Casa > Exposició > Contingut

Televisió de cristall líquid (TV LCD), televisors en color que utilitzen tecnologia LCD per produir imatges

Apr 21, 2017

Televisió LCD


Un televisor LCD genèric, amb altaveus a banda i banda de la pantalla

Les televisions de pantalla de cristall líquid ( TV LCD ) són televisors que utilitzen pantalles de cristall líquid per produir imatges. Els televisors LCD són més prims i més lleugers que el tub de raigs catòdics (CRT) de mida de pantalla similar i estan disponibles en mides molt més grans. Quan es van reduir els costos de fabricació, aquesta combinació de característiques va fer que les LCD siguin pràctiques per als receptors de televisió.

El 2007, els televisors LCD van superar per primera vegada les vendes de televisions basades en CRT per tot el món, [ cita requerida ] i les seves xifres de vendes relatives a altres tecnologies estan accelerant. Els televisors LCD estan desplaçant ràpidament els únics principals competidors en el mercat de grans pantalles, el panell de pantalla de plasma i la televisió de projecció posterior . Les pantalles LCD són, amb diferència, el tipus de pantalla de televisió més àmpliament produïda i venuda.

Les pantalles LCD també tenen una varietat de desavantatges. Altres tecnologies s'ocupen d'aquestes debilitats, inclosos els díodes orgànics emissors de llum (OLED), FED i SED , però a partir de 2014 cap d'ells ha entrat en una producció generalitzada de pantalles de televisió.


Continguts

[ Amaga ]


Descripció [ edita ]

Conceptes bàsics de LCD [ edita ]

Televisió LCD a casa juntament amb PlayStation 3 i alguns altres equips

Els televisors LCD produeixen una imatge de color negre i negre filtrant selectivament una llum blanca. La llum va ser subministrada per una sèrie de làmpades fluorescents de càtode fred (CCFL) a la part posterior de la pantalla. Avui en dia, la majoria de les pantalles de TV LCD usen LEDs blancs o de color com a retroiluminació. Milions de persianes individuals LCD, disposades en una reixeta, obertes i properes a permetre que la quantitat de llum blanca es mesura. Cada obturador està emparellat amb un filtre de colors per eliminar tota la part vermella, verda o blava (RGB) de la llum de la font blanca original. Cada parell de filtre d'obturador forma un únic subpíxel . Els subpíxels són tan petits que, quan la visualització es visualitza fins i tot a una curta distància, els colors individuals es combinen per produir un sol lloc de color, un píxel . L'ombra del color es controla modificant la intensitat relativa de la llum que passa pels subpíxels.

Els cristalls líquids abasten una àmplia gamma de polímers (típicament) en forma de barra que, naturalment, es formen en capes primes i ordenades, a diferència de l'alineació més aleatòria d'un líquid normal. Alguns d'aquests, els cristalls líquids nemàtics , també mostren un efecte d'alineació entre les capes. La direcció particular de l'alineació d'un cristall líquid nemàtic es pot establir posant-lo en contacte amb una capa d'alineació o director , que és essencialment un material amb ranures microscòpiques en ell, sobre els substrats de suport. Quan es col·loca en un director, la capa en contacte s'alinearà amb les ranures, i les capes anteriors s'ajuntaran posteriorment amb les capes inferiors, el material a granel assumint l'alineació del director. En el cas d'un LCD Twisted Nematic (TN), aquest efecte s'utilitza utilitzant dos directors disposats en angle recte i col.locats junts amb el cristall líquid entre ells. Això obliga a les capes a alinear-se en dues direccions, creant una estructura retorçada amb cada capa alineada en un angle lleugerament diferent a les de qualsevol banda.

Els persianes LCD consisteixen en una pila de tres elements primaris. A la part inferior i a dalt de l'obturador hi ha les plaques polaritzadores fixades en angle recte. Normalment, la llum no pot viatjar a través d'un parell de polaritzadors disposats d'aquesta manera, i la pantalla seria negra. Els polaritzadors també porten els directors per crear l'estructura trenada alineada amb els polarisadors a banda i banda. A mesura que la llum flueix del polaritzador posterior, naturalment seguirà el gir de cristall líquid, sortint de la part davantera del cristall líquid, que ha estat girada per l'angle correcte, que li permet passar pel polaritzador frontal. Normalment, les pantalles LCD són transparents en aquest mode de funcionament.

Per apagar un obturador, s'aplica una tensió de front a enrere. Les molècules en forma de vareta s'alineen amb el camp elèctric en lloc dels directors, distorsionant l'estructura retorçada. La llum ja no canvia la polarització a mesura que flueix pel cristall líquid, i ja no pot passar pel polaritzador frontal. Al controlar la tensió aplicada a través del cristall líquid, es pot seleccionar la quantitat de gir restant. Això permet controlar la transparència de l'obturador. Per millorar el temps de commutació, les cel·les es col·loquen sota pressió, cosa que augmenta la força per tornar a alinear-se amb els directors quan el camp està apagat.

S'han utilitzat diverses altres variacions i modificacions per millorar el rendiment en determinades aplicacions. Les pantalles de commutació en pla (IPS i S-IPS) ofereixen angles de visió més amplis i una millor reproducció del color, però són més difícils de construir i tenen temps de resposta lleugerament més lents. Les alineacions verticals (VA, S-PVA i MVA) ofereixen relacions de contrast més altes i bons temps de resposta, però pateixen canvis de color quan es veuen des del costat. En general, totes aquestes pantalles funcionen de manera similar controlant la polarització de la font de llum.

Adreça de subpíxels [ edita ]

Una vista prèvia (300 ×) d'un LCD típic, que mostra clarament l'estructura del subpíxel. La "malla" a la part inferior esquerra de cada subpíxel és el transistor de pel·lícula fina. Els condensadors associats i les línies de direcció estan situades al voltant de l'obturador, a les zones fosques.

Per fer front a un únic obturador a la pantalla, es dipositen una sèrie d'elèctrodes a les plaques a cada costat del cristall líquid. Un costat té ratlles horitzontals que formen files i l'altra té ratlles verticals que formen columnes. Mitjançant el subministrament de tensió a una fila i una columna, es generarà un camp en el punt on es creu. Atès que un elèctrode metàl·lic seria opac, els LCD usen elèctrodes fets amb un conductor transparent, típicament òxid d'indi .

Atès que dirigir-se a un obturador únic, necessita poder subministrar-se a tota una fila i columna, alguns dels camps sempre surten a les persianes circumdants. Els cristalls líquids són bastant sensibles, i fins i tot petites quantitats de camp filtrat causen que es produeixi un cert nivell de commutació. Aquesta commutació parcial dels persianes circumdants desdibuixa la imatge resultant. Un altre problema en els primers sistemes LCD va ser que les tensions necessàries per fixar les persianes en un gir particular era molt baix, però aquesta tensió era massa baixa per fer que els cristalls es tornessin a alinear amb un rendiment raonable. Això va donar lloc a temps de resposta lenta i va provocar un " fantasma " fàcilment visible en aquestes pantalles en imatges en moviment ràpid, com ara un cursor del ratolí a la pantalla de l'ordinador. Fins i tot el text de desplaçament sovint es representava com a borrícula il·legible, i la velocitat de commutació era massa lenta per utilitzar-la com una pantalla de televisió útil.

Per atacar aquests problemes, les pantalles LCD modernes utilitzen un disseny de matriu actiu . En comptes d'alimentar ambdós elèctrodes, un conjunt, normalment el frontal, està connectat a un sòl comú. A la part posterior, cada obturador està emparellat amb un transistor de pel·lícula prima que s'activa en resposta a nivells de voltatge àmpliament separats, diguem 0 i +5 volts. Una nova línia d'adreçament, la línia de la porta , s'afegeix com un interruptor separat per als transistors. Les files i les columnes es dirigeixen com abans, però els transistors asseguren que només s'adreça l'obturador únic al punt de pas; Qualsevol camp filtrat és massa petit per canviar els transistors circumdants. Quan s'activa, una quantitat de càrrega constant i relativament alta flueix des de la línia d'origen a través del transistor i en un condensador associat. El condensador es carrega fins que manté la tensió de control correcta, lentament a través del cristal fins al sòl comú. El corrent és molt ràpid i no és adequat per al control fi de la càrrega de la botiga resultant, de manera que la modulació de codis de pols s'utilitza per controlar de forma precisa el flux general. No només això permet un control molt precís sobre les persianes, ja que el condensador es pot omplir o drenar ràpidament, però el temps de resposta de l'obturador també millora dramàticament.

Construint una pantalla [ edita ]

Un conjunt d'obturador típic consisteix en un entrepà de diverses capes dipositats sobre dues fulles de vidre primes que formen la part frontal i posterior de la pantalla. Per a mides de pantalla menors (menys de 30 polzades (760 mm)), les làmines de vidre es poden reemplaçar amb plàstic.

El full posterior comença amb una pel·lícula polaritzada, la xapa de vidre, els components de la matriu activa i els elèctrodes d'adreça, i després el director. La fulla frontal és similar, però no té els components de la matriu activa, substituint els que tenen els filtres de color modelats. Mitjançant un procés de construcció múltiple, es poden produir dues fulles a la mateixa línia de muntatge. El cristall líquid se situa entre els dos fulls en un full de plàstic modelat que divideix el líquid en persianes individuals i manté els fulls a una distància precisa entre si.

El pas crític en el procés de fabricació és la deposició dels components de la matriu activa. Aquests tenen una taxa de fracàs relativament alta, que fa que aquests píxels a la pantalla "sempre encès". Si hi ha prou píxels trencats, s'ha de descartar la pantalla. El nombre de panells rebutjats té un fort efecte en el preu dels televisors resultants, i la major caiguda a la baixa dels preus entre 2006 i 2008 es va deure principalment a processos millorats.

Per produir una televisió completa, l'assemblatge de l'obturador es combina amb l'electrònica de control i la retroil·luminació. La llum de fons per a petits conjunts pot subministrar-se mitjançant una sola làmpada mitjançant un difusor o un mirall fos per estendre la llum, però per a les pantalles més grans, una sola llum no és prou brillant i la superfície posterior està coberta per diferents llums. Aconseguir una il·luminació uniforme a la part frontal d'una pantalla sencera continua sent un desafiament, i els llocs brillants i foscos no són infreqüents.

Comparació [ edita ]

Un televisor LCD Sony de 19 "

Embalatge [ edita ]

En un CRT, el feix d'electrons es produeix escalfant un filament metàl·lic, que "bull" els electrons fora de la seva superfície. Els electrons s'acceleren i se centren en una pistola d'electrons i es dirigeixen a la ubicació correcta a la pantalla mitjançant electromagnets . La major part del pressupost de potència d'un CRT escalfa el filament, de manera que la part posterior d'una televisió basada en CRT és calenta. Atès que els electrons són fàcilment desviats per molècules de gas, tot el tub s'ha de mantenir al buit. La força atmosfèrica a la cara frontal del tub creix amb la zona, que requereix vidre cada vegada més gruixut. Això limita CRT pràctiques a mides de 30 polzades; (76 cm) es van produir fins a 40 polzades (102 cm), es van produir diversos centenars de lliures i les televisions més grans que aquestes van haver de recórrer a altres tecnologies com la projecció posterior .

La manca de buit en un televisor LCD és un dels seus avantatges; Hi ha una petita quantitat de buit en conjunts amb retroiluminacions CCFL, però està disposat en cilindres que són naturalment més forts que grans plaques planes. L'eliminació de la necessitat de cares de vidre pesades permet que les pantalles LCD siguin molt més lleugeres que altres tecnologies. Per exemple, el Sharp LC-42D65, un televisor LCD de 42 polzades (106 cm), bastant típic, pesa 55 lliures (25 kg), incloent un stand, [1] mentre que el model final de Sony KV-40XBR800, un 40 "( 102 cm) 4: 3 CRT pesa un massiu de 304 lliures (138 kg) sense suport, gairebé sis vegades el pes [2].

Els panells LCD, com altres pantalles planes , també són molt més prim que els CRT. Atès que el CRT només pot doblegar el feix d'electrons a través d'un angle crític mentre manté el focus, l'arma electrònica s'ha d'ubicar a certa distància de la façana de la televisió. En els primers conjunts de la dècada de 1950, l'angle era sovint tan petit com 35 graus fora de l'eix, però les millores, especialment la convergència assistida per ordinador, van permetre millorar dramàticament i, a la fi de la seva evolució, es van plegar. No obstant això, fins i tot els millors CRT són molt més profundes que un LCD; El KV-40XBR800 és de 26 polzades (66 cm) de profunditat, [2] mentre que el LC-42D65U és inferior a 4 polzades (10 cm) de gruix [1] - el seu suport és molt més profund que la pantalla per proporcionar estabilitat.

Les pantalles LCD es poden construir, en teoria, en qualsevol mida, i els rendiments de producció són la principal restricció. A mesura que els rendiments augmenten, les mides de pantalla LCD comuns creixen, des de 14 "(35 cm) fins a 30" (70 cm), a 42 "(107 cm), a 52" (132 cm) i 65 "(165 cm) són conjunts Ara àmpliament disponible. Això va permetre als LCDs competir directament amb la majoria de televisors de projecció a la llar, i en comparació amb aquestes tecnologies, les pantalles LCD de visió directa tenen una millor qualitat d'imatge. Existeixen jocs d'execució experimentals i limitades amb mides de més de 100 polzades (254 cm ).

Eficiència [ edita ]

Les pantalles LCD són relativament ineficients pel que fa al consum d'energia per grandària de la pantalla, ja que la gran majoria de la llum que es produeix a la part posterior de la pantalla queda bloquejada abans que arribi a l'espectador. Per començar, el polaritzador posterior filtra més de la meitat de la llum original no polaritzada. En examinar la imatge de dalt, podeu veure que una bona part de l'àrea de la pantalla està coberta per l'estructura de la cel·la al voltant de les persianes, que elimina una altra part. Després d'això, el filtre de color de cada subpíxel elimina la majoria del que queda per deixar només el color desitjat. Finalment, per controlar el color i la lluminositat d'un píxel en el seu conjunt, es perd una mica de llum al passar el polaritzador frontal a l'estat de l'operació imperfecta de les persianes.

Per aquestes raons, el sistema de retroiluminació ha de ser extremadament potent. Tot i utilitzar CCFLs altament eficients, la majoria de conjunts utilitzen diversos centenars de watts de potència, més del que es requeriria per encendre una casa sencera amb la mateixa tecnologia. Com a conseqüència, els televisors LCD amb CCFL acaben amb l'ús total d'energia similar a un CRT de la mateixa mida. Amb els mateixos exemples, el KV-40XBR800 dissipa 245 W, [2] mentre que el LC-42D65 dissipa 235 W. [1] Les pantalles de plasma són pitjors; Els millors són a la par dels LCD, però els conjunts típics esgoten molt més. [3]

Els LCD moderns han tractat d'abordar l'ús d'energia mitjançant un procés conegut com a "il luminació dinàmica" (originalment introduït per altres motius, vegeu a continuació). Aquest sistema examina la imatge per trobar àrees més fosques i redueix la retroiluminación en aquestes zones. Els CCFL són cilindres llargs que funcionen amb la longitud de la pantalla, de manera que aquest canvi només es pot utilitzar per controlar la brillantor de la pantalla en el seu conjunt o, si més no, de bandes horitzontals amples. Això fa que la tècnica sigui adequada només per a determinats tipus d'imatges, com els crèdits al final d'una pel·lícula. El 2009, alguns fabricants [4] van fer alguns televisors amb HCFL (més eficient que CCFL). S'estableix mitjançant LEDs distribuïts darrere de la pantalla, amb cada il·luminació LED només un petit nombre de píxels, generalment un parxe de 16 a 16, permeten una millor regulació local ajustant dinàmicament la brillantor de zones molt més reduïdes, que és adequat per a un conjunt molt més ampli de Imatges.

Una altra àrea de recerca en curs és la utilització de materials que recorrin òpticament la llum per tal de reutilitzar la major part del senyal possible. Una millora potencial és utilitzar micropòsits o miralls dicromics per dividir la llum en R, G i B, en comptes d'absorbir els colors no desitjats en un filtre. Un sistema reeixit milloraria l'eficiència tres vegades. Un altre seria dirigir la llum que normalment caurà sobre elements opacs a la part transparent de les persianes.

Diverses tecnologies més noves, OLED , FED i SED , tenen un menor poder d'energia com una de les seves avantatges principals. Totes aquestes tecnologies produeixen llum directament a base de subpíxels i només utilitzen la mateixa potència que requereix aquest nivell de llum. Sony ha demostrat que les unitats de FED de 36 "mostren imatges molt brillants que només emeten 14 W, menys d'1/10 i un LCD de mida similar. Els sistemes OLED i SED són semblants als FED en termes de potència. Usos de baixa potència, com ordinadors portàtils i telèfons mòbils . Aquests tipus de dispositius van ser el mercat que inicialment arrencava la tecnologia LCD, a causa del seu lleuger pes i primesa.

Qualitat de la imatge [ edita ]

Un televisor LCD de butxaca del viatger

Els primers conjunts LCD van ser àmpliament considerats per la seva mala qualitat d'imatge general, principalment el fantasma d'imatges en moviment ràpid, mala relació de contrast i colors fangosos. Malgrat moltes prediccions que altres tecnologies superarien sempre a les pantalles LCD, la inversió massiva en producció de LCD, fabricació i processament d'imatges electròniques ha abordat moltes d'aquestes preocupacions.

Temps de resposta [ edita ]

Per a 60 fotogrames per segon de vídeo, comú a Amèrica del Nord, cada píxel s'encén per 17 ms abans que s'hagi de retirar (a 50 fotogrames per segon, 20 ms a Europa). Els primers LCD van tenir temps de resposta a l'ordre de centenars de mil·lisegons, cosa que els va fer inútil per a la televisió. Una combinació de millores en la tecnologia de materials des de la dècada dels setanta ho va millorar molt, igual que les tècniques de matriu activa. El 2000, els panells LCD amb temps de resposta al voltant de 20 ms eren relativament comuns en els rols d'ordinador. Això encara no era prou ràpid per a l'ús de la televisió.

Una gran millora, promoguda per NEC , va portar als primers televisors LCD pràctics. NEC va notar que els cristalls líquids triguen un temps a iniciar la seva nova orientació, però s'aturen ràpidament. Si el moviment inicial es podria accelerar, el rendiment general s'incrementaria. La solució de NEC va ser augmentar la tensió durant el "període de gir" quan el condensador es carrega inicialment, i després retrocedir als nivells normals per omplir-lo al voltatge requerit. Un mètode comú és duplicar la tensió, però reduir a la meitat l'amplada del pols, que proporciona la mateixa quantitat total de potència. Conegut per "Overdrive" per NEC, la tècnica ara s'utilitza àmpliament en gairebé tots els LCD.

Una altra millora important en el temps de resposta es va aconseguir afegint memòria per contenir els continguts de la pantalla, cosa que un televisor ha de fer de totes maneres, però no es requeria originalment en la funció del monitor d'ordinador que arrencava la indústria LCD. En les pantalles antigues, els condensadors de matriu actius es van escurçar per primera vegada i, a continuació, es tornen a carregar al nou valor amb cada actualització. Però, en la majoria dels casos, la gran majoria de la imatge de la pantalla no canvia de marc a fotograma. Mantenint els valors anteriors i posteriors en la memòria de l'ordinador , comparant-los i només reiniciant els subpíxels que realment van canviar, es va reduir la quantitat de temps que es carregava i es descarregava els condensadors. A més, els condensadors no es drenen per complet; En canvi, el seu nivell de càrrega existent s'incrementa o disminueix per adaptar-se al nou valor, que normalment requereix menys polsos de càrrega. Aquest canvi, que es va aïllar a l'electrònica del conductor i de baix cost per implementar, va millorar els temps de resposta al voltant de dues vegades.

Junts, juntament amb millores continuades en els mateixos cristalls líquids, i augmentant les taxes d'actualització de 60 Hz a 120 i 240 Hz, els temps de resposta van caure de 20 ms l'any 2000 a uns 2 ms en les millors pantalles modernes. Però fins i tot això no és prou ràpid perquè el píxel continuarà canviant mentre es mostra el marc. Els CRT convencionals estan ben inferiors a 1 ms, i les pantalles plasmàtiques i OLED presenten un temps d'ordre de 0,001 ms.

Una manera de millorar encara més la taxa d'actualització efectiva és utilitzar "super-mostreig", i cada vegada és més comú en els conjunts de gamma alta. Atès que el desenfocament del moviment es produeix durant la transició d'un estat a un altre, es pot reduir duplicant la velocitat d'actualització del quadre LCD i construint fotogrames intermedis utilitzant diverses tècniques de compensació de moviment . Això suavitza les transicions, i significa que la retroiluminación només s'activa quan es resolen les transicions. Una sèrie de jocs d'alta gamma ofereixen 120 Hz (a Amèrica del Nord) o 100 Hz (a Europa) amb taxes d'actualització utilitzant aquesta tècnica. Una altra solució és només activar la retroiluminación una vegada que l'obturador hagi canviat completament. Per assegurar que la pantalla no parpelleja, aquests sistemes activen la retroiluminación diverses vegades per actualització, d'una manera similar a la projecció de pel·lícula on l'obturador s'obre i es tanca diverses vegades per marc.

Relació de contrast [ edita ]

Fins i tot en un estat totalment commogut, els cristalls líquids permeten que es filtri alguna llum a través de les persianes. Això limita les seves ràtios de contrast a aproximadament 1600: 1 en els millors conjunts moderns, quan es mesura utilitzant la mesura ANSI (ANSI IT7.215-1992). Sovint, els fabricants citen la relació de contrast "Full On / Off", que és al voltant d'un 25% més gran per a un determinat conjunt. [5]

Aquesta manca de contrast és més notable en escenes més fosques. Per mostrar un color prop del negre, els persianes LCD han de ser convertits a gairebé l'opacitat total, limitant la quantitat de colors discrets que poden mostrar. Això condueix a efectes "posteriors" i bandes de colors discrets que es fan visibles a les ombres, motiu pel qual moltes revisions dels televisors LCD mencionen el "detall d'ombra". [6] En comparació, els televisors LED d' última generació ofereixen relacions de contrast regular de 5.000.000: 1.

Atès que la quantitat total de llum que arriba a l'espectador és una combinació de la retroiluminación i l'encofrado, els conjunts moderns poden utilitzar "retroiluminación dinàmica" o regulació local per millorar la relació de contrast i els detalls de l'ombra. Si una àrea particular de la pantalla és fosca, un conjunt convencional haurà d'establir les persianes properes a opacs per reduir la llum. Tanmateix, si la il·luminació de fons es redueix a la meitat en aquesta àrea, l'encofrado es pot reduir a la meitat i el nombre de nivells d'obertura disponibles als subpíxels es duplica. Aquesta és la principal raó dels conjunts d'alta gamma que ofereixen il·luminació dinàmica (enfront dels estalvis energètics, esmentats anteriorment), que permeten millorar dramàticament la proporció de contrast a través de la pantalla. Mentre els persianes LCD són capaços de produir una relació de contrast de 1000: 1, afegint 30 nivells de retroiluminació dinàmica, es millora fins a 30.000: 1.

Tanmateix, l'àrea de la pantalla que es pot ajustar dinàmicament és funció de la font de retroiluminació. Els CCFL són tubs prims que il·luminen moltes files (o columnes) a tota la pantalla alhora, i aquesta llum es distribueix amb difusors. El CCFL ha de ser conduït amb la força suficient per encendre l'àrea més brillant de la part de la imatge davant d'ella, de manera que si la imatge és lleugera d'un costat i fosca a l'altre, aquesta tècnica no es pot utilitzar amb èxit. Les pantalles retroiluminades amb matrius completes de LED tenen un avantatge, ja que cada LED il·lumina només un petit pegat de la pantalla. Això permet que la retroiluminación dinàmica s'utilitzi en una varietat molt més àmplia d'imatges. Les pantalles amb il·luminació vertical no gaudeixen d'aquest avantatge. Aquestes pantalles tenen LED només al llarg de les vores i utilitzen una placa guia lleugera coberta amb milers de cops convexos que reflecteixen la llum dels LEDs de sortida lateral a través de la matriu LCD i els filtres. Els indicadors LED en les pantalles amb il·luminació de vora es poden enfosquir només a nivell global, no individualment. Per motius de costos, la majoria de televisors LCD tenen retroil·luminació amb retroil·luminació.

L'augment massiu en paper que proporciona aquest mètode és la raó per la qual molts conjunts situen ara la "relació de contrast dinàmic" en els fulls de especificacions. Hi ha un ampli debat en el món audiovisual sobre si els coeficients de contrast dinàmics són reals o simplement el marketing parlen. [7] [8] Els avaluadors comunament assenyalen que fins i tot les millors LCD no poden coincidir amb les ràtios de contrast o negres profunds de les pantalles de plasma, malgrat ser classificades en paper, ja que tenen relacions molt més elevades. No obstant això, des de 2014 no hi ha cap fabricant important d'instal·lacions de plasma deixades. Els líders de contrast ara es mostren en funció de OLEDs.

Gamma de colors [ edita ]

El color en un televisor LCD es produeix filtrant una font blanca i, a continuació, es tanca selectivament els tres colors primaris relatius entre si. La precisió i la qualitat dels colors resultants depenen, doncs, de la font de retroiluminació i la seva capacitat de produir uniformement la llum blanca. Els CCFL utilitzats en els primers televisors LCD no eren particularment blancs i tendien a ser els més forts en verd. La retroiluminación moderna ha millorat això, i generalment cita un espai de color que cobreix aproximadament el 75% de la gamma de color NTSC 1953 . L'ús de LEDs blancs a mesura que la retroil·luminació millora això encara més.

Al setembre de 2009, Nanoco , una companyia del Regne Unit, va anunciar que havia signat un acord de desenvolupament conjunt amb una important companyia d'electrònica japonesa sota la qual dissenyarà i desenvoluparà punts quàntics (QD) per utilitzar-los en retroiluminación LED en televisors LCD. [9] Els punts quàntics es valoren per a les pantalles, ja que emeten llum en distribucions Gaussianes molt específiques. [10] Això pot donar lloc a una presentació que fa que els colors que l'ull humà pugui percebre amb més precisió. Per generar la llum blanca més adequada com a retroiluminació LCD, les parts de la llum d'un LED emissor de color blau es transformen en punts quàntics en una amplada de banda ampla de color verd i llum vermella, de manera que la llum blanca combinada permet una gamma de color gairebé ideal generada pel Filtres de color del panell LCD. A més, l'eficiència es millora, ja que els colors intermedis (longituds d'ona) ja no estan presents i no han de ser filtrats pels filtres de color RGB de la pantalla LCD. La companyia nord-americana QD Vision va treballar amb Sony per llançar televisors LCD utilitzant aquesta tècnica sota l'etiqueta comercial Triluminos el 2013.

A Consumer Electronics Show 2015, Samsung Electronics , LG Electronics , la companyia xinesa TCL Corporation i Sony van mostrar una retroiluminación LED LED reforçada per QD de televisors LCD. [11] [12]

Història [ edita ]

Un televisor LCD penjat en una paret del Taipei World Trade Center durant el programa Computex de Taipei el 2008.

Principis d'esforç [ edita ]

Les pantalles LCD de la matriu passiva es van convertir en comunes en els anys vuitanta per a diversos rols d'ordinadors portàtils. En el moment van competir amb pantalles de plasma en el mateix espai del mercat. Les pantalles LCD tenien taxes d'actualització molt lentes que difuminaven la pantalla fins i tot amb el desplaçament de text, però el seu pes lleuger i el seu baix cost eren beneficis importants. Les pantalles amb pantalles LCD reflectants no requereixen cap font de llum interna que els faci especialment adequades per a ordinadors portàtils.

Actualitza les tarifes dels primers dispositius massa lents per ser útils per a la televisió. Els televisors portàtils van ser una aplicació objectiu per a LCDs. Les pantalles LCD consumien molt menys la potència de la bateria fins i tot els tubs en miniatura que s'utilitzen en televisors portàtils de l'època. El primer televisor LCD fabricat comercialment va ser el Casio TV-10 fabricat el 1983. [13] Les resolucions es van limitar a la definició estàndard , tot i que algunes tecnologies estaven empenyent als límits d'aquesta norma; Super VHS ofereix una millor saturació de color, i els DVD també agreguen resolucions més altes. Fins i tot amb aquests avenços, les mides de pantalla de més de 30 "eren rares, ja que aquests formats començarien a aparèixer bloquejos en distàncies de seients normals quan es veien en pantalles més grans. Els sistemes de projecció solien limitar-se a situacions on la imatge havia de ser vista per un públic més ampli.

No obstant això, es va produir una experimentació amb televisors LCD durant aquest període. El 1988, Sharp Corporation va presentar la primera televisió LCD comercial, un model de 14 "amb adreces de matriu activa mitjançant transistors de pel·lícula prima (TFT), que es van oferir principalment com a articles de boutique per a clients més exigents i que no estaven destinats al mercat general. Al mateix temps, les pantalles de plasma podrien oferir fàcilment el rendiment necessari per fer una pantalla d'alta qualitat, però van patir una baixa brillantor i un consum d'energia molt elevat. Tanmateix, una sèrie d'avanços van provocar que les pantalles de plasma superessin els LCD en millores de rendiment, començant per la millora de Fujitsu Les tècniques de construcció el 1979, els fòssils millorats de Hitachi el 1984 i l'eliminació de les àrees negres per part d' AT & T entre els subpíxels a mitjan anys 80. A la fi de la dècada de 1980, les pantalles de plasma tenien molt de temps abans que les pantalles LCD.

Alta definició [ edita ]

Va ser la lenta estandardització de la televisió d' alta definició que va produir per primera vegada un mercat per a noves tecnologies televisives. En particular, la relació d' aspecte 16: 9 més àmplia del nou material era difícil de construir utilitzant CRT; Idealment, un CRT hauria de ser perfectament circular per tal de contenir millor el seu buit intern i, a mesura que la relació d'aspecte es torni més rectangular, es fa més difícil fabricar els tubs. Al mateix temps, les resolucions molt més altes que aquests nous formats oferts es van perdre en mides de pantalla més petites, de manera que els CRT es van enfrontar als problemes bessons de ser més grans i més rectangulars alhora. Els LCD de l'època encara no podien fer front a les imatges en moviment ràpid, especialment a resolucions més altes, i des de mitjan anys noranta la pantalla de plasma era l'única oferta real a l'espai d'alta resolució.

A través de la interrupció de la introducció de la televisió d'alta definició a mitjans dels anys noranta a principis dels anys 2000, les pantalles de plasma van ser la principal tecnologia d'exhibició d'alta definició. No obstant això, el seu alt cost, tant de fabricació com al carrer, va significar que tecnologies més antigues com CRT mantenien una petjada a pesar dels seus desavantatges. Tanmateix, el LCD va ser considerat com incapaç d'escalar en el mateix espai, i es va creure àmpliament que el moviment a l'alta definició l'empènyer del mercat completament.

Aquesta situació va canviar ràpidament. Contràriament a l'optimisme precoç, les pantalles de plasma mai van veure les economies d'escala massives que s'esperaven i es van mantenir cares. Mentrestant, les tecnologies LCD com Overdrive van començar a abordar la seva capacitat per treballar a velocitats de televisió. Inicialment, produïts en mides més petites, ajustades a l'espai de baixa gamma que els plasmes no podien omplir, els LCD van començar a experimentar les economies d'escala que els plasmes no aconseguien. El 2004, els models de 32 "eren àmpliament disponibles, els conjunts de 42" eren habituals i es demostraven prototips molt més grans.

Compromís de mercat [ edita ]

Although plasmas continued to hold an arguable picture quality edge over LCDs, and even a price advantage for sets at the critical 42" size and larger, LCD prices started falling rapidly in 2006 while their screen sizes were increasing at a similarly rapid rate. By late 2006, several vendors were offering 42" LCDs, albeit at a price premium, encroaching on plasma's only stronghold. More critically, LCDs offer higher resolutions and true 1080p support, while plasmas were stuck at 720p , which made up for the price difference. [14]

Predictions that prices for LCDs would drop rapidly through 2007 led to a "wait and see" attitude in the market, and sales of all large-screen televisions stagnated while customers watched to see if this would happen. [14] Plasmas and LCDs reached price parity in 2007, at which point the LCD's higher resolution was a winning point for many sales. [14] By late 2007, it was clear that LCDs were going to outsell plasmas during the critical Christmas sales season. [15] [16] This was in spite of the fact that plasmas continued to hold an image quality advantage, but as the president of Chunghwa Picture Tubes noted after shutting down their plasma production line, "Globally, so many companies, so many investments, so many people have been working in this area, on this product. So they can improve so quickly." [14]

When the sales figures for the 2007 Christmas season were finally tallied, pundits were surprised to find that LCDs had not only outsold plasma, but also outsold CRTs during the same period. [17] This evolution drove competing large-screen systems from the market almost overnight. Plasma had overtaken rear-projection systems in 2005. [18] The same was true for CRTs, which lasted only a few months longer; Sony ended sales of their famous Trinitron in most markets in 2007, and shut down the final plant in March 2008. [19] 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. [20]

LCD's dominance in the television market accelerated rapidly. [14] 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. [17]

In 2008, LCD TV shipments were up 33 percent year-on-year compared to 2007 to 105 million units. [21] In 2009, LCD TV shipments raised to 146 million units (69% from the total of 211 million TV shipments). [22] In 2010, LCD TV shipments reached 187.9 million units (from an estimated total of 247 million TV shipments). [23] [24]

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. [25]

  • In August 2006, LG Display Consumer Electronics announced a 100" LCD television [26]

  • In January 2007, Sharp displayed a 108" LCD panel under the AQUOS brand name at CES in Las Vegas. [27]

Recent research [ edit ]

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 [ edit ]

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, [28] 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. [29]

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". [30]

Environmental effects [ edit ]

See also: Electronic waste

The production of LCD screens uses nitrogen trifluoride (NF 3 ) as an etching fluid during the production of the thin-film components. NF 3 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 NF 3 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". [31]

Critics of the report point out that it assumes that all of the NF 3 produced would be released to the atmosphere. In reality, the vast majority of NF 3 is broken down during the cleaning processes; two earlier studies found that only 2 to 3% of the gas escapes destruction after its use. [32] Furthermore, the report failed to compare NF 3 '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. [32]