Lcd regerar bland bildskärmarna

Lcd regerar bland bildskärmarna

Bildskärmar med vanliga bildrör är döda. Lcd-skärmarna blir både bättre och sämre. En ny teknik som bygger på organiska material dyker upp och hotar lcd-teknikens dominans. MikroDatorn har tagit temperaturen på bildskärmsmarknaden och den är het!
Bildskärmar med bildrör är döda, länge leve lcd-skärmarna. Redan i MikroDatorn nummer 2-2003 skrev chefredaktör Bo Nordlin i sin ledare att tiden är ute för crt-skärmar, det vill säga bildskärmar som använder bildrör. Han skrev också att i slutet av det här decenniet kommer crt-skärmar att kännas lika heta som 5,25-tums disketter gör i dag. Men kanske dröjer det inte ens så länge.
– Det sker en konstant avveckling när det gäller produktionen av bildrör, säger Åke Johansson, produktchef för bildskärmar på Philips. Marknaden för bildrör försvinner och fler och fler företag slutar att producera bildrör.
Åke Johansson tror att redan i år kommer bildrör av högsta kvalitet för den grafiska branschen att sluta tillverkas. Kvar blir ett fåtal bildrörstillverkare som tillverkar bildrör av mellanklass och som har ambitionen att producera så få modeller i så höga volymer som möjligt.
– Kan man inte producera tillräckligt stora volymer lägger man ned tillverkningen. Redan i dag är bildrörsproduktionen inte lönsam. Det existerar ingen produktutveckling alls för bildrör för datorskärmar, vilket det gjorde för något år sedan. Nu arbetar tillverkarna enbart med att reducera tillverkningskostnaderna.
Enligt Åke Johansson säljs det redan nu fler platta lcd-skärmar än crt-skärmar. Mer än varannan som köper ny skärm, köper en platt sådan.
– Har platta lcd-skärmar tagit halva världsmarknaden är det inte svårt att ta resten. Ingen vill egentligen tillverka bildrör.
Det kommer också att påverka oss som kunder. Blir volymerna för små, slutar tillverkarna att producera bildrör, även om det finns kunder som fortfarande vill ha sådana. En tendens kan man se redan i dag. Exempelvis säljer Philips sedan två år tillbaka inte några 15-tums crt-skärmar i Norden.
– Om två år kommer det att finnas crt-skärmar kvar men de kommer bara att användas som lockpris i datorpaket. När kunderna väl är i butiken, kommer de att välja en platt bildskärm i stället.
I dagsläget kostar en lcd-skärm ungefär dubbelt så mycket som en crt-skärm i motsvarande storlek och det prisförhållandet tror Åke Johansson inte kommer att förändras.
– Vi kommer inte att få se några dramatiska prisförändringar. Det finns utrymme för vissa prissänkningar men vi kommer inte att få se en sådan priserosion och dramatik som utspelats på lcd-marknaden under de senaste åren.
Priset på lcd-skärmar har sjunkit markant under de senaste åren. När MikroDatorn testade platta skärmar i nummer 10-97 låg priset på mellan 20 000 och 30 000 kronor för en skärm med en bildstorlek på 13,3-14,5 tum. I dag kan du få en 15-tums lcd-skärm för under 3 000 kronor. Prisraset beror på ökade volymer, effektivare produktion och låg kassationsgrad.
– Nu ligger fokus på att tjäna pengar på skärmproduktionen. En trend vi kommer att få se är lcd-skärmar med lägre prestanda, som exempelvis massproducerade 15-tums skärmar med smalare betraktningsvinkel, lägre kontrast och lägre ljusstyrka men också ett lägre pris. Som kund kommer man inte att kunna säga att alla lcd-skärmar är bra. Det kommer att bli en större spridning på kvaliteten på skärmarna.
Enligt Åke Johansson tappade försäljningen av platta 15-tums skärmar fart redan under sista kvartalet förra året och nu säljs det fler 17-tums skärmar än 15-tums i Sverige. På världsmarknaden kommer dock 15-tummarna att ha den största volymen i år.
Organiska skärmar utmanar

Ja, framtiden tycks ljus för lcd-tekniken men nu kommer oled, en teknik som enligt somliga har många fördelar jämfört med lcd. Oled står för Organic Light Emitting Diode eller organiska ljusemitterande dioder.
Till skillnad från lcd-skärmar behöver oled-skärmar ingen bakgrundsbelysning. I en lcd-skärm sitter två till fyra stycken lysrör baktill i skärmen och det är ljuset från dem som du ser när du tittar på skärmen. Med oled fungerar i stället varje liten pixel i skärmen som ljuskälla.
En oled-skärm består enkelt uttryckt av två lager som fungerar som elektroder. Mellan dessa finns ett organiskt material med en speciell egenskap: när elektricitet passerar genom det så ger det ifrån sig ljus. Förespråkarna för oled menar att tack vare att varje pixel har sin egen belysning kan skärmarna göras tunnare och därmed bli lättare och dessutom dra mindre ström än lcd-skärmar.
Liksom lcd-skärmar består varje bildpunkt på oled-skärmar av tre så kallade subpixlar för färgerna röd, grön och blå. För att visa gul färg, tänds den röda och den gröna subpixeln. Även sättet att adressera subpixlarna för att tala om att de ska lysa är detsamma som för lcd-skärmar. Det finns två metoder: aktiv och passiv matris.
Både med aktiv och passiv matris adresseras bildpunkterna radvis. För varje rad går skärmens styrelektronik igenom varje kolumn och bestämmer om en subpixel ska vara på eller av. Varje rad uppdateras typiskt 60 gånger per sekund.
Med aktiv matris finns det för varje bildpunkt tre transistorer som reglerar hur intensivt det organiska ämnet ska lysa för respektive subpixel. Transistorerna reglerar det kontinuerligt ända tills det är dags att uppdatera den pixeln igen. På så vis får man en stabil och ljusstark bild.
För små, enklare skärmar duger passiv matris men för bildskärmar till datorer är det aktiv matris som gäller. Philips använder en liten oled-skärm med passiv matris i toppmodellen av företagets rakapparater.
Oled-skärm i Kodaks digitalkamera
Nyligen lanserade Kodak en digitalkamera som är den första produkten som använder en massproducerad oled-färgskärm med aktiv matris. Skärmen på Easyshare Ls633 är 2,2 tum och har en upplösning på 512 x 218 bildpunkter och en betraktningsvinkel på 165 grader, både horisontellt och vertikalt. Skärmen i Kodaks kamera sägs kosta ungefär 50 procent mer att tillverka än en jämförbar lcd-skärm och strömförbrukningen uppges vara ungefär 20 procent lägre.
På Cebit-mässan tidigare i år visade Kodak upp en 15-tums oled-skärm med upplösningen 1 280 x 720 bildpunkter och enligt uppgift har ett taiwanesiskt företag visat upp en 20-tums skärm som bygger på oled och som ska vara mycket imponerande.
Men trots att flera företag visat upp oled-skärmar som är tillräckligt stora för att användas som datorskärmar, kommer det att ta lång tid innan du kan köpa en sådan skärm i butik. I dagsläget har oled-skärmarna inte tillräckligt lång livslängd för att passa som tv eller datorskärmar.
Begränsad livslängd

Skärmen i Kodaks digitalkamera Easyshare Ls633 har en livslängd på ett par tusen timmar. Efter runt 2 000 timmars användning kommer bilden på skärmen att vara 50 procent sämre än när skärmen var ny. Det handlar om minskad ljusstyrka och förändringar i färgåtergivningen, särskilt när det gäller den blå färgen.
– För en digitalkamera är ett par tusen timmars livslängd på bildskärmen inget problem, säger Joe Runde som är kommunikationsansvarig för Display Products på Kodak. Samma sak gäller skärmen på videokameror och mobiltelefoner.
Men en bildskärm för tv- eller datorbruk är ju typiskt påslagen flera timmar varje dag. Är skärmen påslagen åtta timmar per dag skulle den bara hålla i ett år om den hade ett par tusen timmars livslängd. En lcd-skärm har väsentligt mycket längre livslängd. I en lcd-skärm är det bakgrundsbelysningen som bestämmer skärmens livslängd. Exempelvis har Sharps lcd-tv Aquos 60 000 timmars livslängd på bakgrundsbelysningen som dessutom kan bytas ut på just den skärmen.
Du får vänta till 2006

– Kring 2005-2006 räknar vi med att tillverkningen är tillräckligt effektiv och materialens livslängd tillräckligt lång för att skärmar med oled ska lämpa sig för datorbruk, säger Joe Runde.
På konferensen Display Forum 2002 i slutet av förra året berättade Kodak om hur företaget tror sig se oled-tekniken utvecklas framöver. I år får vi se 2,2- och 4-tums skärmar för digitalkameror och videokameror. Nästa år kommer 5- och 7-tums oled-skärmar för handhållna tv-apparater och portabla dvd-spelare. År 2005 kommer skärmar på mellan 9,5 och 15 tum för bärbara datorer och för platta datorbildskärmar. År 2006 kommer oled-skärmar som är större än 15 tum och som ska kunna användas i tv-apparater.
Analysföretaget Stanford Resources räknar med att det stora lyftet för oled inte kommer förrän år 2008. US Display Consortium tror att oled-skärmar kommer att vara jämförbara med lcd-skärmar år 2007, sett både till pris och till prestanda. År 2010 kommer oled-skärmar att ha bättre prestanda och lägre pris än lcd-skärmar.
Lcd blir bättre och bättre
När förespråkarna för oled räknar upp fördelarna med tekniken är det bland annat större betraktningsvinkel, större kontrast och snabbare svarstid jämfört med lcd. Det stämde nog när man får något år sedan jämförde potentialen hos oled-skärmar med de lcd-skärmar som fanns på marknaden då. Men lcd-tekniken utvecklas hela tiden.
I ett dokument från Kodak från december 2001 står det bland annat att oled har ett kontrastförhållande på mer än 200:1 medan lcd-skärmar endast har 20-30:1. Numera säger Kodak att oled har ett kontrastförhållande på 500:1 men det finns det också lcd-skärmar som har. I vår test av billiga 15-tums lcd-skärmar i nummer 3-2003 var det ingen skärm som hade mindre kontrast än 300:1.
Ljuset du ser på en lcd-skärm kommer från lysrör som sitter baktill i skärmen. Eftersom ljuskällan sitter långt bak i skärmen har det varit svårt att se vad som står på skärmen om man inte tittar på den relativt rakt framifrån. Med oled-skärmar har man både en horisontell och vertikal betraktningsvinkel på upp till 180 grader.
Men inte heller betraktningsvinkeln är något problem för nya lcd-skärmar. Exempelvis har lcd-skärmen Think Vision L200p, som Ibm lanserade i slutet av februari, 170 graders horisontell och vertikal betraktningsvinkel. I vår test i nummer 3-2003 hade dock lcd-skärmarna sämre betraktningsvinkel, den sämsta hade 120 graders horisontell och 100 graders vertikal betraktningsvinkel.
Enligt oled-förespråkaren Joe Runde på Kodak har lcd-skärmar med hög betraktningsvinkel en starkare bakgrundsbelysning vilket drar mer ström. Det gör i sin tur att den typen av skärmar inte är lämpliga i bärbara produkter.
Mycket snabb svarstid

Men när det gäller svarstiden får lcd-skärmen se sig rejält slagen av oled. En lcd-skärm har normalt en svarstid på mellan 25 och 40 millisekunder, även om snabbare skärmar redan kommit. Det finns ingen exakt definition av vad svarstid är. Åke Johansson menar att det är den tid det tar för lcd-kristallerna att gå från den ena ytterligheten till den andra och tillbaka, till exempel från färgen vitt till svart och tillbaka igen. Med en svarstid på 25 millisekunder ska en lcd-skärm kunna visa 40 bilder per sekund (1/0,025).
Det har redan kommit snabbare lcd-skärmar. Hitachis 17-tummare Cml174sxw har en svarstid på 16 millisekunder. Men även den kommer till korta jämfört med oled-skärmar som har en svarstid på 10 mikrosekunder. Notera skillnaden mellan milli- och mikrosekund. Även om svarstiden skulle krypa ned till 10 millisekunder för lcd-skärmar så är oled-skärmar tusen gånger snabbare.
– För ett par år sedan var svarstiden ett problem för lcd-skärmar men det är det inte längre, anser Åke Johansson på Philips. Nu är svarstiden tillräckligt snabb även för dataspel.
Lcd-tekniken utvecklas

En svaghet som lcd-skärmar fortfarande har är begränsningar i färgåtergivningen, menar Åke Johansson. Exempelvis är rödaste rött rödare på en crt-bildskärm än på en lcd-skärm. Begränsningen ligger i det blå-vita ljus som kommer från lysrören som används i bakgrundsbelysningen.
Philips har tillsammans med Agilent utvecklat en teknik som kallas för Lumileds och som bygger på att man använder lysdioder i stället för lysrör som bakgrundsbelysning. På en 15-tums skärm sitter 80 lysdioder i färgerna rött, grönt och blått. Genom att dioderna är färgade kan skärmen reglera färgen på själva bakgrundsbelysningen och till exempel ha en svagt rosa bakgrundsbelysning i stället för den blå-vita.
Förutom bättre färgåtergivning ska skärmens livslängd förbättras från dagens 50 000-75 000 timmar till över 100 000 timmar. Den första produkten med Lumileds blir en 18-tums lcd-tv som ska lanseras i början av det fjärde kvartalet i år.

I kristallkulan
2003
– Tillverkning av bildrör med högsta bildkvaliteten upphör
– Oled-skärmar på 2,2 och 4 tum för digitalkameror och videokameror
– I Sverige säljs fler platta 17-tums skärmar än 15-tums
– Försäljningen av lcd-tv ökar med 183 procent
– LG.Philips börjar massproducera 52-tums lcd-tv
2004
– 5- och 7-tums oled-skärmar för handhållna tv-apparater och portabla dvd-spelare
– Samsungs nya lcd-fabrik producerar 60 000 stycken lcd-skivor (1,1 x 1,3 meter) i månaden. Varje skiva ger tolv 17-tums skärmar eller nio 19-tums skärmar.
2005
– 9,5 till 15 tum stora oled-skärmar för bärbara datorer och platta datorskärmar
– Toshiba lanserar flexibla, böjbara lcd-skärmar
2006
– Oled-skärmar större än 15 tum för tv-apparater
2007
– Oled-skärmar jämförbara med lcd-skärmar sett till pris och prestanda
2010
– Oled-skärmar bättre och billigare än lcd-skärmar

Källor: Kodak, Stanford Resources, Philips med flera

Nästa steg: böjliga skärmar
Förra året visade Toshiba upp en flexibel 8,4-tums lcd-skärm med aktiv matris. Skärmen kan böjas i alla riktningar. Den är bara 0,4 millimeter tjock och väger 20 gram. Toshiba räknar med att ha kommersiella produkter tillgängliga någon gång efter år 2004. Företagets långsiktiga mål är att tillverka vikbara lcd-skärmar.
I dagsläget består lcd-skärmar av två glassplattor som kallas substrat och som fogas samman med varandra. Mellan dessa plattor finns det ett rutnät. Rutorna fylls med flytande kristaller i en process som kallas för vakuumsugning. I en ny teknik som Philips håller på att utveckla använder man i stället ett enda substrat och det behöver inte vara av glas, utan kan vara gjort i exempelvis flexibel plast. På skivan målar man på en blandning av flytande kristaller och polymer. Sedan lägger man på ett rutnät på skivan och utsätter den för ultraviolett strålning. De delar av den påmålande ytan som utsätts för strålningen stelnar nu och bildar hårda väggar. Därefter tar man bort rutnätet och utsätter hela skivan för svagare ultraviolett strålning. Då härdar det översta lagret av ytan. Mellan bottenskivan och de väggar och tak som skapats av härdad plast finns den flytande kristallen.
Förutom att man med tekniken kan göra tunnare skärmar än tidigare så kan skärmarna även bli lättare och billigare att tillverka. Dessutom kan man göra flexibla, böjbara skärmar. Philips menar att man med tekniken ska kunna tillverka lcd-skärmar på rulle. Sedan klipper man till en färdig skärm i önskad storlek.
Visson heter ett israeliskt företag som utvecklar en annorlunda teknik som bygger på att man väver bildskärmen, i princip som ett vanligt tyg. Skärmen vävs av fibrer som leder ström. I varje korsning i tyget bildas en pixel. Fibrerna är täckta av ett speciellt material som lyser upp när det utsätts för ström från båda fibrerna i en korsning. Processen att omvandla elektrisk energi till ljus kallas för elektroluminiscens. Med tekniken ska man kunna producera skärmar som ser ut och känns som vanligt tyg. I november 2000 visade företaget upp en tre meter lång och 40 centimeter bred skärm med upplösningen 96 x 12 punkter.

Lcd-tv blir allt vanligare

Det kommer också att bli vanligare med platta skärmar med inbyggd tv-mottagare, framför allt för hemmarknaden. Enligt analysföretaget Display Search ökade försäljningen av lcd-tv med 113 procent förra året och beräknas öka med 183 procent i år.
– När det gäller stora platta tv-skärmar är det fortfarande plasma som gäller, men om 1-2 år är det inte en priseffektiv produkt längre. Framtiden hör definitivt till lcd. Plasmaskärmar har dessutom för låg pixeltäthet för att ha något med persondatorer att göra, säger Åke Johansson.
Just nu innehar Samsung rekordet och har visat upp en platt lcd-tv med en bildyta på 54 tum och en betraktningsvinkel på 170 grader. Företaget LG.Philips har visat upp en 52-tums lcd-skärm för tv-bruk som företaget räknar med ska börja massproduceras till slutet av året.

Publicerad i MikroDatorn