LCD

LCD (ראשי תיבות של Liquid Crystal Display, כלומר תצוגת גביש נוזלי) היא טכנולוגיית מסכים דקים שבה כל פיקסל מחולק למקטעים. כל מקטע (תת-פיקסל) בנוי ממולקולות גביש נוזלי הממוקמות בין שתי אלקטרודות שקופות ושני מקטבים (מכשירים שמסננים אור לפי כיוון הקיטוב). כשהאור עובר דרך הגבישים, הוא משנה את קיטובו ומתקבל מעבר או חסימה של האור לפי זווית המולקולות. שינוי הזווית נגרם על ידי שדה חשמלי שמופעל על האלקטרודות; המתח שקובע שולט בכמות האור שעוברת.

הטכנולוגיה פותחה בתחילה להצגת ספרות מונוכרומטיות בשעונים דיגיטליים ובמחשבון. שארפ הציגה דגמים מסחריים כבר ב-1973 והחלה בפטנט לייצור. במהלך השנים הפכה ה-LCD לטכנולוגיה מרכזית במסכי מחשב, טלוויזיות ונגנים ניידים.

בתצורה פשוטה כל אלקטרודה מחוברת ישירות; שיטה זו מתאימה לשעונים ולמחשבון (Seven Segment Display). במסכים גדולים עם מיליוני תת-פיקסלים משתמשים בהפעלת מטריצות, כדי לא לשלוט בכל מקטע בנפרד.

במטריצה פסיבית האלקטרודות מסודרות בשורות וטורים על שני לוחות זכוכית. כדי להאיר פיקסל שולחים אות לשורה ולטור המתאימים. חסרונות השיטה: זמן תגובה איטי ומתח לא מדויק שמוביל לטשטוש ו"שובל" בתנועה מהירה.

במטריצה אקטיבית משתמשים בטרנזיסטורים וקבלים (רכיבים אלקטרוניים). בכל פיקסל יש טרנזיסטור ששומר מטען. כשגל רענון עובר, הטרנזיסטור שומר את המתח בין מחזורים. כך אפשר לשלוט בעוצמת האור של כל פיקסל ולשפר זמן תגובה וחדות.

האור יכול להגיע מהסביבה או מתאורה אחורית. עד שנות ה-2000 הפופולרית הייתה תאורה פלואורסצנטית (CCFL). מאז נעשה מעבר לתאורת LED (דיודות פולטות אור). כדי לקבל צבעים נדרשים מסנני צבע: לכל פיקסל יש בדרך כלל שלושה תת-פיקסלים אדום, ירוק וכחול (RGB). שימוש ב-LED בשלושה צבעים שיפור את מרחב הצבע. יש גם שיטות מיוחדות כמו נקודות קוונטיות (Quantum Dots) ו-Mini-LED.

בשנת 2009 קמפיין פרסום של סמסונג קידם את הביטוי "LED TV" למסכי LCD עם תאורת LED אחורית. הקמפיין יצר בלבול, והציבור החל לקרוא ל-LCD בשם "LED". הארגון הבריטי לפיקוח על פרסום (ASA) אף פסל פרסומים מטעות כאלה.

בפאנלים מודרניים יש שלוש טכנולוגיות עיקריות: TN, VA ו-IPS. פאנל TN זול, צורך פחות חשמל ויש לו זמן תגובה טוב, אך צבעיו פחות מדויקים וזוויות הצפייה צרות. פאנלים VA ו-IPS יקרים יותר ומציגים צבעים טבעיים, ניגודיות גבוהה וזוויות צפייה טובות יותר. פאנלים אלה מתאימים למקצוענים וגיימרים.

מספר מצומצם של חברות מייצרות את הפאנלים ומוכרות אותם ליצרני מסכים אחרים. בשוק קיימים גם מפעלים גנריים שמייצרים מסכים זולים בשם מותג לבקשת הלקוח.

לאיכות המסך משפיעים סוג הפאנל, תאורה אחורית, רמת צבעים וזמן תגובה. בחירה בין TN, VA ו-IPS תלויה בצרכים: עלות מול דיוק צבע וזוויות צפייה.

LCD (תצוגת גביש נוזלי) הוא מסך דק. כל תמונה נוצרת מפיקסלים. פיקסל הוא יחידת תמונה קטנה. כל פיקסל נחלק לתת-פיקסלים של אדום, ירוק וכחול.

המולקולות של הגביש הנוזלי מסדרות את האור. יש שני מקטבים שמסננים את האור. כשמפעילים חשמל, המולקולות מסתובבות. כך האור עובר או נחסם. המתח שבאלקטרודה שולט בעוצמת האור.

שארפ הראתה שעונים דיגיטליים עם LCD כבר ב-1973. מאז הטכנולוגיה שימשה במסכים רבים.

במסכים קטנים כל אלקטרודה מחוברת ישירות. במסכים גדולים משתמשים במטריצה. במטריצה פסיבית שולחים אות לשורה ולטור כדי להדליק פיקסל.

במטריצה אקטיבית כל פיקסל יש לו טרנזיסטור. טרנזיסטור הוא מתג חשמלי קטן. הוא שומר את המתח עד לרענון הבא. זה משפר את המהירות והחדות.

המסכים מקבלים אור מתאורה אחורית. לפני כן השתמשו בתאורה פלואורסצנטית (נורת סורג). היום רוב המסכים משתמשים בתאורת LED. LED זה דיודה פולטת אור. כדי לקבל צבעים משתמשים במסנני צבע.

המילה "LED" הפכה לשם נפוץ למסכי LCD בגלל פרסום. זה בלבל אנשים, כי המסך הוא LCD והתאורה היא LED.

יש שלושה סוגי פאנלים נפוצים: TN, VA ו-IPS. TN זול ומהיר, אבל הצבעים וזוויות הצפייה פחות טובות. VA ו-IPS מציגים צבעים טובים יותר, אבל יקרים יותר.

יוצרים את המסכים במפעלים מיוחדים, וחברות רבות קונות פאנלים ומרכיבות אותם לתצוגות שונות.