LCD displeje jsou všude, kam se podíváte.
Dnes se síce stále více skloňují jiné, modernější technologie, ale LCD displeje přesto zůstávají populární, ačkoliv jsou s námi více než 50 let.
Co jsou tedy vlastně zač, proč jsou tak oblíbené a kde všude najdou využití?
Co je to LCD displej?
LCD (Liquid Crystal Display) je displej z tekutých krystalů. Jedná se o technologii obrazovky, která se vyskytuje v mnoha zařízeních, od televizorů a počítačů po chytré telefony, tablety nebo hodinky.
Jedná se o tenké a ploché zobrazovací zařízení s dobrou spotřebou energie. Právě díky tomu se LCD displeje staly ideálními nástupci za CRT displeje.
Jak funguje LCD?
LCD displej funguje tak, že manipuluje se světlem, které prochází skrz několik vrstev. Je k tomu zapotřebí zdroj světla (dnes běžně LED diody) pro podsvícení, průhledné elektrody a kapalné krystaly.
Tekuté krystaly pak reagují na střídavé elektrické napětí, čímž mění svou orientaci a tím ovládají množství světla, které jimi může procházet. Výsledkem jsou barevné pixely (obrazové body), které tvoří obraz na displeji.
Běžné parametry LCD displejů
LCD specifikujeme podle standardních parametrů jako u jiných typů displejů. Tohle jsou pak hodnoty, se kterými se můžete setkat nejčastěji:
- Úhlopříčka: LCD displeje nejsou příliš limitovány výrobou, a tak je najdete ve velikosti od pár palců (například u mobilů) až po velké 85palcové panely, využívané třeba v televizích.
- Rozlišení: Také v rozlišení je velký rozptyl, kdy LCD panely dokáží pojmout jen pár desítek pixelů až po miliony bodů u 4K rozlišení.
- Obnovovací frekvence: LCD displeje nabízí obnovovací frekvenci nejčastěji od 60 Hz do 240 Hz. Velmi záleží na konkrétním panelu, který je pro zobrazování použit.
- Odezva: Odezva LCD displejů je zpravidla rychlá, často mezi 1 až 5 ms. Opět záleží na typu panelu, jelikož některé jsou rychlejší.
- Barevná reprodukce: Zde velmi záleží na typu panelu, neboť u těch levnějších není příliš dobrá, zatímco ty dražší jsou vhodné i na profesionální grafickou práci. Na druhou stranu novější technologie displejů mohou přeci jen nabízet živější nebo věrnější barvy.
- Spotřeba energie: LCD displeje jsou známé svou energetickou účinností, zejména když jsou srovnány s dřívějšími technologiemi, jako je CRT. To jim umožňuje fungovat i na baterii.
Výhody LCD
- Výrazně tenčí a lehčí než CRT obrázovky
- Nízká spotřeba energie, vhodná i pro napájení z baterie
- Všestrannost díky nabídce různých panelů a velikostí
- Dlouhá životnost displejů
Nevýhody LCD
- Nerovnoměrné podsvícení (tzn. backlight bleeding) u některých levnějších displejů
- Omezený pozorovací úhel u starších panelů
- Rychlé pohyby v zobrazovaném obrazu nemusí být tak ostré nebo mohou zanechávat stopu (tzn. motion blur)
- Kontrast není tak dobrý jako u jiných, modernějších technologií
Porovnání LCD s ostatními technologiemi
Ačkoli je LCD jednou z nejrozšířenějších technologií pro výrobu displejů, v současnosti je na výběr i z dalších možností, které si nyní porovnáme:
LCD vs LED
Porovnání LED (Light Emitting Diode) displejů s LCD může být poněkud zavádějící, jelikož to, co je běžně označováno za například LED televizi, je kombinace obou těchto technologií.
Klasické LCD displeje potřebují zdroj světla, který bude sloužit jako podsvícení. Tradičně byly používány zářivky, ale v moderních displejích tuto funkci zastávají právě LED diody. To často zlepšuje rovnoměrnost podsvícení a zároveň ještě zlepšuje energetickou účinnost takových LCD displejů.
Samostatné displeje tvořené z diod pak nejčastější najdete na světelných cedulích a billboardech nebo jako informační displeje na dálnicích, letištích nebo MHD.
LED technologie pak stojí za počátkem dalších, navazujících technologických větví, jako je OLED nebo MicroLED.
LCD vs OLED
V současnosti asi největším konkurentem LCD displejů je OLED (Organic Light-Emitting Diode) technologie. Na rozdíl od LCD displejů, OLED displeje nevyžadují podsvícení, jelikož každý pixel displeje produkuje své vlastní světlo.
To umožňuje OLED displejům dosáhnout hlubokých černých tónů a vysokého kontrastu, protože každý pixel může být nezávisle zapnutý nebo vypnutý.
Na druhou stranu jsou OLED displeje stále ještě dražší. Nevýhodou je také jejich problém s vypalováním obrazu (tzv. “burn-in”), pokud je jeden obraz zobrazován na displeji po delší časový úsek, aniž by došlo ke změně.
Typy LCD displejů
Postupně tak jak se LCD displeje vyvíjely, začaly vznikat i různé typy panelů, které jsou na této technologii postavené. Každý z nich má pak své specifické vlasnosti a tím pádem i silné a slabé stránky.
Těmi nejběžnějšími typy LCD displejů jsou:
TFT (Thin-Film Transistors)
TFT je nejrozšířenější forma LCD technologie s aktivní matricí.
TFT displeje využívají tenkofilmové tranzistory k rychlému a přesnému ovládání jednotlivých pixelů, což vede k lepšímu zobrazení obrazu a rychlejší odezvě.
Co možná tolik lidí neví, je že TFT technologii využívají všechny další panely, jako je TN, IPS, VA nebo PLS. Ovšem pokud se v parametrech produktu hovoří o TFT displeji, který není nijak dále specifikován, většinou se myslí levný TN panel.
TN (Twisted Nematic)
TN panely jsou nejstarší a obvykle nejlevnější forma LCD displejů.
Nabízí rychlou odezvu, kvůli čemuž se používaly třeba u herních monitorů, ale na druhou stranu trpí špatnými pozorovacími úhly a horší barevou reprodukcí.
V dnešní době jsou po všech stránkách překonané a spíše tedy na ústupu. Potkáte se tak s nimi už jen v případě zařízení, které se snaží co nejvíce snížit své výrobní náklady.
IPS (In-Plane Switching)
IPS jsou bezesporu nejoblíbenějšími typy LCD panelů.
Ty nabízí speciální uspořádání krystalů, díky čemuž může světlo procházet rovnoměrněji skrz displej. Nabízí tak lepší pozorovací úhly a barevnou reprodukci než TN. Horší byly v odezvě nebo obnovovací frekvenci, ale i tyto parametry se postupně mění a na trhu najdete tak i rychlé panely.
IPS displeje tak mají obrovskou cílovku, ať už jde o levnější kancelářské monitory nebo profesionální stanice pro designéry a fotografy. Kvalita IPS panelů se tak často odráží na ceně samotného zařízení.
VA (Vertical Alignment)
VA panely jsou kompromisem mezi TN a IPS technologiemi.
Pozorovací úhly a barevná reprodukce je lepší než u TN panelů, ale ne tak dobrá jako u IPS displejů. To samé, akorát v opačném gardu, je pak i u odezvy a obnovovaíc frekvence. Naopak VA panely nabízí o něco lepší kontrast a plnost černé barvy než u obou technologií.
Jelikož i cena VA panelů bývá mezi TN a IPS technologiemi, často se využívá pro monitory, které chtějí nabídnout dobrý poměr cena/výkon, ať už jde o kancelářské stanice nebo herní mašiny.
PLS (Plane-to-Line Switching)
PLS panely byly vyvinuty společností Samsung jako alternativa k IPS displejům.
Tyto panely nabízí podobnou kvalitu obrazu jako IPS, ale s několika výhodami, jako je vyšší jas a nižší spotřeba energie. V ostatních oblastech jsou si s IPS velmi podobné.
Nevýhodou PLS displejů byla vyšší cena, ale ta se postupně dostává na úroveň kvalitnějších IPS panelů. Jsou tedy používány spíše v prémiovějších zařízeních, které chtějí nabídnout něco víc.
MIP (Memory-In-Pixel)
MIP panely jsou relativně novou technologií, která se zaměřuje na extrémní energetickou efektivitu.
Tyto panely mají totiž integrovanou paměť uvnitř každého pixelu, což umožňuje udržovat zobrazený obraz bez potřeby neustálého obnovování (podobně jako je to u E-ink displejů). Výhodou je také vysoký kontrast. Na druhou stranu MIP displeje jsou limitovány nízkým rozlišením a omezenou barevnou reprodukcí.
I tak jsou ale MIP panely naprosto ideální pro malá zařízení, kde je dlouhá výdrž baterie a čitelnost klíčová. Čím dál více se tak rozšiřují do segmentu nositelné elektroniky, jako jsou chytré hodinky a fitness náramky.
Použití LCD displejů
LCD displeje jsou v dnešní době stále všudypřítomné a díky jejich všestrannosti nabízí opravdu široké spektrum použití.
Monitory a grafické tablety
Největším odběratelem LCD displejů budou zcela jistě monitory. Jelikož LCD panely nabízí širokou škálu rozlišení, velikostí a dalších parametrů, lze je použít do pro různé účely – od levných monitorů do kanceláře, přes kvalitní panely pro grafické tablety, až po herní monitory s rychlou odezvou a frekvencí.
Notebooky
Stejně jako u monitorů, jsou LCD displeje také velmi využívané v noteboocích. Kombinace nízké spotřeby a tenkého profilu z nich totiž dělá ideální volbu pro takto přenosná zařízení. Většina trhu využívá IPS panely, ale u těch levnějších notebooků se můžete setkat i s TN panely.
Telefony a tablety
Mobilní telefony a tablety víceméně kopírují potřebu notebooků, takže i zde je poptávka po LCD displejích vysoká. Opět se jedná spíše o IPS panely, s vyjímkou (nejčastěji) tlačítkových telefonů, které využívají TN technologii.
Chytré hodinky a náramky
Ačkoliv se u chytrých hodinek a náramků setkáte především s AMOLED displeji, v některých případech narazíte i na LCD technologii. Např. u sportovních hodinek od Garminu jsou oblíbené MIP panely, pro jejich vysokou čitelnost a energetickou nenáročnost. Levnější hodinky pro děti pak využívají IPS nebo TN displeje, aby si uchovaly nízkou cenu.
Televize
LCD technologie je také hojně využívána v televizích, díky možnosti vyrábět LCD panely do velkých úhlopříček. Nicméně takové televize se obecně spíše nazývají LED, ačkoliv mimo diod, které tvoří podsvícení, využívají LCD panely.
Digitální kamery a fotoaparáty
LCD displeje jsou také často používány v digitálních kamerách a fotoaparátech. Poměr cena/výkon těchto panelů je totiž ideální pro náhledové obrazovky, které zajišťují dostatečnou detailnost a zároveň příliš nezvyšují tloušťku zařízení.
Historie a budoucnost LCD displejů
LCD technologie se začala výrazněji rozvíjet v 60. letech minulého století a od té doby se stala nedílnou součástí mnoha odvětví. Především v oblasti spotřební elektroniky si LCD dobylo stálé místo.
A není divu! LCD technologie byla totiž považována za velkou revoluci. Do té doby na poli zobrazovacích technologií vévodilo CRT (Cathode Ray Tube, neboli katodová trubice), které jistě znáte z obřích monitorů a televizí, které jste mohli vidět v domácnostech a kancelářích v 90. letech. Ovšem díky své daleko nižší tlouštce, lepší energetické úspornosti a vyšší kvalitě obrazu LCD rychle převzalo otěže a CRT kompletně vyřadilo.
Ale jak to tak bývá, žádná technologie není věčná. Přestože LCD stále na trhu dominuje, čím dál častěji můžeme pozorovat postupné nasazování nových technologií, jako je OLED nebo MicroLED. Ty sice nepřináší takový skok, jako byl mezi CRT a LCD displeji, ale i tak opět zlepšují kvalitu obrazu a přináší další výhody.
Budoucnost LCD displejů je tak stále otevřená. Je zřejmé, že má stále co nabídnout, ale konkurence je silnější než kdy předtím.
