Princip fungování LCD
Princip LCD je, jak již název napovídá, založen na technologii tekutých krystalů (LCD je anglická zkratka pro označení Liquid Crystal Display, tedy displej z tekutých krystalů).
Tekuté krystaly jsou látky, které se kromě tekutého a pevného stavu vyskytují také v tzv kapalné krystalické fázi. V tomto stavu jsou tekuté, ale mají optické a elektromagnetické vlastnosti pevných látek. Pro technologii LCD jsou stěžejní dva jevy.
První je dán optickými vlastnostmi tekutých krystalů. Změnou polohy jejich orientovaných molekul dochází ke změně polarizace světla, které jimi prochází. Druhý jev se projevuje při vložení tekutých krystalů do elektrického pole. Jejich molekuly snadno tvoří dipóly, což znamená, že jejich jedna strana má kladný a druhá záporný elektrický náboj. V elektrickém poli pak tyto dipóly mají snahu natáčet se dle své orientace.
Vložením tekutého krystalu do elektrického pole lze dosáhnout natočení jeho molekul a pozměnit tak jeho strukturu. V LCD panelu řídí tento proces tranzistory, které regulují napětí pro každý zobrazovací bod. Tekutými krystaly, jejichž struktura se mění v závislosti na intenzitě elektrického pole, prochází polarizované světlo.
Základní zobrazovací jednotkou displeje je pixel. U barevných počítačových LCD monitorů se každý pixel skládá z tzv subpixelů. Ty jsou v každém pixelu tři a jejich barvy odpovídají RGB – zelená, červená, modrá. Kombinováním nastavení svítivosti jednotlivých pixelů je pak možné dosáhnout obrovského počtu barev.
Kolem každého pixelu jsou elektrody a polarizační filtry, ke každému přísluší také červený, zelený a modrý filtr. První polarizační filtr (v zadní části monitoru) má vertikální polarizaci, druhý je polarizován horizontálně.
Jako podsvětlení displeje bývá obvykle použita plochá nízkotlaká výbojka. Ta je umístěna v zadní části monitoru, za samotným panelem. Její světlo prochází nejprve polarizačním filtrem, poté elektrodou, vrstvou tekutých krystalů, opět elektrodou a nakonec druhým polarizačním filtrem.
Dle typu světla, které pří zobrazování využívá, rozlišujeme tři základní typy displejů – transmisivní, reflexní nebo transreflexní.
Transmisivní displej využívá podsvícení za samotným panelem, řešené výbojkou nebo LED diodami. Toto řešení nabízí největší barevnou hloubku a vysoký kontrast. Technologie LED přináší oproti výbojkám výraznou úsporu energie. Transmisivní displeje jsou špatně čitelné na slunečním světle.
Reflexní displej získává světlo pouze z okolí, žádné vlastní podsvětlení nevyužívá. Je protipólem transmisivního displeje – dobře čitelný na slunečním světle, ale v méně osvětlených prostorách je obraz tmavý a nevýrazný. Výbojka či jiné podsvětlení je tedy obvyklou, nicméně nikoli nutnou součástí LCD.
Kombinací obou těchto typů displejů, shrnující jejich pozitivní vlastnosti, je transreflektivní panel. Je vybaven spínačem, kterým lze přepínat mezi oběma režimy, a nabízí tak dobrou čitelnost v podstatě kdekoli. Tyto displeje ovšem nemají ostrost obrazu na úrovni transmisivních a jejich výroba je finančně náročná.