LCD televizory – od mrkve po domácí kino

Dobrý, lepší, nejlepší...

Za úspěchem LCD televize stojí početná řada vylepšení slabších stránek těchto zařízení. Pojďme se podívat, která technologická vylepšení to byla, a jak se jednotlivé parametry časem měnily.

Základem všeho je výrobní technologie. Ta se dlouhé roky držela u typu TN, který má bohužel značnou nelineární závislost svítivosti každého pixelu na právě zobrazovaném stupni šedi, pozorovací úhel je omezený a barevnost je nižší. Proto byla vyvíjena i jiná technologie, která měla zabezpečit zlepšení všech neduhů TFT TN panelů. IPS (z anglického In-Plane Switching) byla vynalezena společností Hitachi Ltd. v roce 1996.

Panel se dvěma řídicími tranzistory pro každý pixel však vyžadoval hodně silné podsvícení, nakolik nesvítivé části panelu byly dvojnásobně početnější než u TFT TN. Tento problém vyřešila až společnost LG v roce 2009. V současnosti (listopad 2010) je stále nejvyužívanější TFT TN panel. Společnosti Panasonic a LG osazují některé ze svých televizí vylepšeným panelem TFT eIPS.

Velikost obrazovky se také vyvíjela a od uvedení prvních LCD televizorů na trh neustále rostla až do roku 2008. V tabulce níže je zachycen vývoj velikosti panelů, jednak největší dosažená velikost prototypu, ale také velikost přístrojů dostupných na pultech elektro-prodejen. Je pozoruhodné, jak se to, co bylo jeden rok prototyp ve vývojových dílnách, stalo během krátké doby běžně dostupným zbožím. Obrázek názorně ukazuje, jak velká je vlastně televize s úhlopříčkou 108 palců (274 cm).
Větší LCD televizory se (zatím) sériově nevyrábí. Není to problém vyloženě po technické stránce, ale tak velké modely se neprodávají snadno, a jde spíš jen o reprezentační produkty. Zmíněný 108" model stojí totiž přibližně 100 tisíc amerických dolarů, což skutečně není lidová cena.

Pro zajímavost, konkurenční technologie – plazmové obrazovky se prodávají do velikosti úhlopříčky 152", Panasonic uvedl v roce 2010 na trh také verzi pro 3D zobrazování. Další zajímavostí může být největší doposud vyrobená stěna z LCD panelů, kterou můžete najít v čínském Pekingu – má rozměry 200 × 30 m a celkové rozlišení úctyhodných 14,5 milionu pixelů.

Vývoj velikosti úhlopříček LCD televizorů
Doba odezvy je nesporně klíčovým parametrem pro aplikaci LCD jako zobrazovacího zařízení video signálu. V dřívějších dokumentacích se neuváděla, protože byla skutečně nedostačující. Je nutno podotknout, že teoretická minimální hodnota doby odezvy by měla být alespoň rovna převrácené hodnotě frekvence, s jakou se obrázky na obrazovce střídají, čili alespoň 40 ms.

Tato hodnota je však v praxi neakceptovatelná, stejně tak její poloviční hodnota 20 ms, na které začínaly první LCD televizory. Byla to pořád příliš hodně dlouhá doba pro zobrazování scén, kde se nějaký objekt prudce pohyboval a výsledný obraz byl postižen efektem tzv. duchů. Výrazné zlepšení přinesla až firma NEC, která zavedla technologií overdrivingu.
Princip overdrivingu je jednoduchý – budící signál, který je odpovědný za rozsvícení konkrétního pixelu, má dvakrát vyšší amplitudu (napětí je dvojnásobné), a je dvakrát užší (trvá jen polovinu času ve srovnání s původním signálem). To má za následek rychlejší nasměrování molekul tekutého krystalu a tím i zlepšení doby odezvy. Tuto techniku začaly brzo používat všechny společnosti produkující LCD panely.

Tak postupně klesla doba odezvy LCD panelu z 20 ms běžných v roce 2000 na 2 ms, které najdeme v popisu parametrů dnešních špičkových LCD výrobků. Situace se však zkomplikovala nástupem IPS panelů, protože tyto panely mají dobu odezvy přibližně stejnou pro všechny možné přechody. Dřivě se udávala hodnota pro změnu z plně začerněného pixelu do plně propustného stavu (black to white), která je samozřejmě nejdelší. S příchodem IPS panelů kolem roku 2006 se začaly uvádět hodnoty ze šedé do šedé (gray to gray), které jsou samozřejmě menší. Proto nelze porovnat dva panely jen na základě jednoho čísla označeného jako doba odezvy.
Rozlišení obrazovky je hned po velikosti úhlopříčky snad druhým rozhodujícím parametrem, podle něhož si běžný zákazník vybírá svůj nový LCD televizor. A tady se dostáváme k tomu, zač vděčí LCD televizory svému úspěchu na trhu – právě skutečnosti, že jako první dosáhly nativního Full HD formátu (1920 × 1080). Začátkem roku 2008 byl na trh uveden první LCD televizor s nativním rozlišením podporujícím Full HD formát. Tentokrát to byla společnost Sony, která uvedla na trh svůj model GXD-L52H1.

Kontrast LCD panelů vyráběných kolem roku 2000 měl typicky hodnotu asi 250:1. To bylo pro video hodně málo, za tento slabý kontrast byla odpovědná nedokonalost tekutých krystalů, protože propouštěly hodně světla, i když byly plně začerněné. Tato nepříjemná vlastnost není zcela odstraněna ani dnes, avšak kontrast vzrostl dvoj až čtyřnásobně. Výrobci v současnosti uvádějí v popisu technických parametrů obrazovek s oblibou dynamický kontrast, jehož hodnoty se pohybují řádově až v milionech.
K výraznému zlomu v podání černé barvy a tím i k dramatickému zlepšení kontrastu došlo až zavedením jiné technologie podsvícení. Jedná se o LED podsvícení, které má oproti dřive používaným CCFL trubicím jednu obrovskou výhodu – lze ho lépe regulovat, takže oblasti, které právě nemají svítit, mohou být ztlumeny nebo zcela vypnuty. Poprvé přišla na trh s touto inovací opět firma Sony u svého modelu Sony Qualia 005 v roce 2004.

V současné době nabízí LED podsvícení mnoho výrobců, přičemž díky mohutnému marketingu je v tomto směru na českém trhu nejvíce v povědomí značka Samsung. LED technologie podsvícení se však běžně vyskytuje také u televizorů LG, Sharp, Sony, Philips a dalších. Jednotliví výrobci mohou používat různé konkrétní způsoby využití LEDek k podsvícení svých panelů, čemuž se budeme věnovat podrobně v samostatném článku.