LCD televizory – od mrkve po domácí kino
22.11.2010, Ľuboš Šanoba, článek
Ploché LCD televizory už nějaký ten pátek lámou rekordy v prodejích po celém světě a mnohým už připadají zcela běžné. Dnes se společně podíváme na historický vývoj i budoucí směřování této technologie a připomeneme si důležité momenty.
Kapitoly článku:
- LCD televizory – od mrkve po domácí kino
- Vývoj technologií
- Vyhlídky do budoucna
Nadpis článku možná působí zvláštně, ale je míněn zcela vážně – LCD televize, v té podobě, jak ji známe dnes, má za sebou dlouhou cestu vývoje, který skutečně začal fyzikálním experimentováním s materiálem získaným z mrkve.
Onen mrkvový extrakt položil základ pro vznik LC displejů a tím umožnil vznik LCD televize v provedení, jaké dnes považuje většina z nás za samozřejmé. V roce 1888 Friedrich Reinitzer totiž objevil stav hmoty později nazvaný jako tekutý krystal, na principu kterého fungují všechna LCD. V době tohoto objevu však neměl v podstatě žádné využití.
Dnes, více než 120 let od objevení principu fungování tzv. tekutých krystalů, se s různými typy LC displejů potkáváme prakticky na každém kroku.
První firmou, která viděla možný potenciál ve využití této technologie, byla Marconi Wireless Telegraph company, která si ji nechala patentovat. Až do 60. let 20. století zůstala technologie tekutých krystalů prakticky nevyužitá, rozvíjely se však poznatky o materiálech vhodných pro využití v LCD. Až v roce 1972 spatřil světlo světa první LC displej s aktivním buzením matice pixelů od americké společnosti Westinghouse.
Této události předcházelo objevení efektu stáčení molekul polymeru tekutého krystalu působením elektrického pole, což dodnes využívají LCD typu TN (z anglického Twisted Nematic). Od této doby již začínají někteří výrobci elektroniky objevovat obrovský, leč doposud skrytý potenciál tekutých krystalů. Jedním z nich byla i japonská společnost Sharp, která na trh uvedla také první kalkulačku vybavenou LCD v roce 1973. Vlastnit ji ale rozhodně nebyl levný špás – ve své době stála asi 1400 amerických dolarů, což byla vcelku astronomická částka.
Ačkoliv LCD technologie slibovala obrovský úspěch již od dob svého vzniku, trvalo ještě celých 15 let, než byla uvedena na trh novinka – LCD televize s aktivním buzením matice pixelů. Přišla s ní již zmiňovaná společnost Sharp. Byla to přenosná televize, o které se toho dnes na internetu moc nedočtete. Naštěstí nám náhled na její vlastnosti umožňuje dobový tisk.
Jeden ze stařičkých představitelů LCD televizorů z roku 1988 – Sharp CrystalTron.
V září roku 1988 vyšel v magazínu Popular Mechanics článek o téhle novince (dostupný zde). Informuje nás o třípalcovém displeji s rozlišením 92 160 pixelů. CrystalTron stál v době svého uvedení na trh asi 600 amerických dolarů, takže to nebyla zrovna nejlevnější alternativa. Nicméně, všechny předcházející modely jiných výrobců používajících technologií LCD (Casio, Citizen) používaly pouze pasivní buzení a tím nedosahovaly takového jasu, ostrosti, barevnosti a rozlišení jako CrystalTron.
První LCD televize „normálních“ rozměrů určená k pověšení na zeď byla uvedena na trh také společností Sharp, a to již v roce 1991. Měla úhlopříčku 8,6 palců a její TFT LCD dosahoval rozlišení 437 760 pixelů. Z hlediska dnešních televizních přijímačů to byl spíše trpaslík, skutečně použitelných velikostí se dosáhlo až v roce 1999. A zde opět společnost Sharp jako první překonala hranici 20 palců.
LCD televizory znatelně větších rozměrů (úhlopříčka 40 palců) byly vyvinuty již v roce 1996, ale jelikož výrobní náklady byly tak vysoké, že hotový produkt by neměl šanci konkurovat cenově dostupnějším alternativám, zůstávalo se jenom u prototypů tak velkých LCD panelů.
První 20" LCD televize měla název LC-20V1 a na svou dobu byla osazena skutečně kvalitním panelem. Ten dosahoval však značné nelinearity intenzity svítivosti, ostatně jako většina TFT TN panelů. Jak je vidět na obrázku níže, nelinearita byla značná, což se projevovalo až příliš nepřirozeným kontrastem obrazu u těchto displejů (tmavé a světlé plochy bez jemnějších přechodů).
Závislost jasu TFT LCD panelu na zobrazované úrovni šedi je očividně nelineární.
S příchodem roku 2000 přišla i vlna dalších LCD televizorů. Každý větší výrobce investoval nemalé prostředky do rozvoje této technologie, protože bylo jasné, že dříve nebo později nahradí v tu dobu ještě dominující technologií CRT, a že LCD panely mají potenciál předčit svými vlastnostmi i největšího rivala – plazmovou televizní obrazovku. Ta se zdála být ideálním zobrazovacím zařízením pro standard HDTV, avšak i přes rostoucí prodeje plazmových televizorů jejich výrobní náklady příliš neklesaly.
Proto také byly CRT televizory ještě pořád „v kurzu“. Rostoucí nároky na proporce televizní obrazovky však určovaly jejich zprvu pomalý, avšak nevyhnutelný ústup. Ideální televizní obrazovka typu CRT by měla být (z hlediska funkčnosti a náročnosti výroby) kruhová, nicméně trh si žádal poměr stran 16:9, což je u vakuových SRT obrazovek dost konstrukčně i technologicky náročné.
Dnešní LCD televizory jsou velmi tenké a často dosahují úctyhodných úhlopříček.
Investice do rozvoje LCD technologií se ukázaly jako velice plodné, každá společnost zavedla technologií overdrive pro zlepšení doby odezvy panelu (ještě se k ní dostaneme později), také průměrná velikost panelů se každým rokem posouvala do stále větších hodnot a v roce 2004 byly běžně dostupné modely s úhlopříčkou 32 palců a více.
Situace na trhu se změnila v roce 2007. To už LCD dosahovalo rozměrů potřebných pro nativní zobrazení Full HD záznamu (1920 × 1080 px), plazmové televize zůstávaly jenom u podpory HD ready formátu (1280 × 720 px). Koncem onoho roku byl prodej LCD televizorů poprvé vyšší než prodej plazmových a CRT zařízení, pro která to znamenalo v podstatě konec produkce.
Za úspěchem LCD panelů stál fakt, že jako jediné dokázaly pokrýt celé spektrum požadovaných velikostí televize, od nejmenších low-end zařízení určených jako kulisa do kuchyně či jinam pro méně náročné zákazníky, až po skutečně špičkové systémy s úhlopříčkou větší než 40 palců.
Onen mrkvový extrakt položil základ pro vznik LC displejů a tím umožnil vznik LCD televize v provedení, jaké dnes považuje většina z nás za samozřejmé. V roce 1888 Friedrich Reinitzer totiž objevil stav hmoty později nazvaný jako tekutý krystal, na principu kterého fungují všechna LCD. V době tohoto objevu však neměl v podstatě žádné využití.
Dnes, více než 120 let od objevení principu fungování tzv. tekutých krystalů, se s různými typy LC displejů potkáváme prakticky na každém kroku.
První firmou, která viděla možný potenciál ve využití této technologie, byla Marconi Wireless Telegraph company, která si ji nechala patentovat. Až do 60. let 20. století zůstala technologie tekutých krystalů prakticky nevyužitá, rozvíjely se však poznatky o materiálech vhodných pro využití v LCD. Až v roce 1972 spatřil světlo světa první LC displej s aktivním buzením matice pixelů od americké společnosti Westinghouse.
Této události předcházelo objevení efektu stáčení molekul polymeru tekutého krystalu působením elektrického pole, což dodnes využívají LCD typu TN (z anglického Twisted Nematic). Od této doby již začínají někteří výrobci elektroniky objevovat obrovský, leč doposud skrytý potenciál tekutých krystalů. Jedním z nich byla i japonská společnost Sharp, která na trh uvedla také první kalkulačku vybavenou LCD v roce 1973. Vlastnit ji ale rozhodně nebyl levný špás – ve své době stála asi 1400 amerických dolarů, což byla vcelku astronomická částka.
Sharp CrystalTron
Ačkoliv LCD technologie slibovala obrovský úspěch již od dob svého vzniku, trvalo ještě celých 15 let, než byla uvedena na trh novinka – LCD televize s aktivním buzením matice pixelů. Přišla s ní již zmiňovaná společnost Sharp. Byla to přenosná televize, o které se toho dnes na internetu moc nedočtete. Naštěstí nám náhled na její vlastnosti umožňuje dobový tisk.
Jeden ze stařičkých představitelů LCD televizorů z roku 1988 – Sharp CrystalTron.
V září roku 1988 vyšel v magazínu Popular Mechanics článek o téhle novince (dostupný zde). Informuje nás o třípalcovém displeji s rozlišením 92 160 pixelů. CrystalTron stál v době svého uvedení na trh asi 600 amerických dolarů, takže to nebyla zrovna nejlevnější alternativa. Nicméně, všechny předcházející modely jiných výrobců používajících technologií LCD (Casio, Citizen) používaly pouze pasivní buzení a tím nedosahovaly takového jasu, ostrosti, barevnosti a rozlišení jako CrystalTron.
Nástup LCD televize
První LCD televize „normálních“ rozměrů určená k pověšení na zeď byla uvedena na trh také společností Sharp, a to již v roce 1991. Měla úhlopříčku 8,6 palců a její TFT LCD dosahoval rozlišení 437 760 pixelů. Z hlediska dnešních televizních přijímačů to byl spíše trpaslík, skutečně použitelných velikostí se dosáhlo až v roce 1999. A zde opět společnost Sharp jako první překonala hranici 20 palců.
LCD televizory znatelně větších rozměrů (úhlopříčka 40 palců) byly vyvinuty již v roce 1996, ale jelikož výrobní náklady byly tak vysoké, že hotový produkt by neměl šanci konkurovat cenově dostupnějším alternativám, zůstávalo se jenom u prototypů tak velkých LCD panelů.
První 20" LCD televize měla název LC-20V1 a na svou dobu byla osazena skutečně kvalitním panelem. Ten dosahoval však značné nelinearity intenzity svítivosti, ostatně jako většina TFT TN panelů. Jak je vidět na obrázku níže, nelinearita byla značná, což se projevovalo až příliš nepřirozeným kontrastem obrazu u těchto displejů (tmavé a světlé plochy bez jemnějších přechodů).
Závislost jasu TFT LCD panelu na zobrazované úrovni šedi je očividně nelineární.
S příchodem roku 2000 přišla i vlna dalších LCD televizorů. Každý větší výrobce investoval nemalé prostředky do rozvoje této technologie, protože bylo jasné, že dříve nebo později nahradí v tu dobu ještě dominující technologií CRT, a že LCD panely mají potenciál předčit svými vlastnostmi i největšího rivala – plazmovou televizní obrazovku. Ta se zdála být ideálním zobrazovacím zařízením pro standard HDTV, avšak i přes rostoucí prodeje plazmových televizorů jejich výrobní náklady příliš neklesaly.
Proto také byly CRT televizory ještě pořád „v kurzu“. Rostoucí nároky na proporce televizní obrazovky však určovaly jejich zprvu pomalý, avšak nevyhnutelný ústup. Ideální televizní obrazovka typu CRT by měla být (z hlediska funkčnosti a náročnosti výroby) kruhová, nicméně trh si žádal poměr stran 16:9, což je u vakuových SRT obrazovek dost konstrukčně i technologicky náročné.
Dnešní LCD televizory jsou velmi tenké a často dosahují úctyhodných úhlopříček.
Investice do rozvoje LCD technologií se ukázaly jako velice plodné, každá společnost zavedla technologií overdrive pro zlepšení doby odezvy panelu (ještě se k ní dostaneme později), také průměrná velikost panelů se každým rokem posouvala do stále větších hodnot a v roce 2004 byly běžně dostupné modely s úhlopříčkou 32 palců a více.
Situace na trhu se změnila v roce 2007. To už LCD dosahovalo rozměrů potřebných pro nativní zobrazení Full HD záznamu (1920 × 1080 px), plazmové televize zůstávaly jenom u podpory HD ready formátu (1280 × 720 px). Koncem onoho roku byl prodej LCD televizorů poprvé vyšší než prodej plazmových a CRT zařízení, pro která to znamenalo v podstatě konec produkce.
Za úspěchem LCD panelů stál fakt, že jako jediné dokázaly pokrýt celé spektrum požadovaných velikostí televize, od nejmenších low-end zařízení určených jako kulisa do kuchyně či jinam pro méně náročné zákazníky, až po skutečně špičkové systémy s úhlopříčkou větší než 40 palců.
