LCD displeje: Srovnání transmisivní vs. reflexní vs. transreflexní technologie. Jak funguje podsvícení?

Na webu výrobce displejů Newhaven Display Int. jsem narazil na zajímavé srovnání jednotlivých druhů displejů LCD - transmisivních, reflexních a transflektivních, které já už delší dobu pojmenovávám transreflexní a z hlediska zachování kontinuity už toto označení ponechávám; v podstatě jsou to synonyma. V hodinkách Garminu aktuálně převažují displeje typu AMOLED a MIP, přičemž MIP využívá transreflexní technologii. 

Hlavní rozdíl mezi těmito typy displejů spočívá v tom, jakým způsobem využívají světlo k osvětlení pixelů na displeji.

• Transmisivní LCD vyžadují pro jasnou viditelnost podsvícení.
• Reflexní LCD displeje nemají podsvícení a spoléhají na externí zdroje světla.
• Transreflexní LCD displeje pak kombinují jak transmisivní, tak reflexní vlastnosti.

Každý režim zobrazení má své výhody a nevýhody související s dostupnými světelnými podmínkami a prostředím aplikace.

Transmisivní displeje LCD

Transmisivní displeje jsou závislé na podsvícení, aby byly viditelné. U tohoto typu displeje musí světlo vyzařované ze zadní strany displeje procházet skrz LCD směrem dopředu, aby osvětlilo pixely. Transmisivní LCD displeje jsou vhodné do prostředí se slabým osvětlením, kde jsou díky podsvícení dobře viditelné. 

Tyto displeje se také používají tam, kde je důležité vysoké rozlišení obrazu, videa a vysoká kvalita - dříve byly běžné v tabletech, mobilech či monitorech, dnes ale v těchto zařízeních už převažují displeje typu OLED/AMOLED. Stále je ale najdete běžně v autech, kamerách, fotoaparátech, zkrátka svoje uplatnění najdou praktivcky všude. 

Jak fungují? Za displejem je zdroj světla, podsvícení, které je propouštěno skrze displej díky vrstvě tekutých tekutých krystalů, s níž lze manipulovat a řídit množství procházejícího světla. Displej je pak kryt vnější vrstvou ochranného skla nebo plastu. Když se na pixel displeje přivede elektrický proud, projde jím více nebo méně světla a vytvoří se obraz.

Výhody transmisivních LCD displejů

• Vysoká kvalita obrazu: Transmisivní LCD displeje mohou vytvářet vysoce kvalitní, jasný a živý obraz s širokým barevným rozsahem a solidním kontrastním poměrem.
• Dobrá viditelnost v prostředí se slabým osvětlením: Transmisivní displeje LCD jsou pro svou viditelnost závislé na podsvícení, a proto jsou vhodné pro tmavší světelné podmínky.
• Široké pozorovací úhly: Transmisivní displeje LCD mají široké pozorovací úhly, což usnadňuje sledování displeje z různých pozic.
• Vhodné pro vysoké rozlišení: Transmisivní displeje LCD si poradí s obrázky a videi ve vysokém rozlišení.

Nevýhody transmisivních LCD displejů

• Vysoká spotřeba energie: Transmisivní displeje LCD vyžadují ke své viditelnosti podsvícení, což zvyšuje spotřebu energie a snižuje životnost baterie zařízení.
• Snížená viditelnost při jasném slunečním světle: Transmisivní displeje LCD nejsou vhodné pro použití na přímém slunečním světle, protože podsvícení není dostatečné pro dobře čitelný obraz.
• Náchylnost k odleskům: Transmisivní displeje LCD mohou být ovlivněny odlesky, což ztěžuje zobrazení displeje za určitých světelných podmínek.

Reflexní displeje LCD

Reflexní displeje jsou závislé na jasném okolním světle, aby byly viditelné. Uvnitř tohoto typu displeje není žádný zdroj podsvícení; místo toho se světlo odráží od okolního prostředí, aby byly pixely viditelné.

Místo podsvícení, které je zdrojem světla, používají tyto displeje reflexní vrstvu spolu s polarizačním filtrem, která odráží světlo zpět k očím uživatele. Vrstva tekutých krystalů moduluje množství světla, které se odráží zpět, a vytváří tak požadovaný obraz.

Reflexní LCD displeje se tak skvěle hodí pro venkovní aplikace nebo aplikace čitelné na slunci, kde je zařízení vystaveno přímému slunečnímu světlu. Tyto displeje se také používají v malých kapesních zařízeních, kde je třeba dbát na spotřebu energie - takovými, jako jsou právě hodinky. 

Výhody reflexních LCD displejů

• Nízká spotřeba energie: Reflexní LCD displeje nevyžadují podsvícení, což snižuje jejich spotřebu energie a prodlužuje životnost baterie zařízení.
• Vysoká viditelnost na slunečním světle: Reflexní povaha displeje umožňuje jeho snadnou čitelnost na jasném slunečním světle.
• Tenký a lehký: Reflexní displeje LCD jsou tenčí a lehčí než transmisivní displeje LCD, protože nepotřebují podsvícení.

Nevýhody reflexních LCD displejů

• Omezené pozorovací úhly: Reflexní LCD displeje mají omezený pozorovací úhel, což ztěžuje čtení displeje z určitých úhlů.
• Horší čitelnost při slabém osvětlení: Reflexní displeje LCD nejsou vhodné pro prostředí se slabým osvětlením, protože jejich viditelnost závisí na jasném okolním světle.
• Snížená barevná hloubka: Reflexní LCD displeje mají obvykle sníženou barevnou hloubku ve srovnání s transmisivními LCD displeji, což může ovlivnit celkovou kvalitu obrazu.

Transreflexní LCD displeje

Transreflexní displeje kombinují podsvícení a odraz okolního světla k osvětlení pixelů, čímž vzniká displej s transmisivními i reflexními vlastnostmi. Za horších světelných podmínek se používá podsvícení k osvětlení obrazovky, například v interiéru nebo v noci. Za jasných světelných podmínek, jako je venkovní prostředí nebo přímé sluneční světlo, je displej vidět díky odrazu okolního světla. 

Díky kombinaci obou typů využívání světlených zdrojů se transreflexní displeje (ať už LCD nebo MIP) skvěle hodí právě do hodinek nebo cyklonavigací - během dne šetří energii díky využívání okolního světla, v noci a za šera je pak použito podsvícení a data na displeji jsou tak bez problému vidět i v takovém prostředí.  

Výhody transreflexních displejů LCD

• Vysoká viditelnost a kontrast: Transreflexní displeje kombinují výhody reflexních a transmisivních displejů a zajišťují dobrou viditelnost jak za jasného slunečního světla, tak za slabého osvětlení.
• Nízká spotřeba energie: Transreflexní displeje LCD nevyžadují stále zapnuté podsvícení, což snižuje spotřebu energie a prodlužuje životnost baterie, když je podsvícení vypnuté.
• Široké pozorovací úhly: Transrreflexní LCD displeje mají širší pozorovací úhly než reflexní LCD displeje.

Nevýhody transreflexních LCD displejů

• Omezená barevná hloubka: Transflexní LCD displeje mají obvykle menší barevnou hloubku než transmisivní LCD displeje, což může ovlivnit celkovou kvalitu obrazu. 

Souhrnně lze říci, že transmisivní LCD displeje jsou určeny pro použití při slabém osvětlení, reflexní LCD displeje jsou určeny pro použití při jasném osvětlení a transreflexní LCD displeje fungují dobře v obou prostředích. Časem ale budou nahrazeny modernějšími technologiemi, které nabídnou lepší optické vlastnosti, barevnou hloubku či rozlišení. Už nyní se v řadě zařízení rozšiřují různé typy OLED displejů, do budoucna se počítá také s Micro-LED.   

Transreflexní displeje ale stále dvě zásadní výhody, a těmi jsou nízká spotřeba a viditelnost na jasném světle. K displejům se ještě někdy vrátím v článku o MIP displejích, což je technologie odvozená od LCD, ale ještě úspornější díky tomu, že si jednotlivé pixely pamatují svůj stav a tím dále šetří energii; jednotlivé pixely se obnovují až ve chvíli, kdy dojde ke změně zobrazení.