastno razmerje". V avdio-vizualnem svetu obstaja široka razprava o tem, ali so razmerja dinamičnega kontrasta resnična ali pa preprosto tržijo govor. Pregledovalci navadno ugotavljajo, da se tudi najboljši LCD-ji ne morejo ujemati s kontrastnimi razmerji ali globokimi črnci plazemskih zaslonov, čeprav so na papirju ocenjeni kot precej višji. Vendar od leta 2014 ni večjih proizvajalcev plazemskih zaslonov. Voditelji kontrasta so sedaj prikazani na podlagi OLED-jev.

Barvna lestvica

Barva na televiziji LCD se proizvaja tako, da filtrira bele vire in nato selektivno zapre vse tri primarne barve med seboj. Natančnost in kakovost nastalih barv sta torej odvisna od vira osvetlitve ozadja in njegove zmožnosti enakomerne izdelave bele svetlobe. CCFL, ki se uporabljajo v zgodnjih LCD-televizorjih, niso bili posebej beli in so bili najbolj zeleni. Moderna osvetlitev je to izboljšala in običajno postavlja barvni prostor, ki pokriva približno 75% barvnega lestvice NTSC 1953. Uporaba belih lučk kot osvetlitev ozadja to izboljšuje.

Septembra 2009 je družba Nanoco, britanska družba, napovedala, da je podpisala skupni razvojni sporazum z glavno japonsko elektronsko družbo, v okviru katere bo zasnoval in razvijal kvantne pike (QD) za uporabo v žarometih LED na LCD-televizorjih. [9] Kvantne pike se vrednotijo za prikaze, ker oddajajo svetlobo v zelo specifičnih Gaussovih porazdelitvah. To lahko privede do prikaza, ki bolj natančno prikazuje barve, ki jih človeško oko zaznava. Če želite ustvariti belo svetlobo, ki je najbolj primerna kot osvetlitev LCD zaslona, se deli svetlobe LED-modrega oddajnika pretvorijo s kvantnimi pikami v majhno pasovno širino zeleno in rdečo luč, tako da kombinirana bela svetloba omogoča skoraj idealen barvni razpon, ki ga ustvari Barvni filtri na LCD zaslonu. Poleg tega se učinkovitost izboljša, ker vmesne barve (valovne dolžine) niso več prisotne in jih RGB barvni filtri na zaslonu LCD ne filtrirajo. Ameriška družba QD Vision je s Sonyom začela z uporabo te tehnike v okviru tržne znamke Triluminos leta 2013.

Na Consumer Electronics Show 2015 so Samsung Electronics, LG Electronics, kitajska TCL Corporation in Sony prikazali LED-osvetlitev LCD-televizorja z izboljšano QD.

Zgodovina

LCD TV, ki visi na steni v svetovnem trgovinskem centru Taipei med razstavo Computex Taipei leta 2008.

Zgodnja prizadevanja

Pasivni matrični LCD-prikazovalniki so se prvič pojavili v osemdesetih letih za različne prenosne računalniške vloge. Takrat so se tekmovali s plazemskimi zasloni v istem tržnem prostoru. LCD-ji so imeli zelo počasne osveževalne stopnje, ki so zameglili zaslon celo s pomikanjem besedila, vendar so bile njihove lahke in nizke cene pomembne koristi. Zasloni z odsevnimi LCD-ji niso potrebovali nobenega notranjega vira svetlobe, zaradi česar so posebej primerni za prenosne računalnike.

Hitrost osveževanja zgodnjih naprav je bila prepočasna, da bi bila uporabna za televizijo. Prenosne televizije so bile ciljne aplikacije za LCD-televizorje. LCD-ji so porabili precej manj energije baterije, potem pa tudi miniaturne cevi, ki se uporabljajo v prenosnih televizorjih tega obdobja. Najprej komercialno izdelan LCD-televizor je bil Casio TV-10 izdelan leta 1983. [13] Resolucije so bile omejene na standardno definicijo, čeprav so številne tehnologije pritiskale na meje tega standarda; Super VHS je ponudil izboljšano barvno nasičenost, DVD-ji pa tudi višje ločljivosti. Tudi s temi napredki so bile velikosti zaslona več kot 30 "redke, saj bi se te oblike začele pojavljati kot bloki pri običajnih odmikah sedežev, gledano na večjih zaslonih. Projekcijski sistemi so bili na splošno omejeni na primere, kjer je morala slika gledati večja publika.

Kljub temu se je v tem obdobju izvajalo nekaj eksperimentiranja z LCD televizorji. Leta 1988 je Sharp Corporation predstavil prvo komercialno televizijo LCD, 14-palčni model z aktivnim matričnim naslavljanjem s tankoplastnimi tranzistorji (TFT), ki so bili ponujeni predvsem kot butični izdelki za zahtevne stranke in niso bili namenjeni splošnemu trgu. Istočasno pa plazma zasloni lahko enostavno ponudijo zmogljivost, ki je potrebna za visoko kakovosten prikaz, vendar je trpela zaradi nizke svetlosti in zelo visoke porabe energije. Vendar pa je vrsta napredovanj privedla do plazemskih prikazov, ki presegajo LCD-je v izboljšavah zmogljivosti, začenši z izboljšano tehnologijo Fujitsu Gradbenih tehnik leta 1979, hitrih izboljšanih fosforjev leta 1984 in AT & T-jevega odstranjevanja črnih področij med pod-slikovnimi pikami sredi osemdesetih let 20. stoletja so bili plazemski prikazi daleč pred LCD zasloni.

Visoka ločljivost

Počasna standardizacija televizije visoke ločljivosti je najprej ustvarila trg za nove televizijske tehnologije. Še zlasti je bilo širše razmerje stranic 16: 9 novega gradiva težko graditi z uporabo CRT-jev; V idealnem primeru bi moral biti CRT popolnoma okrogel, da bi najbolje obdržal notranji vakuum, in ker razmerje stranic postane bolj pravokotno, postane cev postane težje. Hkrati so bile veliko večje ločljivosti teh novih formatov izgubljene na manjših velikostih zaslona, zato so se CRT soočili z dvema težavama, ki so postale večje in bolj pravokotne hkrati. LCD-ji v dobi še vedno niso mogli spopasti s hitro premikajočimi se slikami, še posebej pri višjih ločljivostih, od sredine devetdesetih pa je bila plazma zaslon edina resnična ponudba v visokem ločilnem prostoru.

S prekinitvijo uvedbe HDTV-a sredi devetdesetih let prejšnjega stoletja so plazemska zaslona postala primarna tehnologija visoke ločljivosti. Vendar pa so njihovi visoki stroški, tako v proizvodnji kot tudi na ulici, pomenili, da starejše tehnologije, kot so CRT, ohranjajo odtis kljub svojim pomanjkljivostim. Toda LCD je bil široko ocenjen, da se ni mogel razlikovati v istem prostoru, in splošno mnenje je bilo, da bi se prehod na visoko ločljivost v celoti izničil s trga.

Ta položaj se je hitro spremenil. V nasprotju z zgodnjim optimizmom plazemski prikazi niso nikoli videli velikih ekonomij obsega, ki so se pričakovali in so ostali dragi. Medtem so LCD tehnologije, kot je Overdrive, začele reševati svojo sposobnost za delo pri televizijskih hitrostih. Prvotno proizvedeni v manjših velikostih, ki se prilegajo v nizkoročni prostor, ki ga plazma ni mogla izpolniti, so LCD-ji začeli doživljati ekonomije obsega, ki jih plazma ni dosegla. Do leta 2004 so bili na voljo 32 modelov, 42 postaj so postali pogosti in veliko večji prototipi so bili dokazani.

Prevzem na trgu

Čeprav so plazmi še vedno imeli sporen rob kakovosti slike preko LCD-jev, celo celo cenovna prednost za komplete s kritično 42-palčno velikostjo in večjimi cenami LCD se je hitro začelo zniževati leta 2006, medtem ko so njihove velikosti zaslona naraščale podobno hitro. V letu 2006 je več prodajalcev ponujalo 42-palčnih LCD-jev, čeprav s cenovno premijo, ki je posegalo v edino trdnjavo v plazmi. V bolj kritičnem pogledu LCD-ji ponujajo višje ločljivosti in resnično 1080p podporo, medtem ko so bili plazmi zataknjeni pri 720p, kar je bilo za razliko v ceni. [14]

Napovedi, da bi se cene LCD-televizorjev hitro znižale do leta 2007, so na trgu postale "čakati in videti", prodaja vseh velikih televizijskih postaj pa je stagnirala, kupci pa so gledali, ali bi se to zgodilo. Plazme in LCD-ji so v letu 2007 dosegli cenovno enakopravnost, na tej točki pa je bila večja ločljivost LCD-ja večja prodaja za mnoge izdelke. Do konca leta 2007 je bilo jasno, da bodo LCD-ji v kritični božični prodajni sezoni prodali plazme. [15] [16] To je bilo kljub dejstvu, da so plazmi še naprej imeli prednost pred kakovostjo slike, toda, kot je dejal predsednik Chunghwa Picture Tubes po zaustavitvi njihove plazemske proizvodne linije, "na svetovni ravni, toliko podjetij, toliko naložb, toliko ljudi je bilo Delajo na tem področju, na tem izdelku, zato se lahko tako hitro izboljšajo. "

Ko so bili podatki o prodaji za božično sezono leta 2007 končno ocenjeni, so strokovnjaki presenečeni nad ugotovitvijo, da LCD-televizorji v istem obdobju niso imeli le zunaj plazme, temveč tudi zunanje CRT-je. [17] Ta razvoj je od konkurence oddaljil konkurenčne sisteme velikega zaslona s trga čez noč. Plazma je v letu 2005 prehitela sisteme zadnje projekcije. Enako velja za CRT, ki je trajal le nekaj mesecev dlje; Sony ended sales of their famous Trinitron in most markets in 2007, and shut down the final plant in March 2008. The February 2009 announcement that Pioneer Electronics was ending production of the plasma screens was widely considered the tipping point in that technology's history as well.

LCD's dominance in the television market accelerated rapidly. It was the only technology that could scale both up and down in size, covering both the high-end market for large screens in the 40 to 50" class, as well as customers looking to replace their existing smaller CRT sets in the 14 to 30" range. Building across these wide scales quickly pushed the prices down across the board.

In 2008, LCD TV shipments were up 33 percent year-on-year compared to 2007 to 105 million units. In 2009, LCD TV shipments raised to 146 million units (69% from the total of 211 million TV shipments).In 2010, LCD TV shipments reached 187.9 million units (from an estimated total of 247 million TV shipments).

Current sixth-generation panels by major manufacturers such as Sony, Sharp Corporation, LG Display, Panasonic and Samsung have announced larger sized models:]

  • In October 2004, Sharp announced the successful manufacture of a 65" panel.

  • In March 2005, Samsung announced an 82" LCD panel.

  • In August 2006, LG Display Consumer Electronics announced a 100" LCD television

  • In January 2007, Sharp displayed a 108" LCD panel under the AQUOS brand name at CES in Las Vegas.

Recent research

Some manufacturers are also experimenting with extending color reproduction of LCD televisions. Although current LCD panels are able to deliver all sRGB colors using an appropriate combination of backlight's spectrum and optical filters, manufacturers want to display even more colors. One of the approaches is to use a fourth, or even fifth and sixth color in the optical color filter array. Another approach is to use two sets of suitably narrowband backlights (eg LEDs), with slightly differing colors, in combination with broadband optical filters in the panel, and alternating backlights each consecutive frame. Fully using the extended color gamut will naturally require an appropriately captured material and some modifications to the distribution channel. Otherwise, the only use of the extra colors would be to let the looker boost the color saturation of the TV picture beyond what was intended by the producer, but avoiding the otherwise unavoidable loss of detail ("burnout") in saturated areas.

Competing systems

In spite of LCD's current dominance of the television field, there are several other technologies being developed that address its shortcomings. Whereas LCDs produce an image by selectively blocking a backlight OLED, FED and SED all produce light directly on the front face of the display. In comparison to LCDs, all of these technologies offer better viewing angles, much higher brightness and contrast ratio (as much as 5,000,000:1), and better color saturation and accuracy, and use less power. In theory, they are less complex and less expensive to build.

Actually manufacturing these screens has proved more difficult than originally imagined. Sony abandoned their FED project in March 2009, but continue work on their OLED sets. Canon continues development of their SED technology, but announced that they will not attempt to introduce sets to market for the foreseeable future.

Samsung has been displaying OLED sets at 14.1, 31 and 40 inch sizes for some time, and at the SID 2009 trade show in San Antonio they announced that the 14.1 and 31 inch sets are "production ready".

Environmental effects

See also: Electronic waste

The production of LCD screens uses nitrogen trifluoride (NF3) as an etching fluid during the production of the thin-film components. NF3 is a potent greenhouse gas, and its relatively long half-life may make it a potentially harmful contributor to global warming. A report in Geophysical Research Letters suggested that its effects were theoretically much greater than better-known sources of greenhouse gasses like carbon dioxide. As NF3 was not in widespread use at the time, it was not made part of the Kyoto Protocols and has been deemed "the missing greenhouse gas".

Critics of the report point out that it assumes that all of the NF3 produced would be released to the atmosphere. In reality, the vast majority of NF3 is broken down during the cleaning processes; two earlier studies found that only 2 to 3% of the gas escapes destruction after its use. Furthermore, the report failed to compare NF3's effects with what it replaced, perfluorocarbon, another powerful greenhouse gas, of which anywhere from 30 to 70% escapes to the atmosphere in typical use.