Właściwie każdy ma w domu ekrany LCD. Większość ludzi ma ich kilka. LCD to najbardziej udany typ wyświetlacza na świecie, od kalkulatorów przez monitory PC po telewizory. Mimo to wyświetlacz ciekłokrystaliczny wciąż jest dla wielu osób zagadką – jak działa, czym różnią się poszczególne modele LCD, jak jest produkowany, to wszystko wiedzą nieliczni. Jednak podstawy technologii LCD nie są trudne do zrozumienia. A ci, którzy je znają, mają też konkretne przewagi wiedzy przy zakupie kolejnego wyświetlacza. Zaryzykujemy przegląd.
Starożytna technologia
Cały czas trwają badania nad ulepszeniem wyświetlaczy LCD. Jednak podstawy technologii są już stare. Ciekłe kryształy zostały po raz pierwszy zaobserwowane w XIX wieku; stały się sławne dzięki pracy Otto Lehmanna, który w 1904 roku opublikował swoją książkę na temat „Ciekłych kryształów”. Dopiero odkrycie tych substancji dało początek pierwszemu wyświetlaczowi ciekłokrystalicznemu, czyli LCD.
Szczególną cechą tzw. ciekłych kryształów jest to, że zachowują się one częściowo jak ciecz, a częściowo jak kryształ (stały). Wiele substancji zalicza się do tej kategorii, nawet woda z mydłem. Dla ekranów interesująca jest jednak tylko pewna podgrupa, która wykazuje określone właściwości optyczne pod wpływem prądu. Krótko mówiąc, skok prądu może wpłynąć na to, jak ciecz przepuszcza światło.
Jakie są korzyści z zastosowania ciekłych kryształów w telewizorach?
Wielkim osiągnięciem technicznym jest zbudowanie z tej zasady użytkowego wyświetlacza. Adresowanie pikseli indywidualnie, precyzyjnie i na czas było obarczone wieloma problemami.
Obecnie każdy telewizor LCD posiada miliony małych komórek, które połączone tworzą matrycę. W najczęściej stosowanym wyświetlaczu, tzw. ekranie TFT z panelem TN, sztuczka działa tak: cienka warstwa ciekłego kryształu jest nakładana między dwa filtry polaryzacyjne w taki sposób, że cząsteczki mają jedną orientację w stanie normalnym, a drugą, gdy płynie prąd. Poprzez przepuszczanie lub nie światła spolaryzowanego, każdy piksel jest jasny lub ciemny. Stopień polaryzacji może być precyzyjnie kontrolowany, co pozwala na uzyskanie różnych stopni jasności dla każdego piksela.
Subpiksele wprowadzają kolor do ekranu LCD
Aby zamienić jasno-ciemny obraz w kolorowy, stosuje się prostą sztuczkę. Każda mała komórka jest zabarwiona na czerwono, zielono lub niebiesko. Po trzy komórki tworzą jeden piksel, który może mieszać wiele różnych odcieni kolorów z podstawowymi tonami, które mają różne stopnie luminacji. Jednak ta siatka jest tak drobna, że prawie nie widać jej gołym okiem.
TN, IPS i Co.
Istnieją różne technologie paneli, z których korzystają LCD. Dziś w telewizorach LCD właściwie zawsze stosuje się panele ze skrętką nematyczną (TN). Wyjaśniliśmy już, jak działają. Szybkie odwrócenie polaryzacji ogniw pod wpływem wysokiego ciśnienia przyniosło wiele korzyści: to dzięki nim telewizory LCD stały się przede wszystkim konkurencyjne. Przede wszystkim technologia ta pomaga w szybkości wyświetlania obrazu.
Panele IPS są chyba wciąż najbardziej znanym konkurentem dla technologii TN. Tutaj molekuły są ułożone inaczej niż w panelu TN. Największą zaletą jest lepsze odwzorowanie kolorów i większy kąt widzenia. Największą wadą jest potencjalnie wyższe zużycie energii oraz, szczególnie w przeszłości, słaby czas reakcji i niski współczynnik kontrastu. Ponieważ problemy te można uznać za rozwiązane, monitory PC z panelami IPS cieszą się coraz większą popularnością. Nadal jednak są one znacznie droższe od modeli TN.
Obecnie istnieje niezliczona ilość rodzajów LCD. Jednak telewizor TFT z panelem TN to wciąż ich jedyny władca.
Świetlówka i dioda emitująca światło
Dostępne dziś telewizory LCD różnią się także na dwa podstawowe sposoby: rodzajem zastosowanego źródła światła. Jeśli chcesz zagłębić się w technologię LED, przeczytaj nasz najnowszy przewodnik po telewizorach LED. Podstawy wyjaśniamy ponownie tutaj:
W przeszłości było całkiem normalne, że za panelem montowano świetlówki o dużej powierzchni, aby wprowadzić światło do obrazu. Jednak wciąż używana technologia CCFL ma kilka wad. Zużycie energii jest duże – po pierwsze lampy nie są oszczędzaczami prądu, po drugie podświetlają cały panel, a nie tylko ciemne obszary. Światło o dużej powierzchni przynosi też gorszy kontrast, ponieważ nie można go przesłać przez matrycę z dokładnością do punktu. A ponieważ świetlówki nie świecą dokładnie równo, obszary obrazu często mają różną jasność.
Technologia LED oferuje nowe rozwiązania starych problemów: diody LED zużywają mniej energii elektrycznej. Jako mniejsze źródła światła mogą być montowane płasko za panelem, a następnie oświetlać lub przyciemniać określone obszary. Poprawia to zużycie energii przez telewizor, kontrast i poziom czerni.
Dlaczego LCD jest lepszy
Pierwsza duża zaleta LCD jest najbardziej oczywista: są one bardziej płaskie i lżejsze niż stare telewizory kineskopowe. Ale nowoczesne zestawy oferują też lepszy obraz. A wraz z pojawieniem się technologii LED w najnowszym wydaniu, LCD mają to, czego potrzeba, aby być energooszczędnym cudem.
Czego nie potrafią jeszcze wyświetlacze LCD
LCD wciąż są bite przez inne technologie. Przynajmniej w przypadku panelu TN głębia kolorów nie jest przekonująca dla koneserów. W szczególnych przypadkach czas reakcji jest nadal problemem. A każdy kto ogląda telewizję w standardowej rozdzielczości na telewizorze HD wie, że obrazy w innej niż oryginalna rozdzielczości wyglądają czasem brzydko z powodu ostrych pikseli.
Technologia LCD jest wciąż coraz lepsza. Pytanie tylko, kiedy inna technologia będzie w stanie wyprzedzić LCD. Telewizory plazmowe były już uważane za poobijane, ale w swojej niszy trzymają się całkiem udanie. A telewizory OLED często były ogłaszane kolejnym zwycięzcą, ale wciąż czekają.