LCD

LCD-екран или ЛЦД-екран (англиски: Liquid Crystal Display, македонски: Екран со течни кристали) — тенок, рамен, електронски визуелно - излезен уред кој го користи својството на течните кристали за да ја модулира светлината и за да создаде слика. LCD-екраните не зрачат сопствена светлина, неопходен им е светлосен извор, па затоа се класифицираат во пасивни екрани. Некои видови LCD-екрани наместо посебен извор на светлина, можат да ја искористат сончевата светлина или собното осветление. Постојат повеќе видови LCD-екрани дизајнирани за специјална или за генерална употреба. Истите можат да се оптимизираат за статични и детаљни слики или за динамични и брзи видео содржини.

Во современиов свет LCD-екраните се користат насекаде: во компјутерските монитори, телевизорите, екраните на мерните уреди, контролните уреди во авионите, итн. Корисничките уреди, како видео плеерите, играчките конзоли, часовниците и дигитроните не можат да се замислат без ЛЦД-екран, па полека но сигурно ги истиснуваат од употреба старите катодни екрани. За разлика од катодните и плазма екраните, LCD-екраните се покомпактни, полесни, поевтини и можат да се изработат во најразлични величини. Тие, исто така, трошат помалку енергија од катодните екрани и полесно се уништуваат, односно рециклираат. Бидејќи расходот на енергија им е помал, LCD-екраните масовно се употребуваат во мобилните уреди кои се напојуваат преку батерии.

Екраните со течни кристали се оптички уреди кои се модулираат со помош на ел. енергија. Составени се од променлив број оптички точки (попознати како пиксели) исполнети со течни кристали и подредени во матрица пред светлосен извор (позадинска ламба или рефлектор) за да се создаде слика во боја или еднобојна слика. Најраниот пронајдок кој довел до развојот на технологијава се течните кристали. Тој датира уште од 1888 година. Во 2008 продажбата на LCD-екраните ја надминува продажбата на катодните екрани.

Принцип на работа

LCD екран што се користи како панел за известување за патниците

Секој пиксел од екранот се состои од молекуларен слој. Слоевите се подредени помеѓу две проѕирни електроди и два поларизирачки филтри, чии оски на поларизација најчесто се поставени нормално (под агол од 90 степени) една на друга. Доколку помеѓу поларизирачките филтри не би постоел течен кристал, светлината што поминува низ првиот филтер бидува впиена (апсорбирана) од вториот филтер. Површината на електродите која го допира течниот кристал е способна да ги подредува молекулите на кристалите во точно определена насока. Постапкава лесно се изведува доколку тенок слој на полимер се протрие со волнена облека во одредена насока. На тој начин насоката на подредба на кристалите се утврдува според насоката на триење.

Пред вклучување на електричното поле, подреденоста на молекулите на течните кристали зависи од поставеноста на површините на електродите. Кај извртените нематски уреди површините на двете електроди се нормално поставени една на друга и кај нив молекулите се подредуваат спирално. Така се намалува поларизацијата од надворешната светлина и екранот изгледа сив. Доколку напонот е соодветен молекулите во средиштето на пикселот воопшто не се извртуваат, па на тој начин поларизацијата на светлината што поминува низ пикселот останува неизвитоперена (неизротирана). Ваквата светлина бидува поларизирана од вториот (нормално поставен) филтер, правејќи го пикселот црн. Со контролирање на напонот се добиваат мноштво нијанси на сивата боја.

Оптичкиот ефект на извртените нематски уреди што се под напон не зависи од дебелината на екранот како кај исклучените уреди. Поради ова, ваквите екрани често се прават со вкрстени поларизирачки филтри во пикселите, при што изгледаат посветли кога не се под напон, затоа што човечкото око е почувствително на нијанси на темно отколку на нијанси на светло. Ваквите екрани може да бидат направени и со паралелни поларизирачки филтри, при што светлите и темните состојби им се обратно поставени. Кога не се под напон, ваквите екрани изгледаат како прошарени поради малите разлики во дебелината на пикселите. Двата слоеви, и течните кристали и поларизирачките филтри, содржат јонски компоненти. Ако електродите се под напон подолг период, јоните од другите слоеви се лепат на нив и се намалува функционалноста на екранот. Ефектов се избегнува или со употреба на наизменична струја или со промена на половите на електродите пред пуштање во функција, што не го променува правецот на подредба на молекулите.

Кај екраните со многу пиксели технички е невозможно да се доведат посебни електроди за секој пиксел, па затоа електродите се групираат во редови. Предните електроди се групирани во вертикални, а позадинските во хоризонтални редови. Секој ред добива засебен напон. На едната страна електродите примаат влезен напон, а на другата примаат излезен напон. Групите се така дизајнирани за секој пиксел да прима комбинација од влезен и излезен напон, додека програмите што го контролираат напојот го претвораат излезниот напон во секвенци, па така го напојуваат секој пиксел поодделно.

Особености

Суштествени одлики кои треба да се спазат при проценка на ЛЦД-екран:

Резолуција: Големината на екранот (хоризонтално и вертикално) изразена во број на пиксели, на пример 1920х1080. За разлика од катодните, LCD-екраните имаат вградена резолуција за да постигнат подобар визуелен ефект.
Ширина на фугите: Растојанието меѓу централните точки на два соседни пиксели. Колку помало е растојаниево, толку поостра и поквалитетна е сликата. Вертикалните и хоризонталните фуги најчесто се исти.
Величина: Должината на LCD-екранот мерена во дијагонала. Овој дел од екранот е попознат како активен дел.
Време на доцнење: Минималното време неопходно за пикселот да ја промени својата боја или светлост. Времето на доцнење се дели на осветлувачко и затемнувачко. Кај LCD-екраните тоа се мери според таканареченото „од црно до црно“ или „од сиво до сиво“. Но ваквите различни стандарди за мерење ја отежнуваат проценката.
Време до приказ (прикажување): Временскиот интервал од мигот кога екранот ја добива сликата до мигот кога истата се појавува на него. Ваквото доцнење најчесто е предизвикано од внатрешни обработки на сликата, како промена на величината, намалување на шумот, приспособување на детаљите, како и понапредни техники од типот на додавање на „меѓуслики“. Времето до прикажување може да достигне до 4 прикажани слики / 4 fps. (обично се прикажуваат по 24 слики во секунда) или до 67 ms. за слики со помала резолуција. Кај некои екрани и монитори е вграден посебен режим на работа за играње на видеоигри, кој ги избегнува ваквите обработки и ја прикажува сликата според својата резолуција.
Стапка на освежување: Бројот на слики кои мониторот ги прикажува за време од една секунда. Бидејќи пикселите на мониторот не се исклучуваат и вклучуваат меѓу две прикажани слики, кај нив не постои трепкање на сликата без разлика колку е ниска стапката на освежување. Големите телевизорите со LCD-екран денес достигнуваат стапка на освежување до 240 Hz со што и се дава простор на обработката на слика да вметне „меѓуслики“ помеѓу постоечките, со цел да се подобри квалитетот на видео материјалот. Ваквата постапка е неопходна за новите видео материјали со висока резолуција и 24 слики во секунда (анг. High Definition). Понекогаш високата стапка на освежување не може да се достигне поради потребното време до прикажување, а тоа повлекува дополнително време за обработка на сликата.
Тип на матрица: Активна (или на анг. TFT) и Пасивна.
Агол на гледање: или попознат како правец на гледање.
Боја: Колку бои поддржува (на англиски попозната како color gamut).
Светлост: Количеството на светлина произведена од екранот.
Контраст: Разликата во заситеноста меѓу најсветлите и најтемните бои произведени од екранот.
Размер на графички приказ: Размерот помеѓу ширината и висината на екранот (на пример 4:3, 5:4, 16:9 или 16:10).
Влезни приклучоци (на пример DVI, VGA, LVDS, стандардна порта за монитор, па дури S-Video и HDMI).
Исправка на гама-осветлувањето.

Кратка историја

Во 1888 г.: Фридрих Рајницер (1858-1927) го открива својството на холестеролот добиен од моркови да ствара течни кристали. Тие имале две точки на топење и произведувале бои. Ова свое откритие тој го објавил на состанокот на виенското хемиско друштво на 3 мај 1888 година.
1904 г.: Ото Лехман го издава своето дело “Flüssige Kristalle” (Течни кристали).
1911 г.: Чарлс Маугуин прв прави експерименти со течни кристали затворени меѓу две проводнички плочи.
1922 г.: Џорџ Фридел ја опишува структурата на течните кристали и ги класифицира во 3 типа: нематски (анг. nematics), смектични (анг. smectics) и холестерични (анг. cholesterics).
1936 г.: Маркони Вајрлес телеграф компани (Marconi Wireless Telegraph company) прва ја патентира направата наречена „Светлосен вентил од течни кристали“.
Во 1962 година е објавено првото дело на англиски јазик кое се осврнува на технологијава “Molecular Structure and Properties of Liquid Crystals” (Молекуларната структура и својства на течните кристали) од Џорџ В. Греј.
1962 г.: Ричард Вилијамс од Радио корпорацијата на Америка, открива дека течните кристали имаат интересни електро-оптички својства и го пронаоѓа електро-оптичкиот ефект откако исцртува шари врз тенок слој од течни кристали со помош на ел. напон. Ефектов настанува поради елкро-хидродинамичката нестаблиност во кристалите и денес се нарекува Вилијамсови домени.
1964 г.: Џорџ Х. Хајлмајер, кој работел на ефектот на Вилијамсовите домени во лабораториите на RCA, со помош на ел. поле постигнал промена на боите кои ги произведуваат кристалите, преку преориентирање на двохроничните бои на хомеотропски ориентираните течни кристали. Практичните проблеми при овој процес го натерале Хајлмајер да работи на оптичко-распрскувачките ефекти на течните кристали и на крајот го создал првиот функционален екран од течни кристали заснован на она што тој го нарекол Режим на динамичко распрскување (анг. dynamic scattering mode) или DSM екран. Кај ваквите екрани, проѕирниот екран под напон ја менува бојата во млечномаглива бела боја. DSM екраните можеа да функционираат во проѕирен или рефлективен режим, но за нивно функционирање било потребно поголемо количество на енергија. Џорџ Х. Хајлмајер бил примен во Националната легија на славни пронаоѓачи во САД за неговото откритие на LCD-екраните.
Во 60-тите години од минатиот век, од страна на Кралската радарска служба на Обединетото кралство, била преземена истражувачка дејност која била клучна за создавањето на денешните LCD-екрани. Нивниот научен тим ја поддржал работата на научниот тим од Универзитетот Хал, предводен од Џорџ Греј, кој успеал да создаде течни кристали од цијанобифенил. Истите имале одлична стабилност и температурни својства за примена во LCD-екраните.
На 4 Декември, 1970 година, ефектот на нематското извртување со помош на ел. поле бил патентиран од страна на компанијата Хофман-Ла Рош во Швајцарија, со Волфганг Хелфрих и Мартин Шат како изумители на истиот. Хофман-Ла Рош подоцна му издадва лиценца за производство на оваа технологија на Швајцарскиот производител Браун, Бовери и Ци (Brown, Boveri & Cie) кои произведувале екрани за рачни часовници за време на 70-тите. Истата лиценца ја добива и Јапонската електронска индустрија која наскоро ги произведува првите кварцни рачни часовници со вграден TN-LCD-екрани.

Џејмс Фергусон кој работел во Сардари Аурора (Sardari Arora) и Алфред Сауп од Институтот за течни кристали при државниот Универзитет во Кент во државата Охајо, поднеле барање за регистрација на идентичен патент во САД на 22 април 1971 година. Во 1971 година компанијата на Фргасон, Иликско (ILIXCO) го произведува првиот LCD-екран заснован на ефектот на нематско извртување (анг. TN-LCD display), чија продажба ја надминува продажбата на екраните со динамичко распрскување на светлината, поради нивната помала потрошувачка на ел. енергија.

1972 г.: Првиот LCD екран со активна матрица бил произведен во САД, од страна на Т. Питер Броди.
2007 г.: Во четвртиот квартал од 2007 година, продажбата на LCD-екраните за првпат ја надминува продажбата на катодните екрани.
2008 г.: Според мрежното место Display Bank, LCD-екраните заземале повеќе од 50 % од пазарот на екрани, односно планираната потрошувачка од 200 милиони телевизори за таа година.

Детален опис на потеклото и сложената историја на LCD-екраните од гледна точка на научник кој работел на нивното создавање, издаде Жозеф А. Кастелано во своето дело Liquid Gold: The Story of Liquid Crystal Displays and the Creation of an Industry (Течно злато: Приказната за LCD-екраните и раѓањето на една индустрија). Друго дело за потеклото и историјата на LCD-екраните е извештајот на Хироши Кавамото кое може да се најде во историскиот центар на IEEE.

Екрани во боја

Кај LCD-екраните во боја секој пиксел е поделен на три ќелии или потпиксели. Ќелиите со помош на дополнителни филтри (пигментирани, обоени или со метални оксиди) се обојуваат во црвена, зелена и сина боја. Секоја ќелија се контролира одделно за да се добијат неколку милиони бои по пиксел.

Катодните монитори работат на истиот принцип на потпиксели со помош на фосфор. Сепак кај нив електронскиот сноп со точност не може да ги погоди потпикселите.

Бидејќи користат црвени, зелени и сини елементи, и LCD и катодните екрани претставуваат директна примена на ЦЗС моделот на обојување (анг. RGB color model) и даваат претстава на постојан спектар на нијанси како резултат на трихроматската природа на човечкото око. Во зависност од намената на екранот, обоените ќелии може да бидат подредени во различни геометриски положби. Ако контролната програма знае во кои позиции се подредени ќелиите кај екранот кој го користи, таа може да изврши дополнителна обработка на сликата наречена рендерирање на потпикселите (subpixel rendering), која се користи за изострување на приказот. Доколку пикселите не ја променуваат бојата доволно брзо, а притоа да не настане замачкување на видео материјалот може да се искористи техниката наречена „преуморување?! на пикселите“ (pixel overdrive).

ЛЦД-екрани со пасивна и со активна матрица

LCD-екраните со ниска резолуција, како тие на дигиталните рачни часовници и џебните дигитрони имаат посебен довод на напон за секој пиксел, односно надворешно коло за секој пиксел посебно, ја регулира неговата работа. Кога се работи за контрола на повеќе пиксели, ваквиот систем станува преголем и претежок за вклопување и употреба. Помалите монохроматски екрани, како тие во дигиталните потсетници и постарите лаптоп компјутери, работат на принципот на пасивна матрица со користење на таканаречената техника на нематско супер извртување или STN (анг. super-twisted nematic) или на двослојна STN (DSTN) технологија. Кај двослојната, проблемот со бојата се решава со помош на самата STN технологија, додека пак кај првата бојата се додава со помош на внатрешни филтри. Секоја група на електроди, хоризонтална и вертикална, има по едно електронско коло. Напојувањето на пикселите се одвива еден по еден, хоризонтално и вертикално, за секој пиксел посебно. Ваквите екрани се нарекуваат екрани со пасивна матрица, затоа што секој пиксел мора да ја одржи новодобиената состојба до следното освежување, без дополнително напојување во меѓувреме. Како што се зголемува бројот на пиксели на екраните, оваа технологија постанува незадоволителна, поради големото време на каснење и слабата контраст кои се одлика на оваа технологија. Екраните во боја со висока резолуција, како модерните компјутерски монитори и телевизори со LCD-екран, користат екрани со активна матрица. Кај оваа технологија, на филтрите за поларизација и обојување му се додава матрица од тенки проѕирни транзистори (анг. thin-film transistors или TFT). Секој пиксел има свој транзистор, со чија помош може целата вертикална група да го напојува само него. Кога ќе се вклучи една хоризонтална група од електроди, се вклучуваат сите вертикални, секоја со посебен напон. За кратко време се исклучува хоризонталната група и се вклучува следната хоризонтала, а вертикалните групи го менуваат својот напон, соодветно на пикселот кој го напојуваат. За време на едно освежување се активираат сите хоризонтални групи, една по друга. Екраните со активна матрица произведуваат посветла и поостра слика од екраните со пасивна матрица со иста големина и генерално имаат послабо каснење.

Технологии со активна матрица

Нематски извртени (TN)

TN екраните содржат материја во форма на течни кристали кои се извртуваат под различни агли и се враќаат во првобитната положба, за да пропуштат светлина. Кога овие екрани не се под напон, светлината се поларизира за да помине низ пикселот. Соодветно на напонот кој им се пушта, молекулите на течните кристали се извртуваат до 90 степени, со што ја менуваат поларизацијата и го запираат протокот на светлината. Со соодветно регулирање на напонот, може да се добие било која нијанса на сива боја.

IPS - In-plane switching

IPS е технологија на LCD-екрани кај која ќелиите се подредени хоризонтално. Кај оваа технологија, напонот се нанесува од двата краја на ќелијата и поради тоа се потребни по два транзистори за секој пиксел, за разлика од TFT екраните каде што се користи по еден. Кај постарите верзии на IPS екраните, пред појавата на Појачените IPS екрани на компанијата LG (LG Enhanced IPS), дополнителниот транзистор предизвикува мало затемнување на целата група, па затоа е потребно повеќе светлина од позадинското светло, со што се троши повеќе енергија. Затоа ваквите екрани не се употребуваат кај лаптоп компјутерите. Овие екрани денес ги користи Епл компанијата во своите производи Apple iMac и iPad и производителот Хјулит-Пакард во својот лаптоп EliteBook 8740w.

Напредна промена со рабно поле (анг. AFFS)

Технологијата која до 2003 г. беше позната како промена со рабно поле, е слична со IPS и S-IPS технологијата и покажува одлични резултати во работењето, како поширок спектар на бои и поголемо осветлување. AFFS е развиена од Хидис Технолоџис (Hydis Technologies) од Кореја, кој порано беше гранка за развој на LCD-технологии, на Хјундаи Електроникс. Кај компјутерите кој користат AFFS- LCD-екрани, имаат помала дисторзија на боите и поширок агол на гледање, со што се користат кај професионалните монитори. Дисторзија и нијансирање на боите, кои се јавуваа како последица на пропуштање на светлина, се коригирани со оптимизација на белиот спектар, со што се зајакнува репродукцијата на бела и сива. Во 2004 г. Хидис Технолоџис, му издаде лиценца за користење на AFFS технологијата на јапонскиот производител на екрани, Хитачи (Hitachi). Денес Хитачи ја користи оваа технологија за производство на екрани со висока резолуција. во 2006 г. Хидис, исто така му издаде лиценца за производство и на Сањо Епсон Имиџинг Дивајсес корпорејшн (Sanyo Epson Imaging Devices Corporation). Во 2007 г. Хидис ја презентираше новата AFFS+ технологија, која има подобра репродукција на сликата на отворено.

Вертикално подредување (Vertical alignment - VA)

LCD-екраните со вертикално подредување се екрани кај кои молекулите на течните кристали се поставени во вертикална положба и поради тоа кај нив нема потреба од дополнителни транзистори. Кога не се под напон, молекулите на течните кристали се поставени нормално на текот на светлината и со тоа тие го блокираат протокот и создаваат црн екран. Кога се под напон, кристалите се подредуваат во насока на текот на светлината и исцртуваат бел екран. VA - LCD-екраните ги имаат истите предности како и IPS - LCD-екраните, особено широкиот агол на гледање и подобра црна боја.

Режим во сина фаза

Екраните со ваквата технологија немаат потреба од горниот слој на ќелиите. LCD-екраните со режим во сина фаза се доста нови на пазарот и доста скапи поради сè уште малото производство. Ваквите екрани имаат многу повисока стапка на освежување од другите LCD-екрани, но се далеку поскапи за производство и исто така другите LCD-екрани нудат подобри бои и по остра слика.

Контрола на квалитетот

Кај некои ЛЦД-екрани се расипуваат транзисторите и предизвикуваат појава на заглавени, односно мртви пиксели, во зависност од технологијата на екранот. За разлика од wafer интегралните кола, LCD-екраните со расипани транзистори сè уште можат да се користат. Се тврди дека економски е невозможно да се исфрли цел LCD-екран, само поради неколку мртви пиксели, но никогаш досега не е докажано. Колкав е бројот на мртви пиксели кои еден екран мора да ги има за да биде заменет, зависи од производителот и нема некој општо прифатен број. Порано во Кореја, Самсунг (Samsung) дозволуваше замена на екраните ако имаат само еден мртов пиксел. Но денес, овој производител се придржува до потолерантниот ISO 13406-2 стандард. Другите компании може да толерираат и до 11 мртви пиксели, пред да дозволат замена на екранот. Ваквата политика за мртви пиксели е причина за жешки дебати меѓу производителите и здруженијата за заштита на потрошувачките права. За да се регулираат различните политики на производителите и да се заштитат потрошувачите беше создаден ISO 13406-2 стандардот. Но не секој производител се придржува до овој стандард и истиот често е различно толкуван. Поради нивната големина, LCD-екраните имаат поголеми шанси да им се расипи транзистор отколку електронските кола. На пример, SVGA LCD-екран од 300 mm има 8, а wafer интегрално коло од 150 mm има само 3 расипани транзистори. Но, 134 од вкупно 137 мртви транзистори на wafer-от е дозволиво за функционирање, додека пак кај LCD тоа е неприфатливо. Поради големата конкуренција во оваа индустрија, производителите ја засилија проверката на квалитет. SVGA LCD-екран со 4 мртви пиксели се смета за неупотреблив и корисникот може да побара замена за нов. Некои производители, особено тие од Јужна Кореја, како LG на пример, гаранција дека нема да се појават мртви пиксели, поради што мораат подетално да ги скенираат своите производи и да ги класифицираат во А или Б класа на квалитет. Многу производители би смениле екран ако има само еден мртов пиксел, иако немаат дадено ваква гаранција, ако тој пиксел се наоѓа на средината од екранот. Исто така, ако екранот има само неколку мртви пиксели кои се блиску еден до друг, таквиот екран се смета за неупотреблив. Кај LCD-екраните може да се јави уште еден дефект познат како замаглување (или помалку познат како мура), односно нееднакви нијанси на осветлување на сликата на екранот, кои се најзабележливи во темните или црните делови од сликите.

(Бистабилни) Екрани со нулта потрошувачка

Зенитните бистабилни уреди (анг. zenithal bistable device - ZBD), кои беа развиени од Кинетик (QinetiQ), можат да ја задржат сликата без поддршка на напојување. Кристалите може да останат стабилни во две позиции („Црна“ и „Бела“) и се додава напојување само за да се промени сликата. ZBD Displays е компанија која се роди од работата на Кинетик, кои произведуваат сиви и ZBD уреди во боја. Француската компанија Немоптик (Nemoptic), ги разви BiNem LCD-екраните во форма на хартија, со нулта потрошувачка. Оваа технологија од 2007 г. беше масовно произведувана во соработка со Сеико (Seiko) и е наменета за употреба кај уреди како електронски етикети, електронски книги (е-книги), е-документи, е-весници, е-речници, индустриски сензори, ултра преносни компјутери итн. Денес бистабилните LCD-екрани се сметаат за категорија на електронска хартија. Кент Дисплејс (Kent Displays) исто така имаат развиено екран со нулта потрошувачка кој користи холестеролни течни кристали стабилизирани со полимер (анг. Polymer Stabilized Cholesteric Liquid Crystals - ChLCD). Голема слабост на ChLCD екраните имаат мала стапка на освежување, особено на ниски температури. Оваа компанија неодамна демонстрираше мобилен телефон со маска од ChLCD кој може да ја менува бојата и да ја задржи истата дури и кога телефонот е исклучен. Во 2004 г. истражувачите од Универзитетот во Оксфорд, Англија, демонстрираа два нови типа на бистабилни LCD-екрани засновани на ZBD технологијата. Неколку бистабилни технологии, како 360° BTN и бистабилните-холестеролни екрани, зависат во главно генералните својства на течните кристали и користат стандардни силни стабилизатори, со слоеви за подредување и мешавини од течни кристали слични на традиционалните моностабилни материјали. Други бистабилни технологии, како Binem технологијата на пример) се засновани на површинските својства на материјалот и му се потребни слаби стабилизирачки материјали.

Слабости

LCD-технологијата сè уште има некои слабости во споредба со некои други технологии на екрани:

Додека катодните екрани можат да поддржат повеќе различни резолуции на слика, LCD-екраните прикажуваат слика само во нивната природна резолуција и понекогаш делови од тоа. Секој обид да се прикажи слика со поинаква резолуција од таа на LCD-екранот, завршува со измена на големината на истата, поради што се појавува заматување или гранулација, која е карактеристична за екраните со висока резолуција. Многу LCD-екрани и не можат да прикажат слика со ниска резолуција (320x200 на пример) поради нивните ограничувања.
Некои LCD-екрани имаат послаб квалитет на бојата од таа што ја прикажуваат по своите реклами, па затоа мора да користат техника на просторно и/или временско разместување на сликата за навидум да ја зголемат длабочината на боите. Ваквите ефекти можат да предизвикаат трепкање кај некои видови на екрани, што ќе им смета на корисниците.
Иако LCD-екраните имаат по живи бои и пореална контраст на боите (способни се да одржат висока контраст и поширок спектар на боите во светла околина) од катодните монитори, тие сепак имаат послаба контраст гледано од аспект колку е длабока црната боја. Контраст во нивните мерки претставува разликата во бојата меѓу максимално белиот (вклучен) и максимално црниот (исклучен) пиксел, а LCD-екраните имаат протекување на светлост од позадинското светло, поради што црното кај нив изгледа сиво или синкасто-розово кај TN екраните со стабилизатори на течните кристали. Како и да е, од 2009 година, најдобрите телевизори со LCD-екран кој не користат позадинско светло од LED диоди, можат да постигнат динамичка контраст од 150,000:1.
Повеќето LCD-екрани кои се продаваат на пазарот во 2010 година, не вклучуваат заштитен слој за намалување на отсјај. Некои може да имаат таканаречен „ matte “ (бессјаен) слој кој ја распрскува, но не ја намалува рефлектираната светлина. Затоа контраста е сведена на нула во било која природно осветлена средина. За подобра контраст, катодните екрани имаат сиво стакло за намалување на отсјај, кое е залепено за површината на екранот. Вакво стакло, со доплата, можат да се вгради и во LCD-екраните.
Типично за LCD-екраните е тоа што имаат подолго време на каснење, за разлика од плазма или катодните екрани (особено постарите верзии), поради што се создава ефект на духови, т.е. бледи остатоци од претходните слики, кога сликите брзо се менуваат. На пример, кога побрзо го мрдате показникот на глушецот на LCD-екран, се добива впечаток дека има повеќе показници.
Ако човечкото око следи предмет кој се движи на LCD-екранот може да забележи магливост во движењето, ефект кој не се јавува кај некои катодни екрани. Ваквиот ефект се појавува поради тоа што пикселите на LCD-екранот се осветлени за целото времетраење на сликата (обично 16.7ms), додека пак пикселите од катодните екрани се осветлуваат само за мал дел од секундата за секое освежување, односно за секоја слика. Ова значи дека, дури и да има време на каснење од нула милисекунди, LCD-екранот пак ќе има заматување при брза промена на сликите, додека пак катодниот екран нема да има заматување. Ваквиот ефект се појавува поради движењето на окото додека сликата е видлива и може да се намали ако неколкукратно се зголеми стапката на освежување, на пр. од 120 на 240 Hz, и со користење на разни техники на обработка на сликата. Заматувањето или духовите можат да се коригираат ако (со помошна програмски решенија) се вметнат негативни медијални слики на заматувањето за визуелно да го поништат истото. На пример, ако „духовите“ се појават поради остаток од претходната слика која е за 5% посветла, програмите ќе генерираат негативна слика од духот која ќе биде за 5% потемна и ќе го доведат движењето во нормала. Но за ваквата обработка е потребно повеќе време, што може да биде доста проблематично кај видеоигрите со многу брзо темпо на движење и промени на сликата. Некои монитори дури и ја исклучуваат ваквата обработка на сликата во режим на играње на видеоигри.
LCD-екраните кои ја користат TN технологијата имаат ограничен агол на гледање, во споредба со катодните или плазма екраните. Овај проблем го намалува бројот на гледачи кои истовремено можат да го користат екранот (екраните на лаптоп компјутерите се најдобар пример за ова). Обично ако гледате на ваквите екрани од понизок агол сликата изгледа потемна, додека пак од повисок агол сликата е посветла. Ваквите екрани ги дисторзираат боите и не се погодни за работа на места каде што бојата е важна, како графички дизајн на пример. Многу технологии кои користат тенки проѕирни транзистори, како IPS, MVA, или PVA, имаат многу подобар агол на гледање. Кај ваквите екрани, бојата станува посветла само ако екранот се гледа под многу голем агол, но тоа важи само за хоризонталните положби, додека пак кај вертикалните се јавува истиот проблем.
LCD-мониторите се покршливи од катодните монитори. Екранот кај ваквите монитори е особено чувствителен, поради тоа што овие немаат дебело стакло да ги штити од оштетување, какво што имаат катодните монитори и ако пробате да допрете LCD-екран (не го правете тоа!) ќе забележите дека се создава прстен од бои што може да го оштети екранот.
Мртви пиксели можат да се појават ако се оштети екранот преку притискање на неговата површина и само неколку производители заменуваат екрани под гаранција поради мртви пиксели кои се појавиле поради оштета.
Хоризонталните и вертикалните нијансни појаси (анг. Horizontal and vertical banding) се еден од проблемите кои се јавуваат кај некои LCD-екрани. Ваквата мана се појавува уште во процесот на производство и не може да се поправи, само може да се замени дел или целиот екран. Понекогаш нијансните појаси можат да се појават кај цела марка или модел на телевизори, односно нивните екрани. Нивото на нивна прифатливост зависи од контролата на квалитет на производителот.
Ладните катодни (флуоресцентни) ламби кои се користат како позадинско светло на LCD-екраните, содржат жива која е отровна супстанца, за разлика од тие со LED диоди кои немаат жива.
Трепкањето на одреден дел од екранот, кое се појавува поради не балансирано напојување. Ако се направат еден или повеќе тестови, тие ќе покажат неприфатливо трепкање кое може да се прекрива поголем дел од екранот.

Енергетска заштеда

LCD-екраните во просек расходуваат многу помалку енергија од плазма екраните. 42 инчен (106.68 cm) LCD-екран троши во просек околу 90 вати (податоци од 2010 г.), многу помалку од плазма екран со истата големина кој троши во просек по 290 вати. Мерењето на потрошувачката на енергија по квадратен инч дава резултати. Катодните екрани се најефикасни со потрошувачка од 0.23 вати од квадратен инч, додека LCD-екраните трошат по 0.27 вати од квадратен инч. Плазма екраните се најголеми потрошувачи со 0.36 вати од квадратен инч, а DLP телевизорите со позадинска проекција (анг. DLP rear projection TVs) се најштедливи во потрошувачката од 0.14 вати по квадратен инч. Бистабилните екрани не трошат енергија кога прикажуваат статична слика, но трошат многу енергија кога има движење во сликата.

Производители

Некои од поважните производители на ЛЦД-екрани се Ејсер (Acer), Епл, Бенкју (BenQ), HP, Самсунг Електроникс (Samsung Electronics) и Вјусоник (Viewsonic). Повеќето од компонентите за ЛЦД-екраните се произведуваат од LG електроникс (LG Electronics) и Самсунг (Samsumg).