LCD monitory

Jak si vybrat LCD MONITORY?

• Odezva: 12 ms
• Kontrast: 500:1
• Jas: 250 cd/m
• Úhly pohledu: 160°/160°
• Analogový vstup

• Odezva: pod 8 ms (stačí na bezproblémové sledování DVD filmů i k hraní většiny her, 2 ms je ideální hodnota :))
• Kontrast: 1000:1
• Jas: 300 cd/m
• Úhly pohledu: 176°/176° (Zde jsou potřeba co nejvyšší hodnoty. Viz.: příklad sledování filmů ve více osobách, při sledování LCD monitoru z širších úhlů se mění hodnoty kontrastu a to směrem dolů.)
• DVI-D, Analog

• Odezva (respondent time): Odezva má dvě části rise/fall, většinou se uvádí součet těchto hodnot. LCD monitory poslední generace mají odezvu již kolem 2 ms (obecně platí čím, nižší hodnota tím lépe)
• Kontrast: 800:1 (obecně platí čím vyšší hodnota, tím lepší)
• Jas: 300 cd/m (opět platí čím vyšší hodnota, tím lépe)
• Úhly pohledu: 170°/170° (obecně platí čím vyšší hodnota, tím lépe)
• DVI nebo HDMI: digitální připojení monitoru, narozdíl od Analogu (D-Sub) nedochází ke konverzi obrazu - monitory s DVI (HDMI) vstupem mají obecně kvalitnější zobrazení
• více informací a parametrů naleznete v záložce "Slovníček LCD"

• 15" LCD monitor - 1024 x 768
• 17" LCD monitor - 1280 x 1024
• 19" LCD monitor - 1280 x 1024
• 19" LCD monitor - 1440 x 900 (16:9 širokoúhlý)
• 20" LCD monitor - 1600 x 1200
• 20" LCD monitor - 1680 x 1050 (16:9 širokoúhlý)
• 21" LCD monitor - 1600 x 1200
• 22" LCD monitor - 1680 x 1050 (16:9 širokoúhlý)
• 24" LCD monitor - 1920 x 1080 (full HD)

prodejce LCD monitory

LCD monitory versus CRT monitory

• CRT aneb klasický monitor
  
  Abyste správně pochopili všechny souvislosti, je vhodné pochopit, jak funguje klasický CRT (Cathode Ray Tube) monitor. Zjednodušeně řečeno, obraz na něm vzniká pomocí vysílání 3 elektronových paprsků ze tří elektronových děl, které jsou usměrňovány pomocí elektromagnetického pole vychylovacích cívek. Paprsky pak dopadají na stínítko (což je vlastně součást vzduchoprázdné obrazovky) potažené fosforem.
  
  Elektrony díky usměrnění dopadají přesně na určené místo, které se na určitou chvíli rozzáří. Obrazovka je tedy neustále znovu a znovu rastrována pomocí paprsků takovou rychlostí, že naše oči většinou nejsou schopny rozeznat nějakou neplynulost (rozumějte překreslování) v tvorbě obrazu, který se tedy jeví stabilní. Barvy vznikají pomocí osvitu mnoha RGB (Red, Green a Blue) bodů na obrazovce, které leží velice blízko u sebe (pro lidské oko splývají). Pomocí těchto 3 základních barevných složek je schopna obrazovka syntetizovat prakticky jakoukoliv barvu (v rámci kvality vnímání očima běžných smrtelníků).
  
  Ještě jedna "drobnost" však schází v naší teoretické omáčce. Aby se dosáhla požadovaná ostrost (přesnost) obrazu, musí elektronový svazek před osvitem bodů obrazovky projít několika mřížkami. Jednak je to Wheneltův válec, který má vzhledem ke katodě záporný potenciál. Elektrony jsou tedy od něj odpuzovány a přes něj projde jen jejich požadované množství. To je ovlivněno napětím na válci (čím vyšší, tím méně elektronů prochází).
  
  Elektrony jsou po průchodu Wheneltovým válcem naopak přitahovány mřížkami s kladným potenciálem. Ty umožní paprskům projít až na stínítko obrazovky. Mřížky mají tedy kladný potenciál, který je čím dál (od válce) vyšší. Mezi těmito mřížkami jsou ještě další dvě velice důležité - jedna pro ostrost a druhá pro konvergenci obrazu. Když elektrony proletí touto spletí "mřížek-usměrňovačů", jsou prakticky na konci cesty. Poté se již jen paprsky setkají na masce obrazovky, odtud se odrazí směrem na své luminofory, které se tak rozzáří a vznikne tak konečně obraz na stínítku.
  
  
  Schématický obrázek principu CRT monitorů
  
  Kvalita obrazovek se samozřejmě časem vyvíjela. Od monochromatických, kdy stačil jeden elektronický paprsek k vykreslení obrazu až po dnešní barevné obrazovky (Delta, Inline, Trinitron, Flatron, Quntrix, QuintrixF a další). Například u obrazovek Trinitron jsou luminofory naneseny v řadě za sebe. Překonaným typem je Delta obrazovka s luminofory nanesenými do kruhu. Z tohoto důvodu nebyly obrazovky zcela ploché a jejich geometrie byla tedy horší. Nyní, když jsme se konečně prokousali přes technologickou omáčku, se můžeme bez obav pustit do rozebírání (ne)výhod CRT monitorů.
• Parametry určující kvalitu obrazovky
  
  Začněme základním obchodním rozlišovacím parametrem - úhlopříčkou. Ta není udávána jako skutečná (viditelná), ale jen jako vzdálenost dvou protějších nejvzdálenějších bodů obrazovky. Jako příklad - viditelná úhlopříčka u 19" CRT monitorů je maximálně kolem 18". Dnes se reálně vyplácí uvažovat o některém z lepších 19" monitorů i k běžnému počítači. Nejlevnější postačující "devatenáctky" jsou k dostání již okolo 5000 Kč včetně daně. Ovšem jak praví známé pravidlo - nejen na velikosti (obrazovky) záleží :-)
  
  Důležité jsou také vlastnosti obrazovky, které se liší od výrobce k výrobci. Jedna z určujících je obnovovací frekvence obrazu. Ergonomické frekvence u monitoru začínají někde nad 85 Hz (včetně). Při nižších hodnotách obraz viditelně "bliká", což je rušivé zvlášť pokud u monitoru prosedíte dlouhé hodiny či celé dny. Vyplatí se usilovat o co možná největší obnovovací frekvenci v rámci možností. Moje osobní zkušenosti hovoří (alespoň) o "100 Hz ideálu", ačkoliv i při 85 Hz se dá monitor sledovat dlouhé hodiny.
  
  Na další parametr si však již tolik lidí pozor nedává. Frekvence řádkového rozkladu - tj. horizontální frekvence - udává maximální zobrazitelný počet linek za sekundu. Při běžném rozlišení 1024x768 musí monitor vykreslit 768 řádek. Za jednu sekundu se však obraz při obnovovací frekvenci 85 Hz obnoví 85x. Tj.: 85x768 = 65280 Hz - tedy 65,28 kHz. Horizontální frekvence monitoru zobrazujícího rozlišení 1024x768 při obnovovací frekvenci 85 Hz musí být nejméně 65,28 kHz. Pokud je výrobcem udávaná hodnota nižší, musí se tvořit obraz prokládaně (tzv. "interlaced"). Nejprve se nanesou sudé řádky a poté liché. Jenže při určitých změnách obrazu dochází ke zpozorování skutečné frekvence obrazu, která je díky prokládání poloviční.
  
  Parametrem, který se u obrazovek běžně udává, je šířka pásma. Tj. celkový počet bodů, které je monitor schopen za sekundu vykreslit. Příklad (rozlišení x obnovovací frekvence) - 1024 x 768 x 85 = (přibližně) 66,85 MHz. Čím je tato hodnota vyšší, tím kvalitnější elektroniku v monitoru máte. A čím kvalitnější je elektronika, tím věrnější obraz logicky vzniká. Existuje totiž jev, kdy se při zvyšování kmitočtu obrazu zhoršuje jas a kontrast jednotlivých zobrazených bodů. K eliminaci je vhodné vlastnit monitor s velkou šířkou pásma.
  
  K zahození také rozhodně není údaj o velikosti (rozteči) luminiscenčních bodů. Tento parametr se udává v desetinách mm a platí jednoduché pravidlo: "čím méně, tím lépe". U současných monitorů je tato hodnota běžně okolo solidních 0,25 mm.
  
  Trošku jiné parametry udávají standardy (normy) jako TCO2003 apod. Podle nich se dá zjistit míra vyzařování škodlivého magnetického záření, ale také recyklovatelnost použitých materiálů a celková ekologická (ne)závadnost. Většina současných monitorů splňuje TCO99, které značně omezuje míru vyzařování. Rozhodně není nutné pořizovat k modernímu CRT monitoru polarizační filtr, jediným výsledkem bude méně kvalitní podání obrazu. Ovšem docela ideální CRT monitor (pro lidské zdraví) není možné vyrobit. Proto je tu jeho konkurence - LCD, kterou si podobně rozebereme za moment...
• Intermezzo - pozor na grafickou kartu
  
  Kvalitu obrazu může ovlivnit také (ne)správná volba grafické karty. Rozhodně viditelný je rozdíl mezi 2D obrazem GeForce 2 MX a například GeForce 4 Ti. Stejně tak, jako je viditelný rozdíl mezi GeForce 4 Ti a Radeonem 9800 od ATI nebo nějakou grafickou kartou od Matroxu (ten je dokonce všeobecně vnímán jako nejkvalitnější). Ale to bychom zbytečně zjednodušovali. Pravdou totiž je, že výsledná kvalita 2D obrazu záleží především na výrobci grafické karty a méně už na výrobci konkrétního grafického čipu.
  
  Zásadní problém je v tom, že obraz vychází z grafické karty kódovaný jako digitální signál, avšak klasický monitor dokáže pracovat pouze se signálem spojitým, neboli analogovým. To znamená, že se signál musí převádět z digitálního na analogový. K tomu slouží RAMDAC převodník (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter). Součástí RAMDAC je SRAM pro uložení barevné mapy a tři DAC konvertery. Jeden pro červené, jeden pro zelené a jeden pro modré elektronové dělo v monitoru. Každý výstupní signál musí splňovat náležité normy. A právě v tom je kámen úrazu.
  
  Mnoho výrobců grafických karet se uchyluje k tomu, že na karty montují sice levnější, ale podstatně méně kvalitnější RAMDAC převodníky s horšími výstupními filtry, které mají hodně daleko k tomu, aby splňovaly nějaké normy. V praxi je taková karta prakticky nerozeznatelná od té normální a to až do okamžiku, kdy se uživatel rozhodne použít nějaké vyšší rozlišení. Obraz se pak náhle stane nejasným, jakoby rozmazaným a na monitoru se často objeví jev, nazývaný jako moiré. V případě kvality 2D obrazu tedy nezáleží ani tak na výrobci 3D čipu, jako na samotném výrobci grafické karty.
  
  I z tohoto důvodu se začíná prosazovat digitální výstup DVI (DVI-I), jenž je zkratkou pro Digital Visual Interface. Obraz pak není nutné konvertovat z digitálního na analogový a k přenosu obrazu se používá TMDS protokol (Transition Minimized Differential Signaling).
• LCD monitory - sexy ergonomické nádobíčko
  
  Na první pohled může vypadat technologie zobrazování pomocí displaye z tekutých krystalů jako vytržená z románu science-fiction. Opak je ale pravdou, základy této technologie sahají až na konec 19. století, kdy došlo k objevu principu tekutých krystalů (ačkoliv první experimentální obrazovka vznikla podstatně později - v roce 1968). Zpočátku sahaly možnosti využití jen do omezeného okruhu výrobků (kalkulačky), ale s razantním nástupem notebooků se však začala pozice displayů s tekutými krystaly výrazně zlepšovat. Další, ještě razantnější vzestup LCD přišel s rozmachem různých druhů spotřební elektroniky, mobilními telefony apod. Nás bude samozřejmě zajímat především využití obrazovky z tekutých krystalů jakožto monitoru k desktopovému PC.
  
  Základ obrazu zde není tvořen zářením z katodových trubic jako u CRT. "Zářičem" je zde fluorescentní trubice po straně displaye (může jich být 1-4). Z nich se světlo rozvede pomocí světlovodivého panelu rovnoměrně přes celou obrazovku. Fotony postupují přes polarizační filtr, vrstvu s tekutými krystaly a další polarizační filtr. Vrstvy polarizačního filtru jsou orientovány stejně jako jsou natočeny drážkované destičky u vrstvy LCD. Světlo při průchodu přes polarizační filtr změní svůj charakter. Přes první filtr totiž projdou jen rovnoběžné vlny. Struktura tekutých krystalů dále světlo natočí tak, že projde i přes druhý polarizační filtr, který je vůči prvnímu otočen o 90°. Normálně by světlo při průchodu dvou polarizačních vrstev vzájemně pootočených o 90° neprocházelo, ale vše funguje právě díky vrstvě z tekutých krystalů.
  
  Toť krátce popis stavu tekutých krystalů, kdy do této vrstvy není přivedeno napětí. Tento stav je "světlu propustný". Naopak - pokud přivedeme napětí do LC vrstvy (Liquid Crystals - tekuté krystaly), dojde k přesměrování krystalické struktury nikoliv podle původních drážek, ale podle směru proudu. Tím se světlo přestane natáčet tak, aby mohlo projít polarizační vrstvou nad strukturou LC - světlo tedy neprochází. Velikostí proudu přivedeného do struktury LC můžeme regulovat úroveň jasu. U TFT displayů je ke každému krystalu připojen samostatný transistor, který určí, zda a jak moc má jednotlivý pixel na obrazovce svítit. Vše samozřejmě pomocí napětí přiváděného na konkrétní bod vrstvy LC. Současné monitory této konstrukce dosahují solidních parametrů obrazu - slušné doby odezvy (12 a méně ms) a vysokého kontrastního poměru (okolo 700:1).
• Složitější výroba a další úskalí
  
  Stinnou stránkou TFT je složitost výrobního procesu. Není vůbec snadné umístit tolik tranzistorů na plochu celé LC vrstvy. Jednoduchým výpočtem se odvodí jejich počet: v rozlišení 1024x768 = 768.432 bodů x 3 (tři základní barvy RGB) = 2.359.296 (nutných tranzistorů). To vše na ploše 15" obrazovky. Musíte si uvědomit, že tranzistory nemohou být vyráběny "jednoduše" na křemíkových plátech jako u procesorů. Jejich produkce probíhá výkonným laserem - tranzistor po tranzistoru.
  
  Náklady na výrobu jsou tedy vyšší a existuje možnost existence tzv. "dead pixelů", tedy nefunkčních - "mrtvých" bodů na obrazovce. I když je pravda, že v poslední době se tuto nepříjemnost daří výrazně eliminovat, vzhledem k tomu, že se výrobní proces neustále zdokonaluje. Existují i další technologie více či méně podobné této: IPS (Super-TFT) a MVA. IPS mají sice širší pozorovací úhel, avšak mívají obvykle (ne vždy) větší dobu odezvy. Případné mrtvé body na obrazovce nezáří bílou barvou, ale jsou sytě černé, takže když už nějaký ten mrtvý pixel už budete mít, nebude tak vidět.
• Srovnání kladů a záporů CRT vs. LCD
  
  Konečně se můžeme pustit do porovnání obou technologií využitých při tvorbě obrazu:
  
  

  CRT monitory + výhodnější cena + vysoký kontrastní poměr + téměř nulová doba odezvy + méně zubaté diagonály + věrohodné podání barev - vyzařuje elektromagnetické záření (více škodí zdraví) - nemusí mít perfektní geometrii obrazu - náchylnější k odleskům - CRT monitor je dost velký, těžký a oproti LCD nevzhledný

  LCD monitory + téměř žádné emise škodlivých záření + menší spotřeba el. energie + sexy design - je lehký, skladný a zabírá malo místa na stole + dokonalá geometrie obrazu (vychází z principu konstrukce) + klidnější obraz (méně namáhá oči), bez "blikání" + údaj o viditelné úhlopříčce (15" LCD mívá jen o něco menší obraz než 17" CRT, stejně tak i 17" LCD než 19" CRT a 18" než 20" CRT apod.) - menší věrohodnost podání barev (pro běžné použití nerozeznatelné, LCD neumí zobrazit 24bitové barvy, což vychází z principu této technologie) - zubatější diagonály - delší doba odezvy (jako hráč neberte LCD s více než 16 ms) - menší pozorovací úhel (s větší změnou úhlu pohledu se mění i podání barev, záleží na jednotlivém LCD monitoru, jak velký bude pozorovací úhel) - u některých LCD nižší kontrast (u lepších modelů je vše OK, berte minim. 350:1) - LCD monitor může obsahovat vadný pixel - vyšší cena

• Kdo z koho?
  
  Prognózy firem vyrábějících monitory hovoří jasně - časem bude LCD nahrazovat klasické CRT monitory. Již v současnosti můžeme sledovat neustálé klesání cen za monitory z tekutých krystalů. Parametry, jakých dnes dosahují kvalitní LCD monitory, jsou celkem zajímavé i pro hráče. Doba odezvy pod 12 ms již bývá dostačující pro poskytnutí solidní rychlosti obnovování obrazu.
  
  Hlavním důvodem pro koupi LCD monitoru však zřejmě stále zůstává jedna podstatná věc - ergonomie. Display z tekutých krystalů tvoří neblikající, jasný a geometricky pravidelný obraz. Navíc nevyzařuje téměř žádné škodlivé elektromagnetické emise. Pro člověka, který tráví denně hodiny a hodiny u počítače je tedy rozhodně výhodné vážně uvažovat o koupi LCD displaye.
  
  Vzhledem k cenám kvalitních LCD panelů se domnívám, že čeští hráči budou ještě nějaký ten pátek tíhnout spíše ke klasickým CRT monitorům. Důrazně ale nedoporučuji šetřit každou korunu a ať už se rozhodnete pro LCD nebo CRT monitor, šetříte jedině sami na sobě. Nejlevnější 17" a 19" CRT monitory skutečně nejsou příliš vhodné pro časté používání. Také nejlevnější LCD displeje mohou být vyloženě nešťastnou volbou. Peníze investované do monitoru se vám totiž zhodnotí v podobě pevnějšího zdraví, menší únavy při práci s počítačem a lepšího požitku z obrazu, jemuž jste vystaveni při práci, hraní, surfování, tvorbě grafiky... zkrátka a dobře - neustále. Navíc je monitor nejméně často upgradovanou částí počítače, takže jeho volba ovlivní vaši práci na delší dobu.
  
  Pokud vám jde především o image vašeho PC a o co nejmenší zdravotní dopady spojené s jeho každodenním užíváním, pak bych vám vřele doporučil investici do monitoru s obrazovkou s tekutými krystaly se solidními parametry.

Proč dát přednost LCD monitoru před klasickým monitorem?

• Neprodukují téměř žádné škodlivé záření.
• Mají plochou obrazovku s dokonalou geometrií obrazu a stabilní ostrý obraz bez blikání šetří Vaše oči.
• Svým elegantním a často reprezentativním designem jsou výbornou volbou nejen do bytu, ale i do míst ve firmě, kde se často přichází do styku se zákazníkem.
• LCD panely postupně nahrazují CRT monitory. Jsou lepší téměř ve všech parametrech. O rostoucím zájmu o LCD svědčí to, že loni byl v ČR každý třetí prodaný monitor právě LCD. Důvodů, proč si vybrat LCD namísto CRT monitoru, je mnoho.
• Klasický monitor zabere velký prostor - v průměru se jeho hloubka rovná délce úhlopříčky monitoru. Ta dnes, kvůli stále vyšším nárokům na zobrazovací plochu, roste a monitory zabírají více a více místa. Posunout monitor do rohu stolu se nevyplatí, pokud ovšem netoužíte po návštěvě odborníka na krční páteř. Hloubka LCD je oproti monitoru takřka zanedbatelná.
• Úsporu však LCD nabízí nejen do hloubky, ale i do šířky. Jejich zobrazovací plocha je totiž při srovnatelných rozměrech vyšší. LCD o úhlopříčce 15" nabízí skoro stejnou zobrazovací plochu jako 17" monitor.
• Jsou lehčí a lépe se přenášejí.
• LCD je také výrazně šetrnější k očím. Zatímco s CRT monitorem se nedá bez problému pracovat několik hodin v kuse, s LCD to jde.
• Menší náchylnost k odleskům.
• Při plném provozu vykazují LCD monitory oproti klasickým CRT monitorům úsporu ve spotřebě energie průměrně o 70%.

Princip technologie tekutých krystalů

• Většina látek existuje ve třech skupenstvích - pevném, kapalném a plynném. Rozdíly mezi těmito stavy materiálu jsou ve vnitřním uspořádání, které je závislé na teplotě a tlaku. Při nízkých teplotách, kdy je materiál v pevném stavu, se atomy, ionty nebo molekuly nemohou volně pohybovat. Jejich jediné pohyby jsou teplotní vibrace kolem rovnovážné polohy. Pokud se teplota zvýší, dostane se do systému více energie, což vede k silnějším vibracím. Nakonec se při teplotě mezi pevným a kapalným stavem vazby natolik uvolní, že dojde k volnému pohybu molekul, které do sebe vzájemně narážejí a mění směr pohybu. Tepelná energie ale zatím není tak vysoká, aby stačila k překonání vazeb, a proto ještě existuje polohové uspořádání. Při dalším zvýšení teploty se vazby mezi molekulami překonají a látka přechází do plynného skupenství. Některé organické látky se ale vyskytují ve více skupenstvích než jen v pevném a kapalném. Tyto látky se označují jako kapalné krystaly a jejich molekulám se často říká mesogeny. Jejich odlišné fáze mezi pevným a kapalným stavem jsou kapalné krystalické fáze (liquid crystaline phases), nebo také mezofáze (mesophases). Molekuly těchto látek jsou většinou dlouhé a úzké. Kapalná krystalická fáze má některé vlastnosti kapalné i pevné fáze. Je tekutá jako kapalina, ale má optické a elektromagnetické vlastnosti jako pevná látka. Orientované uspořádání molekul tekutých krystalů způsobuje mnoho zajímavých optických jevů. Dochází ke změně polarizace světla, které jimi prochází, v závislosti na poloze molekul materiálu. Další významná vlastnost je chování v elektrickém poli. Molekuly jsou neutrální, nicméně velikost elektrického náboje v jednotlivých částech molekuly se může velmi lišit. Pokud má jedna část molekuly kladný náboj a druhá část záporný (což je většina), pak se molekula stává dipólem. V elektrickém poli má dipól snahu otočit se v jeho směru. Obou těchto efektů se využívá právě v LCD.

• U kapalných krystalů rozlišujeme 2 základní druhy: s nematickým a se smektickým uspořádáním. V nematické fázi jsou molekuly volné a mohou se pohybovat ve všech směrech, resp. není zde polohové uspořádání. Přesto se v průměru udržují v jednom směru. Pokud jsou molekuly, které tvoří nematický kapalný krystal, chirální, nazývá se tato fáze chirálně nematická (cholesterická). V tomto stavu mají molekuly snahu ležet vzájemně pootočené. To znamená, že v každé vrstvě materiálu je jejich směr trochu jiný a tvoří "spirálu". Chirálně nematická struktura se v displejích využívá nejčastěji. Tyto displeje, které se používají např. v hodinkách, se označují Twisted Nematic LCD. V těchto displejích je chirální nematický kapalný krystal umístěn mezi příčnými polarizačními filtry. Jejich vnitřní povrch je speciálně upravený tak, aby molekuly na povrchu ležely stejným směrem jako polarizační filtry. Pokud by mezi polarizačními filtry LC nebyl, světlo by jimi neprocházelo. Nicméně točící se struktura molekul vede světlo a způsobí, že projde i druhým polarizačním filtrem. Po připojení napětí se rozpadne šroubovitá struktura a většina molekul se srovná ve směru elektrického pole. Výsledný efekt je stejný, jako kdyby mezi polarizačními filtry nic nebylo, a světlo neprochází. Ve smektickém stavu existuje polohové uspořádání v rozsahu jedné dimenze, což znamená, že molekuly jsou uspořádány i ve vrstvách. Některé smektické fáze mají polohové uspořádání i ve více než jedné dimenzi. Stejně jako chirálně nematická fáze existuje i fáze chirálně smektická. Stejným způsobem jako u cholesterické fáze i tady směr molekul rotuje napříč vrstvami, to znamená, že v každé vrstvě je molekula pootočená.

• LCD - Liquid Crystal Display jsou ploché displeje založené na využití změn optických vlastností tekutých krystalů v závislosti na změnách elektrického pole, které na ně působí. Je to nejobvyklejší způsob aplikace technologie tekutých krystalů. Pro konstrukci LCD panelů se používají nematické kapalné krystaly, resp. využívá se pouze vlastností tzv. nematické fáze. Krystaly jsou založeny na bázi hexylkyanidbifenylu, jehož molekuly mají podlouhlý (tyčovitý) tvar. První vrstva - skleněná destička - je pokryta tenkou vrstvou metal oxidu, který působí jako elektroda. Tento film je uspořádán do sloupců a řad (displej s pasivní maticí), nebo do individuálních obrazců (displej s aktivní maticí). Elektrody jsou použity k nastavení napětí mezi částmi, které chceme zviditelnit. Následuje polymerová zarovnávací vrstva (obvykle polyamid). Tato vrstva prochází procesem škrábání, který v ní zanechá série rovnoběžných drážek. Tyto drážky pomáhají zarovnávat molekuly LC do správného směru. Jsou připraveny 2 stejné destičky, přičemž jedna z nich je z vnitřní strany pokryta distanční vrstvou kuliček polymeru. Tato vrstva zajišťuje konstantní mezeru mezi destičkami, kam bude umístěn kapalný krystal. Obě destičky jsou spojeny a jejich hrany se slepí epoxidem. Roh je ponechán otevřený, aby mezi ně mohl být ve vakuu injektován LC. Jakmile je displej naplněný tekutými krystaly, roh se zalepí a na povrch skel se nanesou polarizační filtry v odpovídajícím směru. Displej je dokončen připojením vývodů, kterými se přivádí napětí do určených částí displeje. LCD displeje dělíme na reflexní, transmisivní (propustné) a transreflexní. K osvícení reflexního LCD displeje je použito okolní světlo. Za zadním polarizérem je umístěna reflexní vrstva, která světlo odráží. Bez přítomnosti vnějšího osvětlení není viditelný. Transmisivní displej má průhledný zadní polarizér a neodráží okolní světlo. Aby byl viditelný, musí být podsvícen. To znamená, že tyto displeje jsou nejlépe čitelné ve tmě, na rozdíl od předchozího typu. Transreflexní LCD je kombinací obou předchozích typů. Má částečně reflexní zadní polarizér a podsvícení se používá pouze tehdy, když není dostatečné okolní světlo.

• Aby byl obraz na displeji čitelný, je nutné podsvětlení, tedy zadní světelný zdroj - nejčastěji elektroluminiscenční výbojka. Polarizátor propustí pouze část světla na vstupu, resp. jen světlo polarizované v horizontální či vertikální rovině. Mezi dvěma orientačními filtry se nachází vrstva tekutého krystalu. Molekuly tekutého krystalu jsou v klidovém stavu vzájemně pootočeny, mezní stavy jejich natočení udává právě orientační filtr. V klidovém (standardním) stavu je světlo ze zadního světelného zdroje propuštěno - displej "svítí". Průchodem polarizátorem získáme světlo polarizované v horizontální rovině. To dále prochází tekutým krystalem. Protože jsou ovšem ve vrstvě tekutého krystalu jednotlivé molekuly pootočeny, je průchodem světla změněna i jeho polarizace z horizontální na vertikální. Světlo s vertikální polarizací je propuštěno polarizátorem, a proto displej "svítí". Připojíme-li na elektrody tekutého krystalu (v rámci zjednodušení shodné s orientačními filtry) zdroj střídavého napětí, změní se jeho vnitřní struktura. Molekuly krystalu již nejsou vzájemně pootočeny, ale "napřímeny" - lépe než slova to dokumentuje obrázek. Světlo procházející vrstvou tekutého krystalu tedy nemůže změnit svou polarizaci z horizontální na vertikální a je tak zablokováno na polarizátoru, který propouští pouze světlo s polarizací vertikální. Displej tedy zůstává tmavý (světlo ze zadního světelného zdroje neprojde). Je zřejmé, že postavení molekul tekutého krystalu ovládá průchod světla. V praxi nestačí mezní stavy - světlo projde / neprojde - nutností je také regulace množství propuštěného světla, resp. změna jasu. Toho lze docílit změnou velikostí napětí připojeného k elektrodám. Konstrukce barevných displejů je téměř stejná jako u jednobarevných. Každý bod displeje obsahuje červený, zelený a modrý filtr, které jsou umístěny na horní skleněné destičce vedle sebe. Barevný displej je vždy podsvícen. Propouštěním světla do barevných filtrů a jeho smícháním dostaneme výslednou barvu.

• Technologie STN a DSTN (Super Twisted Nematic a Double Super Twisted Nematic) využívají pro řízení osvitu jednotlivých bodů tzv. pasivní matici (Passive Matrix), kdy je napětí přivedeno na celý sloupec pixelů najednou. Obraz se vytváří postupně po řádcích a v době obnovení řádku není natočení krystalů a tedy ani osvit daného bodu kontrolován. Tyto displeje mají oproti technologii TFT (Thin Film Transistor) nižší jas a jejich odezva je pomalejší. To se projevuje především při rychlých změnách obrazu, kdy krystaly nestačí dostatečně rychle reagovat na změny napětí. Výroba těchto displejů je však oproti TFT podstatně jednodušší, a tedy levnější, přesto se v současné době používají pouze v nejlevnějších mobilních počítačích. Aktivní matice (Active Matrix), založená na modernější technologii TFT, doplnila každou obrazovou buňku o tranzistor, který udržuje napětí mezi oběma plochami a tím aktivně kontroluje natočení krystalů po celou dobu mezi obnoveními řádků. V TFT displejích je tedy možné použít tekuté krystaly s podstatně kratší odezvou a problémy s rychlými změnami obrazu jsou vyřešeny. Díky aktivní kontrole každého bodu lze také dosáhnout vyššího jasu. Problémem této technologie je však fakt, že tranzistory musí být vyrobeny z jednoho kusu křemíku, což při milionech tranzistorů není možné bez určitého procenta chybovosti. Z tohoto důvodu je každá buňka osazována až pěti tranzistory, z nichž se vždy vybírá ten nejlepší.

• Displej je tedy složen z jednotlivých buněk, které pracují přesně podle popsaného schématu. Počet buněk rovná se rozlišovací schopnosti displeje. Pro rozlišení 1024x768 je potřeba 786 432 takových buněk. Tento výpočet ale ještě není konečný, protože by platil pouze pro černobílé monitory. U barevných monitorů je každá barevná složka řízená samostatně, resp. pro každou složku RGB musí existovat samostatná buňka. Číslo 786 432 tedy musíme ještě vynásobit třemi a dostáváme se k hodnotě těsně pod 2,5 milionu. Sériově vyrábět 100% dokonalý aktivní LCD není jednoduché a v praxi se s ním téměř nesetkáme. Každý výrobce LCD má svou normu, která udává, při jakém množství vadných buněk se displej prohlásí za defektní. Rozumná hranice se pohybuje kolem 3 vadných buněk na panel. Vadná buňka se pozná tak, že buď trvale svítí, nebo je neustále tmavá.

• Klasické monitory se jako nejdůležitější výstupní systém počítače používají od 60. let minulého století a princip jejich funkce pochází již z roku 1897, kdy byla vynalezena televizní obrazovka. Od té doby prošly CRT monitory obrovským vývojem a jejich parametry se rapidně zlepšily, ale určité základní rysy a vlastnosti zůstávají stále stejné. Tyto monitory jsou zpravidla objemné, těžké a mají relativně velkou spotřebu elektrické energie. Další problémy, se kterými se klasické monitory potýkají, jsou geometrie obrazu, vysoká hodnota elektromagnetického záření, stejně jako citlivost na okolní elektromagnetická pole.
• Ploché zobrazovače se poprvé objevily teprve před třiceti lety, kdy se začaly vyrábět mobilní osobní počítače (notebooky), ale historie tekutých krystalů se začala psát už před více než 150 lety. Právě tehdy objevili Virchow, Mettenheimer a Valentin, že nervové vlákno, které zkoumali, vytvořilo při vložení do vody tekutou substanci, která se při prohlížení s použitím polarizovaného světla chovala podivně. Sice nevěřili, že se jedná o jinou fázi vlákna, ale přesto jsou považováni za objevitele tekutých krystalů. Kromě tohoto objevu existovaly samozřejmě i další - bylo objeveno množství materiálů, které se chovají odlišně při teplotě okolo bodu tání a jejichž optické vlastnosti se mění v závislosti na teplotě. Později, v roce 1877, použil Otto Lehmann polarizační mikroskop s kontrolou teploty vzorku k prozkoumání přechodů mezi fázemi různých látek. Zjistil, že jedna z látek při přechodu z tekuté do pevné fáze vytvoří jakousi mezifázi. V roce 1888 rakouský botanik Friedrich Reinitzer zkoumal vlastnosti organické látky založené na cholesterolu při tavení. Zjistil, že látka roztavená na 145,5°C tvoří mezifázi a kapalná je teprve až při teplotě 178,5°C. Tato fáze byla nazvána fáze tekutých krystalů (liquid crystal phase). Po roce 1888 začala éra výzkumu a vývoje tekutých krystalů. Vzniklo velké množství významných teoretických prací. V roce 1922 v Paříži provedl Georges Freidel mnoho experimentů a byl první, kdo zjistil, že molekuly tekutých krystalů se orientují ve směru elektrického pole. Navrhl klasifikační schéma pro dělení tekutých krystalů na nematic, smectic a cholesteric, které se používá dodnes. Následně pracoval na elastických vlastnostech tekutých krystalů Carl Oseen ve Švédsku. Výsledky jeho výzkumu byly využity v teorii kontinua Angličana F. C. Franka. Tato teorie je dnes jedna ze základních teorií popisu tekutých krystalů.
• Během 2. světové války a po ní se delší dobu o tekuté krystaly nikdo nezajímal. Až po roce 1950 byla zformulována mikroskopická teorie tekutých krystalů a teorie kontinua pro statické a dynamické systémy. V roce 1968 předvedli vědci z RCA displej z tekutých krystalů. Ke komerčnímu využití technologie LCD došlo při výrobě již zmíněných notebooků. Parametry klasických obrazovek byly pro tento účel ve všech ohledech naprosto nevhodné, bylo třeba najít lepší řešení - zobrazovací systém s nízkou spotřebou elektrické energie, malými rozměry a velkou odolností proti vnějšímu rušení elektromagnetickým polem. Právě tyto nároky LCD displej splňuje. Vzhledem k tomu, že se ploché displeje v přenosných počítačích prosadily i přes vysokou cenu, začaly se přibližně před deseti lety objevovat i jejich "stolní" verze.

• Nejdůležitější kritéria aplikovaná při hodnocení CRT monitorů nemají u LCD monitorů tak velký význam, neboť ostrost obrazu je u LCD monitoru bezchybná, také geometrie a stabilita obrazu jsou vynikající po celé ploše displeje. Chyby sbíhavosti barev zde nejsou, resp. u LCD se nesetkáme s konvergenční chybou obrazu.
• Blikání (flikr) obrazovky u LCD monitorů neexistuje, obraz je stabilní již při frekvenci opakování obrazu 60 Hz. I když toto tvrzení není zcela 100% správné, protože absence flikr jevu souvisí s mezním kmitočtem blikání, kdy bylo experimentálně zjištěno, že dva záblesky světla jsou lidským zrakem vnímány jako jeden, jestliže je časový interval mezi nimi natolik krátký, že evokovaný potenciál (na stimulovaném receptoru) od prvního záblesku neklesl v době druhého záblesku o více než 10 %. Mezní kmitočet blikání závisí především na maximálním jasu, trvání osvětlení, tvaru náběhu a sestupu světelného stimulu a na úhlu, pod kterým je pozorováno blikající pole. Při srovnání technologií CRT a LCD, které jsou dostatečně popsány v předcházejících článcích, je tedy zřejmé, že u LCD displejů by se flikr neměl projevovat.
• Další parametry monitorů jsou hodnoty jasu, kontrast, úhly pohledu a doba odezvy. Připomeňme, že jednotkou jasu je 1 candela na m², což je jas zdroje, jehož svítivost na 1 čtvereční metr zdánlivé plochy je rovna 1 candele. Zdánlivou plochou se přitom rozumí velikost průměru skutečné plochy do roviny kolmé ke směru záření. Pro LCD monitory výrobci uvádějí hodnoty od 170 do 350 cd/m² a u katodových monitorů CRT 80 až 150 cd/m². Kontrastní poměr je naopak u LCD monitorů nižší (150 : 1 až 500 : 1) oproti CRT monitorům (350 : 1 až 700 : 1), avšak nové typy přicházející na trh v současné době se těmto parametrům vyrovnávají, některé i překračují.
• Úhel pohledu, ze kterého lze obraz pozorovat, aniž by tím trpěla kvalita obrazu, je u LCD monitorů 90° až 170°. Podstatnější parametr je doba odezvy, tedy čas, za který se obrazové buňky rozsvěcují a zhasínají. Zejména u starších monitorů s vyšší dobou odezvy si nelze nevšimnout při časté změně obrazu tzv. táhnutí neboli zpoždění obrazu (obrazovka se nestačí překreslovat). Někteří výrobci místo doby odezvy uvádějí dobu rozsvícení pixelů (rise time) a dobu zhasnutí pixelů (fall time). Doba odezvy je pak součtem doby rozsvícení a zhasnutí pixelů. 16 ms je dostačující parametr pro sledování filmů a hraní her, při kterém problém "duchů" již není patrný. Pro běžnou kancelářskou práci se doporučují monitory s dobou odezvy kolem 20 ms.
• Je také důležité zmínit, že LCD displeje jsou kvůli pevnému počtu zobrazovacích buněk připraveny pro zobrazování v jednom (nativním neboli přirozeném) rozlišení. Můžeme samozřejmě zvolit i jiné rozlišení, v něm už ale obraz nebude dokonale ostrý, protože v tomto případě dochází k interpolaci obrazu na pevně danou matici pixelů.

Slovníček pojmů