Az LCD képernyőt alkotó „panel” egy sok rétegből álló összetett struktúra, amelyet ebben az írásban talán a szokásosnál egy kicsit közelebbről szemügyre veszünk. Rendeltetésétől és fajtájától függően többféle felépítésű panel létezik, azonban a lényeget illetően ezek hasonlítanak egymáshoz. Az itt szereplő struktúra leírása tájékoztató jellegű, a példák leginkább a TN technológiából valók.

A minél „laposabb” és minél nagyobb képernyők megalkotásához vezető első lépéseket kereken ötven évvel ezelőtt tették meg az ezzel a témával foglalkozó kutatók és mérnökök. Történetesen a folyadékkristály viselkedése volt az első olyan felfedezés (ez már több mint száz éve történt), amely a kiindulópontot jelentette a később – és a mai napig – oly sikeres LCD képernyő kifejlesztéséhez. A folyadékkristály mint fényszelep működéséről lásd Az LCD tündöklése című írásunkat.

Ha az LCD panelt szeretnénk közelebbről megismerni, érdemes lépcsőzetesen haladni, ezért először bemutatunk egy kezdetleges, de szemléletes ábrát – nevezetesen egy monitor képernyőjének „rétegeit”, amelyek egy része azonban maga is több további rétegből áll.

Egy LCD képernyő rétegei első közelítésben. A fényforrás szolgáltatja a panel háttérvilágítását (backlight), amely maga is egy összetett egység. A két polárszűrő (polarizer) között középen van a folyadékkristály réteg az átlátszó elektródákkal és természetesen a TFT vezérlőtranzisztorok rétegével kiegészítve, amely ezen az ábrán nincs külön feltüntetve. A színszűrő réteg szerepét nem kell magyarázni. A kijelző külső felülete általában egy tükrözésmentesítő (antireflektív) réteggel van lezárva  (ábra: dreamtime)

A fentiekből is kiderül, hogy máris célszerű megkülönböztetés tenni az általánosan „LCD panelnek” nevezett teljes képernyő és a szűkebb értelemben vett „LCD modul” között. Ezt a logikát követve a panelt feloszthatjuk a következőkre: háttérvilágítási egység, hátsó polárszűrő, az LCD modul vagy LCD réteg – ez két üveg hordozó, átlátszó vezető filmek és finoman bordázott beigazító rétegek közé zárt folyadékkristály réteg, egyik oldalán a TFT réteggel, másik oldalán a színszűrővel. Ezt követi az elülső polárszűrő, majd a képernyő frontoldalán az ún. antireflektív vagy anti-glare réteg a csillogás, ill. tükröződés elkerülésére. Mint látni fogjuk, a polárszűrők is (ezeket tekinthetjük az LCD modul részének is) több rétegből állnak. A most elmondottakat egy részletesebb ábrán mutatjuk be:

Az LCD panel keresztmetszete. Elnevezések, illetve rövidítések az egyes rétegekben: TAC = triacetate-cellulóz védőfilm, Stretched iodine-doped PVA = jóddal adalékolt feszített polivinil-alkohol réteg (rácspolarizátor), WV film = wide view (betekintési szöget javító) film, Glass substrate = üveg hordozó, Liquid crystal layer = folyadékkristály réteg, Alignment layer = beigazító réteg, Transparent conductive film = átlátszó vezető film (elektrodák rétege)

A két polárszűrő közé zárt LCD modul belsejét külön is célszerű szemléltetni:

Az LCD modul szerkezetének részletei. (Az ábrán a folyadékkristály réteg TN típusú)

Nagyon érdekes megmutatni, hogy milyenek a tipikus valódi vastagsági méretek az LCD modulon belül. A két üveg hordozó 0,7 mm-es, a polárszűrők 0,2 mm-esek, a folyadékkristály réteg pedig mindössze 0,005 mm (5 mikron) vastag. Ebből következik, hogy még egy mai, nagy méretű LCD képernyőhöz is csak néhány köbcentiméternyi folyadékkristályra van szükség.

Vastagsági arányok az LCD modulban. A színszűrő és a TFT réteg, továbbá a beigazító rétegek és elektródák ezen az ábrán nincsenek feltüntetve, de az üveg vastagságához képest ezek is elhanyagolható méretűek

Végül beszéljünk egy keveset a háttérvilágításról. A korábbi hidegkatódos fluoreszcens (CCFL) fényforrást kiszorították a LED-es háttérvilágítás különféle változata (ezekre most nem térünk ki külön). Utolsó ábránk a manapság leggyakoribb ún. edge-lit LED-es megoldást mutatja, amelynél a fényforrások a képernyő szélein vannak elhelyezve, ám a lényeget illetően ennek nincs jelentősége.

A LED-es háttérvilágítás egy megoldása (edge-lit vagy élvilágítás). Leghátul egy fényvisszaverő réteg van a fényveszteségek csökkentése érdekében. A LED-ek egy fényvezető réteget világítanak be, amely a képernyő felületének megfelelően teríti a fényt, majd ezt egy további (diffúzor) réteg teszi egyenletesebbé (lehetőleg homogénné). Ezt követi két „fényerőnövelő” (BEF – brightness enhancement film) réteg, amely a sugárzási szögtartomány szűkítésével növeli a fénysűrűséget. Más konstrukciók ettől eltérő felépítésűek lehetnek

A homogén háttérvilágítás fontos elérendő cél az igényesebb LCD paneleknél, mivel ha az egyenetlenség bizonyos határt meghalad, az a színek és a színhőmérséklet inhomogenitását is észlelhetővé teszi.

Strongpulse