Casa > Esposizione > Contenuto
Categorie di prodotti

Contattaci

Aggiungi: Block 5, Fuqiang Technology Park, Zhugushi Road, Wulian, Longgang 518116

Mob: + 86-13510459036

E-mail: info@panadisplay.com

Televisore a cristalli liquidi (TV LCD), TV a colori che utilizzano la tecnologia LCD per produrre immagini
Apr 21, 2017

TV LCD


Una TV LCD generica, con altoparlanti da entrambi i lati dello schermo

I televisori a cristalli liquidi ( LCD TV ) sono televisori che utilizzano display a cristalli liquidi per produrre immagini. I televisori LCD sono più sottili e più leggeri dei tubi a raggi catodici (CRT) di dimensioni simili e sono disponibili in dimensioni molto più grandi. Quando i costi di produzione sono diminuiti, questa combinazione di funzioni rendeva i display LCD pratici per i ricevitori televisivi.

Nel 2007, le televisioni LCD hanno superato per la prima volta le vendite di televisori CRT in tutto il mondo, [le citazioni necessarie ] e le loro cifre di vendita rispetto ad altre tecnologie stanno accelerando. I televisori LCD spingono rapidamente gli unici principali concorrenti sul mercato a grande schermo, sul pannello a plasma e sulla televisione a proiezione posteriore . Gli LCD sono, di gran lunga, il tipo di display televisivo più diffuso e venduto.

Gli LCD hanno anche una serie di svantaggi. Altre tecnologie affrontano queste debolezze, inclusi i diodi organici (OLED), la FED e la SED , ma a partire dal 2014 nessuno di questi è entrato in una produzione diffusa per i display televisivi.


Contenuto

[ Nascondi ]


Descrizione [ modifica ]

Concetti base LCD [ modifica ]

Televisore LCD a casa insieme a PlayStation 3 e altre apparecchiature

I televisori LCD producono un'immagine nera e colorata selettivamente filtrando una luce bianca. La luce è stata fornita da una serie di lampade fluorescenti a catodo freddo (CCFL) sul retro dello schermo. Oggi, la maggior parte degli schermi LCD-TV utilizza LED bianchi o colorati come retroilluminazione. Milioni di singoli tapparelle LCD, disposte in una griglia, aperte e vicine per consentire una quantità misurata della luce bianca. Ogni otturatore è accoppiato con un filtro colorato per rimuovere tutta la porzione rossa, verde o blu (RGB) della luce dalla sorgente bianca originale. Ogni coppia di filtri dell'otturatore forma un singolo sottopixel . I sub-pixel sono così piccoli che quando il display viene visualizzato anche da una breve distanza, i singoli colori si fondono insieme per produrre un singolo punto di colore, un pixel . L'ombra di colore viene controllata cambiando l'intensità relativa della luce che passa attraverso i sub-pixel.

I cristalli liquidi comprendono un'ampia gamma di polimeri (tipicamente) a forma di bastoncino che formano naturalmente in strati sottili e ordinati, al contrario dell'allineamento più casuale di un liquido normale. Alcuni di questi, i cristalli liquidi nematici , mostrano anche un effetto di allineamento tra gli strati. La particolare direzione dell'allineamento di un cristallo liquido nematico può essere impostata mettendola a contatto con uno strato di allineamento o un regista , che è sostanzialmente un materiale con groove microscopiche in esso, sui supporti di supporto. Quando disposto su un regista, lo strato in contatto si allinea con le scanalature e gli strati sopra si allineeranno successivamente con gli strati sottostanti, il materiale sfuso che assume l'allineamento del regista. Nel caso di un LCD Twisted Nematic (TN), questo effetto viene utilizzato usando due registi disposti ad angolo retto e messi vicino insieme al cristallo liquido tra di essi. Ciò obbliga gli strati ad allinearsi in due direzioni, creando una struttura torcente con ciascun strato allineato ad un angolo leggermente diverso da quelli su entrambi i lati.

Le persiane a cristalli liquidi consistono in una pila di tre elementi primari. Sul fondo e sulla parte superiore dell'otturatore sono posizionate le piastre di polarizzazione ad angolo retto. Normalmente la luce non può passare attraverso una coppia di polarizzatori disposti in questo modo e il display sarebbe nero. I polarizzatori portano anche i direttori a creare la struttura torcente allineata ai polarizzatori da entrambi i lati. Mentre la luce scaturisce dal polarizzatore posteriore, seguirà naturalmente la torsione del cristallo liquido, uscendo dalla parte anteriore del cristallo liquido essendo stata ruotata attraverso l'angolo corretto, che consente di passare attraverso il polarizzatore anteriore. I display LCD sono normalmente trasparenti in questo modo di funzionamento.

Per disattivare un otturatore, viene applicata una tensione da parte anteriore e posteriore. Le molecole a forma di bastoncino si allineano al campo elettrico anziché agli amministratori, distorcendo la struttura torcente. La luce non cambia più la polarizzazione mentre fluisce attraverso il cristallo liquido e non può più passare attraverso il polarizzatore anteriore. Controllando la tensione applicata sul cristallo liquido, è possibile selezionare la quantità di torsione rimanente. Ciò consente di controllare la trasparenza dell'otturatore. Per migliorare il tempo di commutazione, le celle vengono messe sotto pressione, aumentando la forza per riallinearsi con gli amministratori quando il campo viene spento.

Sono state utilizzate diverse altre varianti e modifiche per migliorare le prestazioni in determinate applicazioni. I display di commutazione in linea (IPS e S-IPS) offrono angoli di visione più ampi e una migliore riproduzione del colore, ma sono più difficili da costruire e tempi di risposta leggermente più lenti. Allineamento verticale (VA, S-PVA e MVA) offrono rapporti di contrasto più elevati e tempi di risposta ottimali, ma soffrono di spostamenti di colore quando vengono visualizzati sul lato. In generale, tutti questi display funzionano in modo analogo controllando la polarizzazione della sorgente luminosa.

Indirizzamento di sotto-pixel [ modifica ]

Una vista ravvicinata (300 ×) di un LCD tipico, mostrando chiaramente la struttura sub pixel. La "tacca" nella parte inferiore sinistra di ogni sotto-pixel è il transistore a film sottile. I condensatori associati e le linee di indirizzamento si trovano attorno all'otturatore, nelle aree scure.

Per affrontare un singolo otturatore sul display, una serie di elettrodi viene depositata sulle piastre su entrambi i lati del cristallo liquido. Un lato ha strisce orizzontali che formano righe, l'altra presenta strisce verticali che formano colonne. Fornendo la tensione a una riga e una colonna, un campo verrà generato nel punto in cui attraversano. Poiché un elettrodo metallico sarebbe opaco, gli LCD utilizzano elettrodi in un conduttore trasparente, tipicamente ossido di stagno di indio .

Poiché l'indirizzamento di un singolo otturatore richiede l'alimentazione di un'intera fila e di una colonna, alcuni dei campi vengono sempre fuoriusciti nelle tapparelle circostanti. I cristalli liquidi sono molto sensibili, e anche piccole quantità di campo perduto causeranno un certo livello di commutazione. Questa commutazione parziale delle persiane circostanti sfuma l'immagine risultante. Un altro problema nei sistemi LCD iniziali era che le tensioni necessarie per impostare le persiane ad una particolare torsione erano molto basse, ma quella tensione era troppo bassa per rendere i cristalli riallineati con prestazioni ragionevoli. Ciò ha determinato tempi di risposta lenti e ha portato a " spettri " facilmente visibili su questi display su immagini in rapido movimento, come un cursore del mouse su uno schermo del computer. Anche il testo scorrevole spesso reso come una sfocatura illeggibile e la velocità di commutazione era troppo lenta per essere utilizzata come un utile schermo televisivo.

Per attaccare questi problemi, i moderni LCD utilizzano un disegno a matrice attiva . Invece di alimentare entrambi gli elettrodi, un set, tipicamente la parte anteriore, è collegato ad un terreno comune. Sul retro, ogni otturatore è accoppiato con un transistor a film sottile che si accende in risposta a livelli di tensione molto distinti, ad esempio 0 e +5 volt. Una nuova linea di indirizzamento, la linea di gate , viene aggiunta come un interruttore separato per i transistor. Le righe e le colonne sono indirizzate come prima, ma i transistori assicurano che sia affrontato solo il singolo otturatore al punto di attraversamento; Qualsiasi campo perduto è troppo piccolo per passare i transistor circostanti. Quando è acceso, una quantità costante e relativamente elevata di carica scorre dalla linea di sorgente attraverso il transistore e in un condensatore associato. Il condensatore viene caricato fino a mantenere la corretta tensione di controllo, lentamente che questo attraversa il cristallo nel terreno comune. La corrente è molto veloce e non idonea per il controllo fine della carica di memoria risultante, per cui la modulazione del codice a pulsazione viene utilizzata per controllare in modo preciso il flusso globale. Non solo questo consente un controllo molto accurato sulle persiane, in quanto il condensatore può essere riempito o scaricato rapidamente, ma anche il tempo di risposta dell'otturatore è notevolmente migliorato.

Costruire un display [ modifica ]

Un gruppo di otturatori tipico è costituito da un sandwich di diversi strati depositati su due lastre di vetro sottili che costituiscono la parte anteriore e posteriore del display. Per le dimensioni più piccole (meno di 30 pollici (760 mm), i fogli di vetro possono essere sostituiti con la plastica.

Il foglio posteriore comincia con un film polarizzante, il foglio di vetro, i componenti attivi della matrice e gli elettrodi di indirizzamento, e poi il regista. Il foglio anteriore è simile, ma manca i componenti attivi della matrice, sostituendo quelli con i filtri a colori modellati. Utilizzando un processo di costruzione a più fasi, entrambe le lastre possono essere prodotte sulla stessa linea di montaggio. Il cristallo liquido è posto tra i due fogli in un foglio di plastica modellato che divide il liquido nelle singole persiane e mantiene le lenzuola ad una distanza precisa l'una dall'altra.

La fase critica del processo di fabbricazione è la deposizione dei componenti attivi della matrice. Questi hanno un tasso di fallimento relativamente alto, che rende quei pixel sullo schermo "sempre in funzione". Se ci sono abbastanza pixel rotti, lo schermo deve essere scartato. Il numero di pannelli scartati ha un forte effetto sul prezzo dei televisori risultanti e la notevole diminuzione del prezzo tra il 2006 e il 2008 è dovuta principalmente a processi migliorati.

Per produrre una televisione completa, il gruppo otturatore è combinato con l'elettronica di controllo e la retroilluminazione. La retroilluminazione per i piccoli set può essere fornita da una singola lampada usando un diffusore o uno specchietto smerigliato per spargere la luce, ma per display più grandi una singola lampada non è abbastanza luminosa e la superficie posteriore è invece coperta da una serie di lampade separate. Raggiungere un'illuminazione uniforme sulla parte anteriore di un intero display rimane una sfida, e macchie luminose e scure non sono rari.

Confronto [ modifica ]

Una TV LCD da 19 " Sony

Imballaggio [ modifica ]

In un CRT il fascio di elettroni viene prodotto riscaldando un filamento metallico che "bolle" gli elettroni fuori dalla sua superficie. Gli elettroni vengono poi accelerati e concentrati in una pistola elettronica , e mirati alla posizione corretta sullo schermo utilizzando elettromagneti . La maggior parte del bilancio di potenza di un CRT va a riscaldare il filamento, ecco perché il retro di una televisione a base di CRT è caldo. Poiché gli elettroni sono facilmente deviati dalle molecole di gas, l'intero tubo deve essere tenuto in vuoto. La forza atmosferica sulla faccia anteriore del tubo cresce con l'area, che richiede un vetro sempre più spessore. Questo limita le pratiche CRT a dimensioni di circa 30 pollici; (76 cm) sono stati prodotti fino a 40 cm (102 cm), ma hanno pesato parecchie centinaia di chili e le televisioni più grandi di questo dovevano trasformarsi in altre tecnologie come la proiezione posteriore .

La mancanza di vuoto in una televisione LCD è uno dei suoi vantaggi; Vi è una piccola quantità di vuoto in serie che utilizzano retroilluminazioni CCFL, ma questo è disposto in cilindri che sono naturalmente più forti delle grandi piastre piatte. Rimuovere la necessità di facce di vetro pesanti consente agli LCD di essere molto più leggeri di altre tecnologie. Per esempio, il Sharp LC-42D65, un televisore LCD di circa 106 cm (106 cm), pesa 25 libbre con un supporto [1], mentre il modello Sony KV-40XBR800 di ultima generazione, un 40 "( 102 cm) 4: 3 CRT pesa un massiccio di 304 lbs (138 kg) senza un supporto, quasi sei volte il peso [2]

I pannelli LCD, come altri display a schermo piatto , sono anche molto più sottili di quelli CRT. Poiché il CRT può solo piegare il fascio di elettroni attraverso un angolo critico pur mantenendo la messa a fuoco, la pistola elettronica deve essere situata a qualche distanza dalla faccia anteriore del televisore. All'inizio degli anni '50 l'angolo era spesso piccolo come 35 gradi fuori asse, ma i miglioramenti, in particolare la convergenza assistita da computer, permettevano di migliorare notevolmente e, in ritardo nell'evoluzione, piegarsi. Tuttavia, anche i migliori CRT sono molto più profondi di un LCD; Il KV-40XBR800 è profondo da 66 cm [2], mentre il LC-42D65U è spessore inferiore a 10 cm [1] . Il suo supporto è molto più profondo dello schermo per garantire stabilità.

Gli LCD possono, in teoria, essere costruiti a qualsiasi dimensione, con rendimenti di produzione che costituiscono il vincolo primario. Quando i rendimenti aumentavano, i formati comuni dello schermo LCD crescevano, da 14 "a 35" (70 cm) a 42 "(107 cm), poi i set di 52" (132 cm) e 65 "(165 cm) Che ora sono ampiamente disponibili.Questi LCD consentito competere direttamente con la maggior parte dei televisori a proiezione in casa, e in confronto a queste tecnologie gli LCD con display diretto hanno una migliore qualità dell'immagine.I modelli di esecuzione sperimentale e limitati sono disponibili con dimensioni superiori a 25 cm ).

Efficienza [ modifica ]

Gli LCD sono relativamente inefficienti in termini di consumo di energia per dimensione del display, perché la maggior parte della luce che viene prodotta sul retro dello schermo è bloccata prima che raggiunga lo spettatore. Per cominciare, il polarizzatore posteriore filtra più della metà della luce non polarizzata originale. Esaminando l'immagine sopra, è possibile vedere che una buona parte dell'area dello schermo è coperta dalla struttura delle cellule attorno alle persiane, che rimuove un'altra porzione. Dopo di che, il filtro di colore di ogni sottopagella rimuove la maggior parte di ciò che resta per lasciare solo il colore desiderato. Infine, per controllare il colore e la luminanza di un pixel nel suo complesso, una certa luce si perde quando passa il polarizzatore anteriore nello stato in stato di funzionamento imperfetto delle persiane.

Per questi motivi il sistema di retroilluminazione deve essere estremamente potente. Nonostante l'uso di CCFL altamente efficienti, la maggior parte degli apparecchi utilizza parecchie centinaia di watt di potenza, più di quanto sia necessario per illuminare un'intera casa con la stessa tecnologia. Di conseguenza, i televisori LCD che utilizzano CCFL finiscono con un utilizzo complessivo di corrente simile a un CRT della stessa dimensione. Utilizzando gli stessi esempi, KV-40XBR800 dissipa 245 W, [2] mentre l'LC-42D65 dissipa 235 W. [1] I display a plasma sono peggiori; I migliori sono in parità con gli LCD, ma i set tipici disegnano molto di più. [3]

Gli apparecchi LCD moderni hanno tentato di affrontare l'uso del potere attraverso un processo noto come "illuminazione dinamica" (originariamente introdotto per altri motivi, vedi sotto). Questo sistema esamina l'immagine per trovare aree più scure e riduce la retroilluminazione in quelle aree. I CCFL sono lunghi cilindri che eseguono la lunghezza dello schermo, quindi questa modifica può essere utilizzata solo per controllare la luminosità dello schermo nel suo complesso o almeno larghe bande orizzontali. Ciò rende la tecnica adatta solo per particolari tipi di immagini, come i crediti alla fine di un film. Nel 2009 alcuni produttori [4] hanno fatto alcune TV usando HCFL (più efficienza energetica di CCFL). Imposta utilizzando LED distribuiti dietro lo schermo, con ogni LED che illumina solo un piccolo numero di pixel, tipicamente una patch da 16 a 16, consentono una migliore dimmerizzazione locale regolando dinamicamente la luminosità di aree molto più piccole, adatte ad un insieme molto più ampio di immagini.

Un'altra area di ricerca continua è quella di utilizzare materiali che otticamente guidano la luce per riutilizzare il più possibile il segnale. Un potenziale miglioramento è quello di utilizzare microprismi o specchi dichromici per dividere la luce in R, G e B, invece di assorbire i colori indesiderati in un filtro. Un sistema di successo migliorerà l'efficienza di tre volte. Un altro sarebbe dirigere la luce che normalmente cadere sugli elementi opachi nella parte trasparente delle persiane.

Diverse tecnologie più recenti, OLED , FED e SED , hanno un basso consumo energetico come uno dei loro principali vantaggi. Tutte queste tecnologie producono direttamente la luce su un sotto-pixel, e utilizzano solo il maggior potere di quello livello richiesto. Sony ha dimostrato 36 unità FED che visualizzano immagini molto brillanti, disegnando solo 14 W, meno di 1/10 quanto un display LCD simile. OLEDs e SED sono simili a FED in termini di potenza. Usi a basso consumo, come computer portatili e telefoni cellulari . Questi tipi di dispositivi sono stati il mercato che originariamente lanciava la tecnologia LCD, a causa del suo peso leggero e delicato.

Qualità dell'immagine [ modifica ]

Un televisore LCD con tasca di dimensioni ridotte

I primi set LCD erano ampiamente derivati per la loro scarsa qualità dell'immagine complessiva, in particolare i fantasmi sulle immagini in rapido movimento, il rapporto di contrasto scarso e i colori fangosi. Nonostante molte previsioni che altre tecnologie avrebbero sempre battuto LCD, investimenti massicci nella produzione LCD, nella produzione e nell'elaborazione elettronica delle immagini hanno affrontato molte di queste preoccupazioni.

Tempo di risposta [ modifica ]

Per 60 fotogrammi al secondo, comune in Nord America, ogni pixel è illuminato per 17 ms prima di essere ripreso (a 50 fotogrammi al secondo, in Europa è 20 ms). Gli LCD iniziali avevano tempi di risposta sull'ordine di centinaia di millisecondi, che li rendevano inutili per la televisione. Una combinazione di miglioramenti nella tecnologia dei materiali sin dagli anni '70 ha migliorato notevolmente questo, così come le tecniche di matrice attiva. Nel 2000, i pannelli LCD con tempi di risposta di circa 20 ms erano relativamente comuni nei ruoli di computer. Questo non era ancora abbastanza veloce per l'uso televisivo.

Un importante miglioramento, pionieristico di NEC , ha portato alla prima TV LCD pratica. NEC notò che i cristalli liquidi impiegano un po 'di tempo per iniziare a spostarsi nel loro nuovo orientamento, ma fermarsi rapidamente. Se si potesse accelerare il movimento iniziale, le prestazioni complessive sarebbero aumentate. La soluzione di NEC è stata quella di aumentare la tensione durante il "periodo di spin up" quando il condensatore viene inizialmente caricato e poi di nuovo a livelli normali per riempirlo alla tensione richiesta. Un metodo comune è quello di raddoppiare la tensione, ma dimezzare la larghezza dell'impulso, fornendo la stessa quantità totale di potenza. Denominata "Overdrive" da NEC, la tecnica è oggi ampiamente utilizzata su quasi tutti gli LCD.

Un altro importante miglioramento del tempo di risposta è stato raggiunto aggiungendo memoria per contenere i contenuti del display - qualcosa che un televisore deve comunque fare, ma non era richiesto in origine nel ruolo del monitor di computer che ha spinto l'industria dell'affissione a cristalli liquidi. Nei vecchi display i condensatori a matrice attiva sono stati prima scaricati e quindi ricaricati al nuovo valore con ogni aggiornamento. Ma nella maggior parte dei casi la grande maggioranza dell'immagine dello schermo non cambia da fotogramma a fotogramma. Tenendo i valori prima e dopo nella memoria del computer , confrontandoli e ripristinando solo i sub-pixel che sono stati effettivamente cambiati, la quantità di tempo trascorso di caricamento e scarico dei condensatori è stata ridotta. Inoltre, i condensatori non vengono completamente scaricati; Invece, il loro livello di carica esistente è aumentato o diminuito per corrispondere al nuovo valore, che richiede in genere meno impulsi di carica. Questo cambiamento, che è stato isolato per l'elettronica di guida e poco costoso da implementare, ha migliorato i tempi di risposta di circa due volte.

Insieme, insieme ai continui miglioramenti dei cristalli liquidi stessi e aumentando le frequenze di rinfresco da 60 Hz a 120 e 240 Hz, i tempi di risposta sono scesi da 20 ms nel 2000 a circa 2 ms nei migliori display moderni. Ma anche questo non è realmente abbastanza veloce perché il pixel continuerà a commutare mentre la cornice viene visualizzata. I CRT convenzionali sono ben al di sotto di 1 ms, e gli schermi al plasma e OLED vantano tempi dell'ordine di 0,001 ms.

Un modo per migliorare ulteriormente il tasso di aggiornamento effettivo è quello di utilizzare "super-campionamento", e sta diventando sempre più comune nei set di fascia alta. Poiché la sfocatura del movimento avviene durante la transizione da uno stato all'altro, questo può essere ridotto raddoppiando la frequenza di aggiornamento del pannello LCD e costruendo fotogrammi intermedi utilizzando varie tecniche di compensazione del movimento . Ciò consente di allentare le transizioni e significa che la retroilluminazione è attivata solo quando le transizioni sono state risolte. Un certo numero di set di fascia alta offre 120 Hz (in Nord America) o 100 Hz (in Europa) le frequenze di aggiornamento utilizzando questa tecnica. Un'altra soluzione è quella di attivare la retroilluminazione solo quando l'otturatore è completamente commutato. Per garantire che il display non sfarfichi, questi sistemi spengano la retroilluminazione più volte per aggiornamento, in modo simile alla proiezione cinematografica dove l'otturatore si apre e si chiude più volte per fotogramma.

Rapporto di contrasto [ modifica ]

Anche in uno stato completamente disattivato, i cristalli liquidi consentono una certa perdita di luce attraverso le persiane. Questo limita i loro rapporti di contrasto a circa 1600: 1 sui migliori set moderni, misurati utilizzando la misura ANSI (ANSI IT7.215-1992). I produttori spesso citano il rapporto di contrasto "Full On / Off", che è circa il 25% più grande per ogni set dato. [5]

Questa mancanza di contrasto è più evidente in scene più scure. Per visualizzare un colore vicino al nero, le finestre a cristalli liquidi devono essere trasformate in quasi opacità, limitando il numero di colori discreti che possono essere visualizzati. Ciò porta ad effetti "posterizzanti" e fasce di colori discreti che diventano visibili nelle ombre, per cui molte recensioni dei televisori LCD indicano il "dettaglio dell'ombra". [6] In confronto, i televisori a LED di fascia alta offrono rapporti di contrasto regolari di 5.000.000: 1.

Poiché la quantità totale di luce che raggiunge lo spettatore è una combinazione di retroilluminazione e scatola, gli insiemi moderni possono utilizzare "retroilluminazione dinamica" o dimmerazione locale per migliorare il rapporto di contrasto e dettagli dell'ombra. Se una particolare area dello schermo è scura, un set convenzionale dovrà impostare le sue persiane in prossimità di opaco per ridurre la luce. Tuttavia, se la retroilluminazione è ridotta della metà in quella zona, la chiusura può essere ridotta di metà e il numero di livelli di scatto disponibili nei sotto-pixel è raddoppiato. Questo è il motivo principale perché gli apparecchi di fascia alta offrono un'illuminazione dinamica (a differenza del risparmio energetico, menzionato in precedenza), permettendo un notevole miglioramento del rapporto di contrasto sullo schermo. Mentre le persiane a cristalli liquidi sono in grado di produrre un rapporto di contrasto di 1000: 1, aggiungendo 30 livelli di retroilluminazione dinamica, questo è migliorato a 30.000: 1.

Tuttavia, l'area dello schermo che può essere regolata dinamicamente è una funzione della sorgente di retroilluminazione. I CCFL sono tubi sottili che accendono molte righe (o colonne) in tutto lo schermo contemporaneamente e che la luce si diffonde con diffusori. Il CCFL deve essere guidato con abbastanza potenza per illuminare l'area più brillante della porzione dell'immagine di fronte a esso, quindi se l'immagine è luce da un lato e scuro dall'altra, questa tecnica non può essere utilizzata con successo. I display retroilluminati da matrici complete di LED hanno un vantaggio, perché ogni LED illumina solo una piccola area dello schermo. Questo consente di utilizzare la retroilluminazione dinamica su una più ampia varietà di immagini. I display a illuminazione illimitata non godono di questo vantaggio. Questi display hanno LED solo lungo i bordi e utilizzano una piastra di guida leggera ricoperta da migliaia di urti convessi che riflettono la luce dai LED di accensione laterale attraverso la matrice LCD e filtri. I LED a display illuminati possono essere disattivati solo globalmente, non individualmente. Per motivi di costo, la maggior parte delle TV LCD hanno retroilluminazione illuminata.

Il massiccio su-carta che aumenta questo metodo fornisce è il motivo per cui molti set ora posizionano il "rapporto di contrasto dinamico" nei loro fogli di specifiche. Nel mondo audiovisivo esiste un diffuso dibattito sul fatto che i rapporti dinamici di contrasto siano reali o semplicemente il marketing. [7] [8] I recensori comunemente notano che anche i migliori LCD non possono corrispondere ai rapporti di contrasto o ai neri profondi dei display al plasma, malgrado la loro valutazione, sulla carta, avendo rapporti molto più alti. Tuttavia, dal 2014 non ci sono più importanti produttori di display al plasma a sinistra. I leader di contrasto sono ora visualizzati in base a OLED.

Gamma di colore [ modifica ]

Il colore su un televisore LCD viene prodotto filtrando una sorgente bianca e poi selettivamente chiudendo i tre colori principali uno rispetto all'altro. La precisione e la qualità dei colori risultanti dipendono dunque dalla sorgente di retroilluminazione e dalla sua capacità di produrre uniformemente la luce bianca. I CCFL utilizzati nei primi televisori LCD non erano particolarmente bianchi e tendevano ad essere più forti nei verdi. La retroilluminazione moderna ha migliorato questo aspetto e stabilisce generalmente un colore che copre circa il 75% della gamma di colori NTSC 1953 . Utilizzando i LED bianchi come la retroilluminazione migliora ulteriormente.

Nel settembre 2009 Nanoco , società britannica, ha annunciato di aver firmato un accordo di sviluppo congiuntamente con una grande azienda elettronica giapponese in cui progetterà e sviluppa punti quantitativi (QD) per l'uso in retroilluminazione a LED nei televisori LCD. [9] I punti quantici sono valutati per i display, perché emettono luce in distribuzioni Gaussiane molto specifiche. [10] Ciò può portare ad una visualizzazione che rende più accurata i colori che l'occhio umano può percepire. Per generare la luce bianca più adatta come retroilluminazione LCD, parti della luce di un LED emettitore blu vengono trasformate da punti quantici in luce verde e rossa a larghezza di banda ridotta in modo che la luce bianca combinata consente una gamma colore quasi ideale generata dal Filtri a colori del pannello LCD. Inoltre, l'efficienza è migliorata, in quanto i colori intermedi (lunghezze d'onda) non sono più presenti e non devono essere filtrati dai filtri di colore RGB dello schermo LCD. L'azienda statunitense QD Vision ha lavorato con Sony per lanciare TV LCD utilizzando questa tecnica sotto il marchio di marketing Triluminos nel 2013.

Al Consumer Electronics Show 2015, Samsung Electronics , LG Electronics , TCL Corporation cinese e Sony hanno mostrato QD-enhanced retroilluminazione LED di TV LCD. [11] [12]

Storia [ modifica ]

Un televisore LCD appeso a un muro nel Taipei World Trade Center durante lo spettacolo di Computex a Taipei nel 2008.

Sforzi iniziali [ modifica ]

Gli LCD dell'affissione a cristalli liquidi passivi si sono dapprima diffusi negli anni '80 per diversi ruoli portatili di computer. Al momento hanno competito con i display al plasma nello stesso spazio di mercato. Gli LCD presentavano velocità di aggiornamento molto lente, che sfiguravano lo schermo anche con il testo scorrevole, ma il loro peso leggero e il basso costo sono stati grandi vantaggi. Le schermate che utilizzano LCD riflettenti non richiedono alcuna sorgente luminosa interna, rendendole particolarmente adatta ai computer portatili.

Le frequenze di aggiornamento dei dispositivi precoci erano troppo lenti per essere utili per la televisione. I televisori portatili erano un'applicazione di destinazione per gli LCD. Gli LCD consumano molto meno energia della batteria, anche i tubi miniaturizzati utilizzati nelle televisioni portatili dell'epoca. La prima TV LCD commercializzata è stata la Casio TV-10 fatta nel 1983. [13] Le risoluzioni erano limitate alla definizione standard , anche se alcune tecnologie stavano spingendo i display verso i limiti di tale standard; Super VHS ha offerto una migliore saturazione del colore e DVD ha aggiunto risoluzioni più alte. Anche con questi progressi, i formati di schermo oltre i 30 "erano rari poiché questi formati avrebbero iniziato a apparire bloccati alle normali distanze di posti a sedere su schermi più grandi. I sistemi di proiezione erano generalmente limitati a situazioni in cui l'immagine doveva essere vista da un pubblico più vasto.

Nondimeno, alcune sperimentazioni con i televisori LCD hanno avuto luogo in questo periodo. Nel 1988, Sharp Corporation ha introdotto la prima televisione LCD commerciale, un modello a 14 "con indirizzamento a matrice attiva utilizzando transistori a film sottile (TFT), che sono stati offerti principalmente come boutique per clienti esigenti e non mirati al mercato generale. Allo stesso tempo, i display al plasma potrebbero facilmente offrire le prestazioni necessarie per produrre un display di alta qualità ma hanno subito una bassa luminosità e un consumo energetico molto elevato. Tuttavia, una serie di avanzamenti hanno portato alla visualizzazione di plasma che supera gli LCD in miglioramenti delle prestazioni, a partire da Fujitsu's improved Le tecniche di costruzione nel 1979, i fosfori migliorati da Hitachi nel 1984 e l'eliminazione da parte di AT & T delle aree nere tra i sub-pixel della metà degli anni 80. Alla fine degli anni '80, i display al plasma erano ben prima dei display LCD.

Alta definizione [ modifica ]

È stata la lenta standardizzazione della televisione ad alta definizione che ha prodotto in primo luogo un mercato per nuove tecnologie televisive. In particolare, il più ampio rapporto 16: 9 del nuovo materiale è stato difficile da costruire utilizzando CRT; Idealmente un CRT dovrebbe essere perfettamente circolare per meglio contenere il suo vuoto interno e come il rapporto di aspetto diventa più rettangolare diventa più difficile fare i tubi. Allo stesso tempo, le risoluzioni molto più alte di questi nuovi formati offerti sono stati persi a dimensioni ridotte dello schermo, per cui i CRT hanno affrontato i problemi duplicati di diventare più grandi e più rettangolari allo stesso tempo. Gli LCD dell'epoca non erano ancora in grado di affrontare immagini in rapida espansione, soprattutto a risoluzioni più alte, e dalla metà degli anni '90 il display al plasma era l'unica offerta reale nello spazio ad alta risoluzione.

Attraverso la ferma introduzione di HDTV a metà degli anni '90 agli inizi del 2000, i display al plasma sono stati la principale tecnologia di visualizzazione ad alta definizione. Tuttavia, i loro elevati costi, sia di produzione che di strada, hanno significato che le tecnologie più vecchie come le CRT mantenevano un'impronta a dispetto dei loro svantaggi. L'LCD, però, è stato ampiamente considerato in grado di scalare nello stesso spazio e si è ampiamente creduto che il passaggio ad alta definizione lo spingerà completamente dal mercato.

Questa situazione è cambiata rapidamente. Contrariamente all'ottimismo precoce, i display al plasma non hanno mai visto le massicce economie di scala previste e sono rimaste costose. Nel frattempo, le tecnologie LCD come Overdrive hanno cominciato ad affrontare la loro capacità di lavorare a velocità televisive. Inizialmente prodotti a dimensioni più piccole, che si adattano allo spazio basso che i plasmi non riuscivano a riempire, gli LCD hanno iniziato a sperimentare le economie di scala che i plasmi non sono riusciti a raggiungere. Nel 2004, 32 "modelli sono stati ampiamente disponibili, 42" set sono diventati comuni, e prototipi molto più grandi sono stati dimostrati.

Acquisizione del mercato [ modifica ]

Sebbene i plasmi continuassero a tenere un margine di qualità discutibile sull'immagine, e anche un vantaggio di prezzo per i set di dimensioni critiche di 42 "e maggiori, i prezzi dell'affissione a cristalli liquidi hanno cominciato a diminuire rapidamente nel 2006 mentre i loro formati di schermo aumentavano ad un ritmo così rapido. 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]