LCD-skjerm

LCD-elementer er basert på en fysisk egenskap ved lys som kalles polarisering (polarisert lys). Dette er kjent fra blant annet polariserte glass i solbriller som slipper gjennom lys som svinger i horisontalplanet (horisontalpolarisert) for å unngå refleksjoner fra vannflater, snø/is eller bilpanser.

Et LCD-element består av flere lag med flytende krystaller mellom to glassplater, og elektroder for å styre retningen på krystallene. Disse glassplatene har et horisontalt og et vertikalt gitter av lignende type som polariserte solbriller. Det første gitteret slipper gjennom den delen av lyset som svinger i horisontalplanet. Hvis de flytende krystallene er «av» vil det horisontalpolariserte lyset gå rett gjennom og stoppes av det vertikale gitteret i den andre glassplaten.

Når de flytende krystallene tilføres spenning kan de vri polariteten opptil 90 grader på veien mellom gitterne og dermed slippe gjennom ønsket mengde lys.

Hvert bildeelement (piksel) består av tre LCD-elementer med linser i primærfargene rødt, grønt og blått, og styres av en matrise med horisontale og vertikale elektroder. Ved å styre lysintensiteten i hver av de ulike fargene får hvert bildeelement den ønskede fargen.

En kritisk egenskap for en LCD-skjerm er hvor hurtig skjermbildet kan oppdateres, noe som er viktig for visning av levende bilder og for dataspill. De tidlige LCD-skjermene, som blant annet ble benyttet i bærbare datamaskiner, var basert på bruk av en såkalt passiv matrise. Da måtte hvert piksel holde på sin tilstand mellom hver aktivering. Det resulterte i langsom reaksjon, og slike skjermer var derfor ikke egnet til levende bilder.

Nå brukes aktive matriser. Hvert LCD-element styres av en tynnfilmtransistor (TFT). Alle transistorene som styrer elementene i den samme bildelinjen er knyttet til en felles kontrollforbindelse. Dessuten er alle transistorene som tilhører samme vertikale linje i bildet knyttet til en felles signalforbindelse. Bildet har altså en matrisestruktur.

En styrespenning på en horisontal forbindelse vil åpne alle transistorene som er knyttet til den samme bildelinjen. Signalspenninger som tilføres de vertikale forbindelsene, vil så etter tur styre alle de forskjellige transistorene som sitter i denne bildelinjen. Deretter kan neste linje transistorer aktiveres, og på denne måten kan etter tur alle punktene på alle linjene i bildet oppdateres. Transistorene lagrer signalet mellom hver oppdatering, og det gir både klarere bilde og raskere responstid.

I dag brukes LCD-skjermer i mange typer elektroniske komponenter fra små digitale armbåndsur, opp til TV-skjermer på opp mot 100 tommer størrelse. Små og høyoppløselige LCD-skjermer brukes også i LCD-prosjektører til hjemmekino og kontorbruk.

Fra starten av flatskjermtiden var det kun LCD-skjermer og plasmaskjermer tilgjengelig og disse hadde ulike fordeler og ulemper. En av ulempene med LCD-teknologien er at de flytende krystallene ikke greier å stoppe lyset 100 prosen, noe som gir dårlig sortnivå og kontrast i bildet. De senere årene har LCD-skjermene stort sett overtatt hele dette markedet, mens en tredje teknologi, OLED, har dukket opp som konkurrent.

Alle større LCD-skjermer i dag har bakgrunnsbelysning som gir lys gjennom LCD-elementene. Tidligere var dette lysrørbaserte systemer som lyste inn bak skjermen fra kanten (kantbelysning), og da ble hele skjermen styrt med samme lysnivå.

De senere år har det blitt mer vanlig med mange mindre lyskilder plassert bak skjermen, disse kan slå lyset av eller på i stadig mindre deler av skjermen og dermed gi bedre sortnivå og kontrast i bildet.

Vi ser ofte at såkalte LED-skjermer markedsføres som egen type (LED-TV), men dette er altså LCD-skjermer med LED-basert bakgrunnsbelysning.

• skjerm
• dataskjerm
• plasmaskjerm