شاشة الكريستال السائل

شاشة الكريستال السائل ( LCD ) هي شاشة مسطحة أو جهاز بصري آخر معدَّل إلكترونيًا يستخدم خصائص تعديل الضوء للبلورات السائلة جنبًا إلى جنب مع المستقطبات لعرض المعلومات. لا تصدر البلورات السائلة الضوء بشكل مباشر ^[1] ولكنها تستخدم بدلاً من ذلك إضاءة خلفية أو عاكسًا لإنتاج صور ملونة أو أحادية اللون . ^[2]

تتوفر شاشات LCD لعرض صور عشوائية (كما هو الحال في شاشات الكمبيوتر العامة) أو صور ثابتة ذات محتوى معلوماتي منخفض، والتي يمكن عرضها أو إخفاؤها: الكلمات المحددة مسبقًا والأرقام وشاشات السبعة أجزاء (كما هو الحال في الساعة الرقمية) كلها أمثلة على الأجهزة التي تحتوي على هذه الشاشات. وهي تستخدم نفس التكنولوجيا الأساسية، باستثناء أن الصور العشوائية تتكون من مصفوفة من وحدات البكسل الصغيرة ، بينما تحتوي الشاشات الأخرى على عناصر أكبر.

يمكن أن تكون شاشات LCD إما في وضع التشغيل العادي (موجب) أو في وضع الإيقاف (سلبي)، وذلك حسب ترتيب المستقطب. على سبيل المثال، تحتوي شاشة LCD ذات الأحرف الموجبة ذات الإضاءة الخلفية على أحرف سوداء على خلفية بلون الإضاءة الخلفية، وتحتوي شاشة LCD ذات الأحرف السالبة على خلفية سوداء حيث تكون الأحرف بنفس لون الإضاءة الخلفية.

تُستخدم شاشات LCD في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك أجهزة تلفزيون LCD وشاشات الكمبيوتر ولوحات العدادات وشاشات قمرة القيادة للطائرات واللافتات الداخلية والخارجية. تُستخدم شاشات LCD الصغيرة بشكل شائع في أجهزة عرض LCD والأجهزة الاستهلاكية المحمولة مثل الكاميرات الرقمية والساعات والآلات الحاسبة والهواتف المحمولة ، بما في ذلك الهواتف الذكية . حلت شاشات LCD محل شاشات أنبوب أشعة الكاثود (CRT) الثقيلة والضخمة والأقل كفاءة في استخدام الطاقة في جميع التطبيقات تقريبًا.

لا تخضع شاشات LCD لحرق الشاشة كما هو الحال في شاشات CRT. ومع ذلك، لا تزال شاشات LCD عرضة لظاهرة ثبات الصورة . ^[3]

تتكون كل بكسل من شاشات LCD عادةً من طبقة من الجزيئات المتراصة بين قطبين شفافين ، غالبًا ما يكونان مصنوعين من أكسيد الإنديوم والقصدير (ITO) ومرشحين استقطابيين (مستقطبين متوازيين وعموديين)، حيث تكون محاور نقلهما (في معظم الحالات) عمودية على بعضها البعض. بدون البلورة السائلة بين مرشحي الاستقطاب، سيتم حظر الضوء الذي يمر عبر المرشح الأول بواسطة المستقطب الثاني (المتقاطع). قبل تطبيق المجال الكهربائي ، يتم تحديد اتجاه جزيئات البلورة السائلة من خلال المحاذاة عند أسطح الأقطاب الكهربائية. في جهاز النيماتيك الملتوي (TN)، تكون اتجاهات محاذاة السطح عند القطبين عمودية على بعضها البعض، وبالتالي ترتب الجزيئات نفسها في بنية حلزونية أو ملتوية. يؤدي هذا إلى دوران استقطاب الضوء الساقط، ويبدو الجهاز باللون الرمادي. إذا كان الجهد المطبق كبيرًا بما يكفي، فإن جزيئات البلورة السائلة في وسط الطبقة تكون غير ملتوية تمامًا تقريبًا ولا يتم تدوير استقطاب الضوء الساقط أثناء مروره عبر طبقة البلورة السائلة. ثم يتم استقطاب هذا الضوء بشكل أساسي بشكل عمودي على الفلتر الثاني، وبالتالي يتم حجبه وستظهر البكسل باللون الأسود. من خلال التحكم في الجهد المطبق عبر طبقة البلورة السائلة في كل بكسل، يمكن السماح للضوء بالمرور بكميات متفاوتة وبالتالي تكوين مستويات مختلفة من اللون الرمادي.

قد تختلف الصيغة الكيميائية للبلورات السائلة المستخدمة في شاشات الكريستال السائل. وقد تكون الصيغ حاصلة على براءات اختراع. ^[4] ومن الأمثلة على ذلك خليط من 2-(4-ألكوكسي فينيل)-5-ألكيل بيريميدين مع سيانوبيفينيل، والذي حصلت شركتا ميرك وشارب على براءة اختراعه . وانتهت صلاحية براءة الاختراع التي تغطي هذا الخليط المحدد. ^[5]

تستخدم معظم أنظمة شاشات الكريستال السائل الملونة نفس التقنية، مع استخدام مرشحات الألوان لتوليد بكسلات فرعية حمراء وخضراء وزرقاء. يتم تصنيع مرشحات ألوان شاشات الكريستال السائل باستخدام عملية التصوير الضوئي على صفائح زجاجية كبيرة يتم لصقها لاحقًا بصفائح زجاجية أخرى تحتوي على مجموعة ترانزستورات رقيقة (TFT) وفواصل وبلورات سائلة، مما يؤدي إلى إنشاء العديد من شاشات الكريستال السائل الملونة التي يتم قطعها بعد ذلك من بعضها البعض وتغليفها بصفائح مستقطبة. تُستخدم المقاومات الضوئية (المقاومات) ذات الألوان الحمراء والخضراء والزرقاء والسوداء لإنشاء مرشحات الألوان. تحتوي جميع المقاومات على صبغة مطحونة ناعماً، حيث يبلغ قطر الجسيمات 40 نانومتر فقط. يتم تطبيق المقاوم الأسود أولاً؛ سيؤدي هذا إلى إنشاء شبكة سوداء (معروفة في الصناعة باسم المصفوفة السوداء) والتي ستفصل البكسلات الفرعية الحمراء والخضراء والزرقاء عن بعضها البعض، مما يزيد من نسب التباين ويمنع الضوء من التسرب من بكسل فرعي واحد إلى بكسلات فرعية أخرى محيطة. ^[6] بعد تجفيف المقاوم الأسود في الفرن وتعريضه للأشعة فوق البنفسجية من خلال قناع ضوئي، يتم غسل المناطق غير المكشوفة، مما يؤدي إلى إنشاء شبكة سوداء. ثم تتكرر نفس العملية مع المقاومات المتبقية. هذا يملأ الثقوب في الشبكة السوداء بالمقاومات الملونة المقابلة لها. ^{[7] [8] [9]} المصفوفات السوداء المصنعة في الثمانينيات والتسعينيات عندما كان معظم إنتاج شاشات الكريستال السائل الملونة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة، مصنوعة من الكروم بسبب تعتيمها العالي، ولكن بسبب المخاوف البيئية، تحول المصنعون إلى مقاومة ضوئية سوداء اللون مع صبغة الكربون كمادة للمصفوفة السوداء. ^{[10] [11] [12]} تم إجراء طريقة أخرى لتوليد الألوان المستخدمة في أجهزة المساعد الرقمي الشخصي الملونة المبكرة وبعض الآلات الحاسبة عن طريق تغيير الجهد في شاشة الكريستال السائل النيماتيكية فائقة الالتواء ، حيث يتسبب الالتواء المتغير بين اللوحات ذات المسافات الضيقة في انكسار مزدوج متغير ، وبالتالي تغيير اللون. ^[13] كانت مقيدة عادةً بثلاثة ألوان لكل بكسل: البرتقالي والأخضر والأزرق. ^[14]

يعتمد التأثير البصري لجهاز TN في حالة تشغيل الجهد بشكل أقل بكثير على الاختلافات في سمك الجهاز من ذلك الموجود في حالة إيقاف الجهد. وبسبب هذا، يتم تشغيل شاشات TN ذات المحتوى المنخفض من المعلومات وعدم وجود إضاءة خلفية عادةً بين مستقطبات متقاطعة بحيث تبدو ساطعة بدون جهد (العين أكثر حساسية للتغيرات في الحالة المظلمة من الحالة الساطعة). نظرًا لاستخدام معظم شاشات LCD من عصر 2010 في أجهزة التلفزيون والشاشات والهواتف الذكية، فإنها تحتوي على مجموعات مصفوفة عالية الدقة من وحدات البكسل لعرض صور عشوائية باستخدام الإضاءة الخلفية مع خلفية داكنة. عندما لا يتم عرض أي صورة، يتم استخدام ترتيبات مختلفة. لهذا الغرض، يتم تشغيل شاشات LCD TN بين مستقطبات متوازية، بينما تتميز شاشات LCD IPS بمستقطبات متقاطعة. في العديد من التطبيقات، حلت شاشات LCD IPS محل شاشات LCD TN، وخاصة في الهواتف الذكية . تحتوي كل من مادة الكريستال السائل ومادة طبقة المحاذاة على مركبات أيونية . إذا تم تطبيق مجال كهربائي ذو قطبية معينة لفترة طويلة من الزمن، فإن هذه المادة الأيونية تنجذب إلى الأسطح وتؤدي إلى تدهور أداء الجهاز. يتم تجنب ذلك إما عن طريق تطبيق تيار متناوب أو عن طريق عكس قطبية المجال الكهربائي أثناء معالجة الجهاز (تكون استجابة طبقة البلورات السائلة متطابقة، بغض النظر عن قطبية المجال المطبق).

يمكن تنفيذ شاشات لعدد صغير من الأرقام الفردية أو الرموز الثابتة (كما في الساعات الرقمية والآلات الحاسبة الجيبية ) بأقطاب كهربائية مستقلة لكل جزء. ^[15] على النقيض من ذلك، يتم عادةً تنفيذ شاشات العرض الكاملة ذات الرسوميات الأبجدية الرقمية أو المتغيرة مع وحدات بكسل مرتبة كمصفوفة تتكون من صفوف متصلة كهربائيًا على جانب واحد من طبقة الكريستال السائل وأعمدة على الجانب الآخر، مما يجعل من الممكن معالجة كل وحدة بكسل عند التقاطعات. تتكون الطريقة العامة لمعالجة المصفوفة من معالجة أحد جانبي المصفوفة بشكل متسلسل، على سبيل المثال عن طريق تحديد الصفوف واحدًا تلو الآخر وتطبيق معلومات الصورة على الجانب الآخر في الأعمدة صفًا بصف. للحصول على تفاصيل حول مخططات معالجة المصفوفة المختلفة، راجع شاشات الكريستال السائل الموجهة بمصفوفة سلبية ومصفوفة نشطة.

يتم تصنيع شاشات LCD في غرف نظيفة باستخدام تقنيات مستمدة من تصنيع أشباه الموصلات واستخدام صفائح زجاجية كبيرة الحجم زاد حجمها بمرور الوقت. يتم تصنيع العديد من الشاشات في نفس الوقت، ثم يتم قطعها من صفائح الزجاج، والمعروفة أيضًا باسم الزجاج الأم أو ركيزة زجاج LCD. تسمح الزيادة في الحجم بتصنيع المزيد من الشاشات أو الشاشات الأكبر حجمًا، تمامًا كما هو الحال مع زيادة أحجام الرقائق في تصنيع أشباه الموصلات. أحجام الزجاج هي كما يلي:

جيل	الطول (مم)	الارتفاع (مم)	سنة التقديم	مراجع
الجيل الأول	200–300	200-400	1990	[16] [17]
الجيل الثاني	370	470
الجيل الثالث	550	650	1996–1998	[18]
الجيل 3.5	600	720	1996	[17]
الجيل الرابع	680	880	2000–2002	[17] [18]
الجيل 4.5	730	920	2000–2004	[19]
الجيل الخامس	1100	1250–1300	2002–2004	[17] [18]
الجيل 5.5	1300	1500
الجيل السادس	1500	1800–1850	2002–2004	[17] [18]
الجيل السابع	1870	2200	2003	[20] [21]
الجيل 7.5	1950	2250		[17]
الجيل الثامن	2160	2460		[21]
الجيل 8.5 [أ]	2200	2500	2007–2016	[22]
الجيل 8.6	2250	2600	2016	[22]
الجيل 8.7 [ب]	2290	2620	2026	[23]
الجيل العاشر	2880	3130	2009	[24]
الجيل 10.5 [ج]	2940	3370	2018	[25] [26]
^ يُشار إليه أحيانًا بشكل خاطئ باسم GEN 8. ^ يُشار إليه أحيانًا بشكل خاطئ باسم GEN 8.6. ^ يُعرف أيضًا باسم GEN 11.

حتى الجيل الثامن، لم يتفق المصنعون على حجم زجاج أم واحد ونتيجة لذلك، استخدم مصنعون مختلفون أحجام زجاج مختلفة قليلاً لنفس الجيل. تبنى بعض المصنعين صفائح زجاج أم الجيل 8.6 والتي تكون أكبر قليلاً من الجيل 8.5، مما يسمح بصنع المزيد من شاشات LCD مقاس 50 و58 بوصة لكل زجاج أم، وخاصة شاشات LCD مقاس 58 بوصة، وفي هذه الحالة يمكن إنتاج 6 على زجاج أم الجيل 8.6 مقابل 3 فقط على زجاج أم الجيل 8.5، مما يقلل بشكل كبير من النفايات. ^[22] تزداد سماكة الزجاج الأم أيضًا مع كل جيل، لذا فإن أحجام الزجاج الأم الأكبر مناسبة بشكل أفضل للشاشات الأكبر. وحدة LCD (LCM) هي شاشة LCD جاهزة للاستخدام مع إضاءة خلفية. وبالتالي، فإن المصنع الذي يصنع وحدات LCD لا يصنع بالضرورة شاشات LCD، فقد يقوم فقط بتجميعها في الوحدات. تصنع شركات مثل AGC Inc. و Corning Inc. و Nippon Electric Glass ركائز زجاج LCD .

وصف جوزيف أ. كاستيلانو أصل شاشات الكريستال السائل وتاريخها المعقد من منظور شخص مطلع خلال الأيام الأولى في كتابه الذهب السائل: قصة شاشات الكريستال السائل وإنشاء صناعة . ^[7] وقد نشر هيروشي كاواموتو تقريرًا آخر عن أصول وتاريخ شاشات الكريستال السائل من منظور مختلف حتى عام 1991، وهو متاح في مركز تاريخ معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . ^[27] ويمكن العثور على وصف للمساهمات السويسرية في تطويرات شاشات الكريستال السائل، كتبه بيتر جيه وايلد ، في ويكي تاريخ الهندسة والتكنولوجيا . ^[28]

في عام 1888، ^{[29] اكتشف} فريدريش راينيتزر (1858-1927) الطبيعة البلورية السائلة للكوليسترول المستخرج من الجزر (أي نقطتي انصهار وتوليد الألوان) ونشر نتائجه. ^[30] في عام 1904، نشر أوتو ليمان عمله "Flüssige Kristalle" (البلورات السائلة). في عام 1911، أجرى تشارلز ماوجين أول تجربة على بلورات سائلة محصورة بين ألواح في طبقات رقيقة.

في عام 1922، وصف جورج فريدل بنية وخصائص البلورات السائلة وصنفها إلى ثلاثة أنواع (نيماتيكا وسميتيك وكوليستريكا). في عام 1927، ابتكر فسيفولود فريدريكس صمام الضوء المبدل كهربائيًا، والذي يُسمى انتقال فريدريكس ، وهو التأثير الأساسي لجميع تقنيات شاشات الكريستال السائل. في عام 1936، حصلت شركة ماركوني وايرلس تيليغراف على براءة اختراع أول تطبيق عملي للتكنولوجيا، "صمام ضوء البلورات السائلة" . في عام 1962، نشر الدكتور جورج دبليو جراي أول منشور رئيسي باللغة الإنجليزية بعنوان البنية الجزيئية وخصائص البلورات السائلة . ^[31] في عام 1962، وجد ريتشارد ويليامز من RCA أن البلورات السائلة لها بعض الخصائص الكهروضوئية المثيرة للاهتمام وأدرك التأثير الكهروضوئي عن طريق توليد أنماط خطوط في طبقة رقيقة من مادة البلورات السائلة عن طريق تطبيق جهد. يعتمد هذا التأثير على عدم الاستقرار الكهروهيدروديناميكي الذي يشكل ما يسمى الآن "مجالات ويليامز" داخل البلورة السائلة. ^[32]

بناءً على ترانزستورات MOSFET المبكرة ، قام بول ك. وايمر في شركة RCA بتطوير الترانزستور الغشائي الرقيق (TFT) في عام 1962. ^[33] وكان نوعًا من ترانزستورات MOSFET مميزًا عن ترانزستورات MOSFET القياسية. ^[34]

في عام 1964، تمكن جورج إتش هايلماير ، الذي كان يعمل في مختبرات RCA على التأثير الذي اكتشفه ريتشارد ويليامز، من تحويل الألوان عن طريق إعادة محاذاة الأصباغ ثنائية اللون في بلورة سائلة موجهة نحو التماثل. أدت المشاكل العملية مع هذا التأثير الكهروضوئي الجديد إلى استمرار هايلماير في العمل على تأثيرات التشتت في البلورات السائلة وأخيرًا تحقيق أول شاشة عرض بلورة سائلة تشغيلية تعتمد على ما أسماه وضع التشتت الديناميكي (DSM). يؤدي تطبيق الجهد على شاشة DSM إلى تحويل طبقة البلورة السائلة الشفافة الواضحة في البداية إلى حالة عكرة حليبية. يمكن تشغيل شاشات DSM في الوضع الناقل والعاكس ولكنها تتطلب تيارًا كبيرًا للتدفق لتشغيلها. ^{[35] [36] [37] [38]} تم إدخال جورج إتش هايلماير في قاعة المشاهير الوطنية للمخترعين ^[39] ويُنسب إليه اختراع شاشات LCD. عمل هايلماير هو معلم IEEE . ^[40]

في أواخر ستينيات القرن العشرين، قامت مؤسسة الرادار الملكية البريطانية في مالفرن بإنجلترا بعمل رائد في مجال البلورات السائلة. وقد دعم فريق مؤسسة الرادار الملكية العمل الجاري الذي قام به جورج ويليام جراي وفريقه في جامعة هال ، والذي اكتشف في النهاية بلورات السائل السيانوبيفينيل، والتي تتمتع بخصائص الاستقرار ودرجة الحرارة الصحيحة للتطبيق في شاشات الكريستال السائل. ^[41]

كانت فكرة شاشة الكريستال السائل (LCD) القائمة على TFT من ابتكار برنارد ليتشنر من مختبرات RCA في عام 1968. ^[42] وقد أظهر ليتشنر، وإف جيه مارلو، وإي أو نيستر، وجيه تولتس هذا المفهوم في عام 1968 باستخدام شاشة LCD ذات نمط التشتت الديناميكي (DSM) مقاس 18 × 2 والتي استخدمت ترانزستورات MOSFET المنفصلة القياسية . ^[43]

في 4 ديسمبر 1970، تم تقديم براءة اختراع لتأثير المجال النيماتي الملتوي (TN) في البلورات السائلة من قبل شركة هوفمان لاروش في سويسرا (براءة اختراع سويسرية رقم 532 261 مؤرشفة في 9 مارس 2021، على موقع واي باك مشين ) مع ولفجانج هيلفريتش ومارتن شادت (الذين كانا يعملان آنذاك في مختبرات الأبحاث المركزية) كمخترعين. ^[35] قامت شركة هوفمان لاروش بترخيص الاختراع لشركة براون، بوفيري آند سي السويسرية ، شريكتها في المشروع المشترك في ذلك الوقت، والتي أنتجت شاشات TN للساعات اليدوية وتطبيقات أخرى خلال السبعينيات للأسواق الدولية بما في ذلك صناعة الإلكترونيات اليابانية، والتي سرعان ما أنتجت أول ساعات يد كوارتز رقمية مع شاشات TN-LCD والعديد من المنتجات الأخرى. جيمس فيرجاسون ، أثناء عمله مع سارداري أرورا وألفريد ساوب في معهد الكريستال السائل بجامعة ولاية كنت ، قدم براءة اختراع مماثلة في الولايات المتحدة في 22 أبريل 1971. ^[44] في عام 1971، أنتجت شركة فيرجاسون، ILIXCO (الآن LXD Incorporated )، شاشات LCD تعتمد على تأثير TN، والتي سرعان ما حلت محل أنواع DSM رديئة الجودة بسبب تحسينات الجهد التشغيلي المنخفض وانخفاض استهلاك الطاقة. حصل تيتسورو هاما وإيزو هيكو نيشيمورا من شركة سيكو على براءة اختراع أمريكية بتاريخ فبراير 1971، لساعة يد إلكترونية تتضمن شاشة LCD-TN. ^[45] في عام 1972، تم إطلاق أول ساعة يد مزودة بشاشة LCD-TN في السوق: Gruen Teletime والتي كانت ساعة ذات شاشة مكونة من أربعة أرقام.

في عام 1972، تم إنشاء نموذج أولي لمفهوم لوحة العرض البلورية السائلة ذات الترانزستور الرقيق ذي المصفوفة النشطة (TFT) في الولايات المتحدة بواسطة فريق تي بيتر برودي في وستنجهاوس ، في بيتسبرغ، بنسلفانيا . ^[46] في عام 1973، أظهر برودي وجي إيه أسارس وجي دي ديكسون في مختبرات وستنجهاوس للأبحاث أول شاشة عرض بلورية سائلة ذات ترانزستور رقيق ذي طبقة رقيقة (TFT LCD). ^{[47] [48]} اعتبارًا من عام 2013 ، تستخدم جميع أجهزة العرض المرئية الإلكترونية الحديثة عالية الدقة وعالية الجودة شاشات عرض مصفوفة نشطة تعتمد على TFT . ^[49] أظهر برودي وفانغ تشن لوه أول شاشة عرض بلورية سائلة ذات مصفوفة نشطة مسطحة (AM LCD) في عام 1974، ثم صاغ برودي مصطلح "المصفوفة النشطة" في عام 1975. ^{[42][تحديث]}

في عام 1972، قدمت شركة North American Rockwell Microelectronics Corp استخدام شاشات LCD بتقنية DSM للآلات الحاسبة للتسويق بواسطة شركة Lloyds Electronics Inc، على الرغم من أن هذه الشاشات تتطلب مصدر ضوء داخلي للإضاءة. ^{[50] وتبعتها} شركة Sharp Corporation بشاشات LCD بتقنية DSM للآلات الحاسبة بحجم الجيب في عام 1973 ^[51] ثم شاشات LCD بتقنية TN المنتجة بكميات كبيرة للساعات في عام 1975. ^[52] سرعان ما تولت شركات يابانية أخرى مكانة رائدة في سوق الساعات اليدوية، مثل Seiko وساعتها اليدوية الكوارتز الأولى بتقنية TN-LCD المكونة من 6 أرقام، وساعة Casio 's 'Casiotron'. تم اختراع شاشات LCD الملونة القائمة على التفاعل بين الضيف والمضيف بواسطة فريق في شركة RCA في عام 1968. ^[53] تم تطوير نوع معين من شاشات LCD الملونة بواسطة شركة Sharp Corporation اليابانية في السبعينيات، وحصلت على براءات اختراع لاختراعاتها، مثل براءة اختراع من قبل Shinji Kato وTakaaki Miyazaki في مايو 1975، ^[54] ثم تم تحسينها بواسطة Fumiaki Funada وMasataka Matsuura في ديسمبر 1975. ^{[55] تم تسجيل براءة اختراع} لشاشات LCD بتقنية TFT المشابهة للنماذج الأولية التي طورها فريق Westinghouse في عام 1972 بواسطة فريق في Sharp يتكون من Fumiaki Funada وMasataka Matsuura وTomio Wada في عام 1976، ^[56] ثم تم تحسينها في عام 1977 بواسطة فريق Sharp المكون من Kohei Kishi وHirosaku Nonomura وKeiichiro Shimizu وTomio Wada. ^[57] ومع ذلك، لم تكن شاشات TFT-LCD هذه جاهزة للاستخدام في المنتجات بعد، حيث لم يتم حل المشكلات المتعلقة بالمواد المستخدمة في تصنيع شاشات TFT بعد.

في عام 1983، اخترع باحثون في مركز أبحاث براون، بوفيري وشركاه (بي بي سي)، سويسرا ، بنية النيماتيك الفائقة الملتوية (STN) لشاشات الكريستال السائل ذات المصفوفة السلبية . تم إدراج إتش أمستوتز وآخرون كمخترعين في طلبات براءات الاختراع المقابلة المقدمة في سويسرا في 7 يوليو 1983 و28 أكتوبر 1983. تم منح براءات الاختراع في سويسرا CH 665491، وأوروبا EP 0131216، ^[58] براءة اختراع الولايات المتحدة 4،634،229 والعديد من البلدان الأخرى. في عام 1980، بدأ براون بوفيري مشروعًا مشتركًا بنسبة 50/50 مع شركة فيليبس الهولندية، والتي تسمى Videlec. ^[59] كان لدى فيليبس المعرفة اللازمة لتصميم وبناء الدوائر المتكاملة للتحكم في لوحات LCD الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك، كان لدى فيليبس وصول أفضل إلى أسواق المكونات الإلكترونية وكانت تنوي استخدام شاشات الكريستال السائل في أجيال جديدة من منتجات أجهزة الصوت عالية الدقة ومعدات الفيديو والهواتف. في عام 1984، اخترع الباحثان فيليبس ثيودوروس ويلزن وأدريانوس دي فان مخططًا لسرعة الفيديو حل مشكلة زمن الاستجابة البطيء لشاشات الكريستال السائل ذات العدسة الأحادية العاكسة، مما أتاح صور فيديو عالية الدقة وعالية الجودة وسلسة الحركة على شاشات الكريستال السائل ذات العدسة الأحادية العاكسة. ^{[ بحاجة لمصدر ]} في عام 1985، حل مخترعا فيليبس ثيودوروس ويلزن وأدريانوس دي فان مشكلة تشغيل شاشات الكريستال السائل ذات العدسة الأحادية العاكسة عالية الدقة باستخدام إلكترونيات محرك منخفضة الجهد (تعتمد على CMOS)، مما يسمح بتطبيق لوحات الكريستال السائل عالية الجودة (عالية الدقة وسرعة الفيديو) في المنتجات المحمولة التي تعمل بالبطاريات مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة. ^[60] في عام 1985، استحوذت فيليبس على 100٪ من شركة Videlec AG ومقرها سويسرا. بعد ذلك، نقلت فيليبس خطوط إنتاج Videlec إلى هولندا. بعد سنوات، نجحت شركة فيليبس في إنتاج وتسويق وحدات كاملة (تتكون من شاشة LCD وميكروفون ومكبرات صوت وما إلى ذلك) بكميات كبيرة لصناعة الهواتف المحمولة المزدهرة.

تم تطوير أول أجهزة تلفزيون LCD ملونة كأجهزة تلفزيون محمولة باليد في اليابان. في عام 1980، بدأت مجموعة البحث والتطوير في Hattori Seiko في تطوير أجهزة تلفزيون LCD الجيبية الملونة. ^[61] في عام 1982، أصدرت Seiko Epson أول جهاز تلفزيون LCD، Epson TV Watch، وهي ساعة يد مزودة بتلفزيون LCD صغير بمصفوفة نشطة. ^{[62] [63]} قدمت شركة Sharp Corporation شاشة TN-LCD ذات مصفوفة النقاط في عام 1983. ^[52] في عام 1984، أصدرت Epson جهاز ET-10، أول جهاز تلفزيون LCD جيبي ملون بالكامل. ^[64] في نفس العام، قدمت Citizen Watch ، ^{[65] جهاز Citizen Pocket TV، [61]} وهو جهاز تلفزيون LCD ملون مقاس 2.7 بوصة، ^[65] مع أول شاشة TFT LCD تجارية . ^[61] في عام 1988، عرضت Sharp شاشة TFT-LCD مقاس 14 بوصة ومصفوفة نشطة وملونة بالكامل وكاملة الحركة. أدى هذا إلى إطلاق اليابان لصناعة LCD، والتي طورت شاشات LCD كبيرة الحجم، بما في ذلك شاشات الكمبيوتر TFT وأجهزة التلفزيون LCD. ^[66] طورت شركة إبسون تقنية عرض 3LCD في الثمانينيات، ورخصتها للاستخدام في أجهزة العرض في عام 1988. ^{[67] كان جهاز VPJ-700 من شركة إبسون، الذي تم إصداره في يناير 1989، أول} جهاز عرض LCD مدمج بالألوان الكاملة في العالم . ^[63]

في عام 1990، وتحت عناوين مختلفة، ابتكر المخترعون تأثيرات بصرية كهربائية كبدائل لشاشات الكريستال السائل ذات التأثير الميداني النيماتي الملتوي (شاشات الكريستال السائل ذات التأثير الميداني النيماتي الملتوي). وكان أحد الأساليب استخدام أقطاب كهربائية بين رقمية على ركيزة زجاجية واحدة فقط لإنتاج مجال كهربائي موازٍ بشكل أساسي للركائز الزجاجية. ^{[68] [69]} وللاستفادة الكاملة من خصائص تقنية التبديل داخل المستوى (IPS)، كان هناك حاجة إلى مزيد من العمل. وبعد التحليل الشامل، تم تقديم تفاصيل التجسيدات المفيدة في ألمانيا بواسطة Guenter Baur et al. وتم تسجيل براءات اختراعها في بلدان مختلفة. ^{[70] [71]} وقد قام معهد فراونهوفر ISE في فرايبورغ، حيث عمل المخترعون، بتعيين هذه البراءات لشركة Merck KGaA، دارمشتات، وهي مورد لمواد الكريستال السائل. في عام 1992، بعد ذلك بفترة وجيزة، عمل المهندسون في شركة هيتاشي على وضع تفاصيل عملية مختلفة لتقنية IPS لربط مجموعة الترانزستورات ذات الأغشية الرقيقة كمصفوفة وتجنب المجالات الضالة غير المرغوب فيها بين وحدات البكسل. ^{[72] [73]} تم تقديم أول تلفاز LCD قابل للتثبيت على الحائط بواسطة شركة Sharp Corporation في عام 1992. ^[74]

كما قامت شركة هيتاشي بتحسين اعتماد زاوية الرؤية بشكل أكبر من خلال تحسين شكل الأقطاب الكهربائية ( Super IPS ). أصبحت شركة NEC وشركة هيتاشي من أوائل الشركات المصنعة لشاشات LCD ذات المصفوفة النشطة المستندة إلى تقنية IPS. يعد هذا إنجازًا كبيرًا لتنفيذ شاشات LCD كبيرة الحجم ذات الأداء البصري المقبول لشاشات الكمبيوتر ذات اللوحة المسطحة وشاشات التلفزيون. في عام 1996، طورت شركة Samsung تقنية الأنماط البصرية التي تمكن شاشات LCD متعددة المجالات. بعد ذلك، ظلت تقنية التبديل متعدد المجالات والتبديل داخل المستوى هي التصميمات السائدة لشاشات LCD حتى عام 2006. ^[75] في أواخر التسعينيات، بدأت صناعة شاشات LCD في التحول بعيدًا عن اليابان، نحو كوريا الجنوبية وتايوان ، ^[66] وبعد ذلك نحو الصين.

في عام 2007، تجاوزت جودة صورة أجهزة تلفزيون LCD جودة صورة أجهزة تلفزيون أنبوب أشعة الكاثود (CRT). ^[76] وفي الربع الرابع من عام 2007، تجاوزت أجهزة تلفزيون LCD أجهزة تلفزيون أنبوب أشعة الكاثود في المبيعات العالمية لأول مرة. ^{[77] ومن المتوقع أن تشكل} أجهزة تلفزيون LCD 50% من 200 مليون جهاز تلفزيون سيتم شحنها عالميًا في عام 2006، وفقًا لـ Displaybank. ^{[78] [79]}

في أكتوبر 2011، أعلنت شركة توشيبا عن شاشة LCD مقاس 6.1 بوصة (155 مم) بدقة 2560 × 1600 بكسل، وهي مناسبة للاستخدام في الكمبيوتر اللوحي ، ^[80] وخاصة لعرض الأحرف الصينية. كما شهد العقد الأول من القرن الحادي والعشرين أيضًا التبني الواسع النطاق لـ TGP (خط بوابة التتبع في البكسل)، والذي يحرك الدوائر الكهربائية الدافعة من حدود الشاشة إلى ما بين البكسلات، مما يسمح بإطارات ضيقة. ^[81]

في عام 2016، طورت شركة باناسونيك شاشات LCD بتقنية IPS بنسبة تباين 1,000,000:1، لمنافسة شاشات OLED. تم وضع هذه التقنية لاحقًا في الإنتاج الضخم كشاشات LCD ثنائية الطبقة أو ثنائية اللوحة أو LMCL (طبقة الخلية المعدلة للضوء). تستخدم التقنية طبقتين من الكريستال السائل بدلاً من طبقة واحدة، ويمكن استخدامها مع إضاءة خلفية LED صغيرة وصفائح النقاط الكمومية. ^{[82] [83]}

تم تقديم شاشات LCD ذات فيلم تعزيز النقاط الكمومية أو مرشحات ألوان النقاط الكمومية من عام 2015 إلى عام 2018. تتلقى النقاط الكمومية الضوء الأزرق من الإضاءة الخلفية وتحوله إلى ضوء يسمح لألواح LCD بتقديم إعادة إنتاج ألوان أفضل. ^{[84] [85] [86] [87] [88] [89]} يتم تصنيع مرشحات ألوان النقاط الكمومية باستخدام مقاومات ضوئية تحتوي على نقاط كمومية بدلاً من الصبغات الملونة، ^[90] ويمكن أن تحتوي النقاط الكمومية على بنية خاصة لتحسين تطبيقها على مرشح الألوان. توفر مرشحات ألوان النقاط الكمومية نفاذية ضوء فائقة مقارنة بأفلام تعزيز النقاط الكمومية. ^[91]

لا تنتج شاشات LCD الضوء من تلقاء نفسها، لذا فهي تتطلب ضوءًا خارجيًا لإنتاج صورة مرئية. ^{[92] [93]} في النوع النفاذ من شاشات LCD، يتم توفير مصدر الضوء في الجزء الخلفي من مجموعة الزجاج ويسمى الإضاءة الخلفية . تكون شاشات LCD ذات المصفوفة النشطة مضاءة من الخلف دائمًا تقريبًا. ^{[94] [95]} قد تكون شاشات LCD السلبية مضاءة من الخلف ولكن العديد منها عاكسة لأنها تستخدم سطحًا عاكسًا أو فيلمًا في الجزء الخلفي من مجموعة الزجاج للاستفادة من الضوء المحيط. تجمع شاشات LCD النفاذة بين ميزات شاشة النفاذة ذات الإضاءة الخلفية والشاشة العاكسة.

التطبيقات الشائعة لتقنية الإضاءة الخلفية لشاشة LCD هي:

• مجموعة WLED: تضاء لوحة LCD بمجموعة كاملة من مصابيح LED البيضاء الموضوعة خلف موزع خلف اللوحة. عادةً ما تتمتع شاشات LCD التي تستخدم هذا التنفيذ بالقدرة على تعتيم مصابيح LED أو إيقاف تشغيلها تمامًا في المناطق المظلمة من الصورة المعروضة، مما يزيد بشكل فعال من نسبة تباين الشاشة. تعتمد الدقة التي يمكن بها القيام بذلك على عدد مناطق التعتيم في الشاشة. كلما زاد عدد مناطق التعتيم، زادت دقة التعتيم، مع ظهور آثار أقل وضوحًا تظهر على شكل بقع رمادية داكنة محاطة بالمناطق غير المضاءة في شاشة LCD. اعتبارًا من عام 2012، يتم استخدام هذا التصميم بشكل أساسي في أجهزة تلفزيون LCD ذات الشاشات الأكبر حجمًا والفاخرة.
• CCFL: يتم إضاءة لوحة LCD إما بواسطة مصباحين فلورسنتيين من الكاثود البارد يوضعان على حواف متقابلة من الشاشة أو مجموعة من مصابيح CCFL المتوازية خلف شاشات أكبر. ثم يقوم الناشر (المصنوع من بلاستيك أكريليك PMMA، والمعروف أيضًا باسم موجه أو لوح توجيه الضوء/الموجه ^{[96] [97]} ) بنشر الضوء بالتساوي عبر الشاشة بأكملها. لسنوات عديدة، تم استخدام هذه التقنية بشكل حصري تقريبًا. على عكس مصابيح LED البيضاء، فإن معظم مصابيح CCFL لها خرج طيفي أبيض متساوي مما يؤدي إلى مجموعة ألوان أفضل للشاشة. ومع ذلك، فإن مصابيح CCFL أقل كفاءة في استخدام الطاقة من مصابيح LED وتتطلب عاكسًا مكلفًا إلى حد ما لتحويل أي جهد تيار مستمر يستخدمه الجهاز (عادةً 5 أو 12 فولت) إلى ≈1000 فولت مطلوب لإضاءة CCFL. ^[98] كما يحد سمك محولات العاكس من مدى رقة الشاشة التي يمكن تصنيعها.
• EL-WLED: يتم إضاءة لوحة LCD بواسطة صف من مصابيح LED البيضاء الموضوعة على حافة واحدة أو أكثر من حواف الشاشة. ثم يتم استخدام ناشر الضوء (لوحة توجيه الضوء، LGP) لنشر الضوء بالتساوي عبر الشاشة بأكملها، على غرار الإضاءة الخلفية لشاشات LCD CCFL المضاءة من الحافة. ​​يتكون الناشر من بلاستيك PMMA أو زجاج خاص، يتم استخدام PMMA في معظم الحالات لأنه متين، بينما يتم استخدام زجاج خاص عندما يكون سمك شاشة LCD هو الشاغل الأساسي، لأنه لا يتمدد كثيرًا عند تسخينه أو تعرضه للرطوبة، مما يسمح لشاشات LCD بأن تكون بسمك 5 مم فقط. يمكن وضع النقاط الكمومية أعلى الناشر كفيلم تعزيز النقاط الكمومية (QDEF، وفي هذه الحالة تحتاج إلى طبقة للحماية من الحرارة والرطوبة) أو على مرشح الألوان لشاشة LCD، لتحل محل المقاومات المستخدمة عادةً. ^[96] اعتبارًا من عام 2012، ^[تحديث]يعد هذا التصميم هو الأكثر شيوعًا في شاشات الكمبيوتر المكتبية. فهو يسمح بأرق الشاشات. تحتوي بعض شاشات LCD التي تستخدم هذه التقنية على ميزة تسمى التباين الديناميكي، اخترعها باحثو فيليبس دوغلاس ستانتون ومارتينوس سترومر وأدريانوس دي فان ^[99] باستخدام PWM (تعديل عرض النبضة، وهي تقنية يتم فيها الحفاظ على شدة مصابيح LED ثابتة، ولكن يتم تحقيق تعديل السطوع من خلال تغيير فترة زمنية من وميض مصادر الضوء ذات شدة الضوء الثابتة ^[100] )، يتم تعتيم الإضاءة الخلفية إلى ألمع لون يظهر على الشاشة مع تعزيز تباين LCD في نفس الوقت إلى أقصى مستويات يمكن تحقيقها، مما يسمح بقياس نسبة التباين 1000: 1 للوحة LCD إلى كثافات ضوء مختلفة، مما يؤدي إلى نسب التباين "30000: 1" التي تظهر في الإعلانات على بعض هذه الشاشات. نظرًا لأن صور شاشة الكمبيوتر عادةً ما تحتوي على اللون الأبيض الكامل في مكان ما من الصورة، فإن الإضاءة الخلفية عادةً ما تكون بكامل شدتها، مما يجعل هذه "الميزة" في الغالب مجرد خدعة تسويقية لشاشات الكمبيوتر، ومع ذلك بالنسبة لشاشات التلفزيون فإنها تزيد بشكل كبير من نسبة التباين الملموسة والنطاق الديناميكي، وتحسن الاعتماد على زاوية المشاهدة وتقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة في أجهزة تلفزيون LCD التقليدية.
• مجموعة RGB-LED: تشبه مجموعة WLED، باستثناء أن اللوحة مضاءة بمجموعة من مصابيح LED RGB . ^{[101] [102] [103] [104]} في حين أن الشاشات المضاءة بمصابيح LED البيضاء عادةً ما يكون لها نطاق ألوان أضعف من شاشات CCFL المضاءة، فإن الألواح المضاءة بمصابيح LED RGB لها نطاقات ألوان واسعة جدًا. هذا التنفيذ هو الأكثر شيوعًا على شاشات LCD لتحرير الرسومات الاحترافية. اعتبارًا من عام 2012، تكلف شاشات LCD في هذه الفئة عادةً أكثر من 1000 دولار. اعتبارًا من عام 2016، انخفضت تكلفة هذه الفئة بشكل كبير وحصلت أجهزة تلفزيون LCD هذه على نفس مستويات الأسعار مثل فئات CRT السابقة مقاس 28 بوصة (71 سم).
• مصابيح LED أحادية اللون: تُستخدم مصابيح LED الحمراء والخضراء والصفراء والزرقاء في شاشات LCD أحادية اللون السلبية الصغيرة المستخدمة عادةً في الساعات والأجهزة الصغيرة. يمكن استخدام مصابيح LED الزرقاء في شاشات LCD مع فيلم تعزيز النقاط الكمومية أو مرشحات الألوان للنقاط الكمومية. ^{[105] [106]}
• Mini-LED: يمكن للإضاءة الخلفية باستخدام Mini-LEDs دعم أكثر من ألف منطقة تعتيم محلية كاملة (FLAD). وهذا يسمح بدرجات لون أسود أعمق ونسبة تباين أعلى. ^[107]

اليوم، يتم تصميم معظم شاشات LCD بإضاءة خلفية LED بدلاً من الإضاءة الخلفية CCFL التقليدية، في حين يتم التحكم في هذه الإضاءة الخلفية ديناميكيًا باستخدام معلومات الفيديو (التحكم الديناميكي في الإضاءة الخلفية). يعمل الجمع مع التحكم الديناميكي في الإضاءة الخلفية، الذي اخترعه الباحثون دوغلاس ستانتون ومارتينوس سترومر وأدريانوس دي فان من شركة فيليبس، على زيادة النطاق الديناميكي لنظام العرض (يتم تسويقه أيضًا باسم HDR ، أو التلفزيون عالي النطاق الديناميكي أو FLAD ، أو تعتيم المنطقة المحلية بالكامل ). ^{[108] [109] [99]}

تتميز أنظمة الإضاءة الخلفية لشاشات الكريستال السائل بكفاءة عالية من خلال تطبيق أفلام بصرية مثل الهيكل المنشوري (ورقة المنشور) للحصول على الضوء في اتجاهات المشاهد المرغوبة وأفلام الاستقطاب العاكسة التي تعيد تدوير الضوء المستقطب الذي تم امتصاصه سابقًا بواسطة المستقطب الأول لشاشات الكريستال السائل (اخترعه باحثو فيليبس أدريانوس دي فان وبولوس شيرمان)، ^[110] ويتم تحقيق ذلك عمومًا باستخدام ما يسمى بأفلام DBEF المصنعة والموردة من قبل شركة 3M. ^[111] تحتوي الإصدارات المحسنة من ورقة المنشور على هيكل متموج بدلاً من هيكل منشوري، وتدخل الموجات بشكل جانبي في هيكل الورقة مع تغيير ارتفاع الموجات أيضًا، وتوجيه المزيد من الضوء نحو الشاشة وتقليل التعرج أو التموج بين هيكل ورقة المنشور والبكسلات الفرعية لشاشة الكريستال السائل. يكون الهيكل المتموج أسهل في الإنتاج بكميات كبيرة من الهيكل المنشوري باستخدام أدوات آلية الماس التقليدية، والتي تُستخدم لصنع الأسطوانات المستخدمة لطباعة الهيكل المتموج في صفائح بلاستيكية، وبالتالي إنتاج صفائح منشورية. ^[112] يتم وضع ورقة ناشرة على جانبي ورقة المنشور لتوزيع ضوء الإضاءة الخلفية بشكل موحد، بينما يتم وضع مرآة خلف لوحة توجيه الضوء لتوجيه كل الضوء للأمام. يتم وضع ورقة المنشور مع أوراقها الناشرة أعلى لوحة توجيه الضوء. ^{[113] [96]} تتكون مستقطبات DBEF من كومة كبيرة من الأفلام ثنائية الانكسار الموجهة أحادية المحور والتي تعكس وضع الاستقطاب الممتص السابق للضوء. ^[114]

تم اختراع مستقطبات DBEF باستخدام بلورات سائلة مبلمرة أحادية المحور (بوليمرات ثنائية الانكسار أو غراء ثنائي الانكسار) في عام 1989 بواسطة الباحثين في شركة Philips ديرك بروير وأدريانوس دي فان وجورج برامبرينغ. ^[115] إن الجمع بين مثل هذه المستقطبات العاكسة والتحكم في الإضاءة الخلفية الديناميكية LED ^[99] يجعل أجهزة تلفزيون LCD اليوم أكثر كفاءة بكثير من الأجهزة القائمة على CRT، مما يؤدي إلى توفير طاقة عالمي يبلغ 600 تيراوات في الساعة (2017)، وهو ما يعادل 10٪ من استهلاك الكهرباء لجميع الأسر في جميع أنحاء العالم أو ما يعادل ضعف إنتاج الطاقة لجميع الخلايا الشمسية في العالم. ^{[116] [117]}

تحتوي شاشة جهاز الاستقبال التلفزيوني القياسي، وهي لوحة LCD حديثة، على أكثر من ستة ملايين بكسل، وكلها مدعومة بشكل فردي بشبكة أسلاك مدمجة في الشاشة. تشكل الأسلاك الدقيقة، أو المسارات، شبكة بأسلاك رأسية عبر الشاشة بأكملها على أحد جانبي الشاشة وأسلاك أفقية عبر الشاشة بأكملها على الجانب الآخر من الشاشة. لكل بكسل في هذه الشبكة اتصال موجب على جانب واحد واتصال سالب على الجانب الآخر. وبالتالي فإن إجمالي عدد الأسلاك اللازمة لشاشة 1080 بكسل هو 3 × 1920 رأسيًا و1080 أفقيًا بإجمالي 6840 سلكًا أفقيًا ورأسيًا. وهذا يعني ثلاثة أسلاك للأحمر والأخضر والأزرق و1920 عمودًا من البكسل لكل لون بإجمالي 5760 سلكًا رأسيًا و1080 صفًا من الأسلاك أفقيًا. بالنسبة للوحة التي يبلغ عرضها 28.8 بوصة (73 سم)، فهذا يعني كثافة الأسلاك بمقدار 200 سلك لكل بوصة على طول الحافة الأفقية.

يتم تشغيل لوحة LCD بواسطة برامج تشغيل LCD التي يتم مطابقتها بعناية مع حافة لوحة LCD على مستوى المصنع. يمكن تثبيت برامج التشغيل باستخدام عدة طرق، وأكثرها شيوعًا هي COG (Chip-On-Glass) و TAB ( الترابط الآلي بالشريط ). تنطبق نفس المبادئ أيضًا على شاشات الهواتف الذكية التي تكون أصغر بكثير من شاشات التلفزيون. ^{[118] [119] [120]} تستخدم لوحات LCD عادةً مسارات موصلة معدنية مطلية بشكل رقيق على ركيزة زجاجية لتشكيل الدوائر الخلوية لتشغيل اللوحة. عادةً ما يكون من غير الممكن استخدام تقنيات اللحام لتوصيل اللوحة مباشرة بلوحة دوائر منفصلة محفورة بالنحاس. بدلاً من ذلك، يتم إنجاز الواجهة باستخدام فيلم موصل متباين الخواص أو، بالنسبة للكثافات المنخفضة، موصلات مرنة .

كانت شاشات LCD أحادية اللون والملونة لاحقًا ذات المصفوفة السلبية قياسية في معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة المبكرة (على الرغم من استخدام القليل منها لشاشات البلازما ^{[121] [122]} ) وجهاز Nintendo Game Boy الأصلي ^[123] حتى منتصف التسعينيات، عندما أصبحت المصفوفة النشطة الملونة قياسية في جميع أجهزة الكمبيوتر المحمولة. كان جهاز Macintosh Portable غير الناجح تجاريًا (الذي تم إصداره في عام 1989) من أوائل الأجهزة التي استخدمت شاشة مصفوفة نشطة (على الرغم من أنها لا تزال أحادية اللون). لا تزال شاشات LCD ذات المصفوفة السلبية مستخدمة في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين للتطبيقات الأقل تطلبًا من أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة التلفزيون، مثل الآلات الحاسبة غير المكلفة. على وجه الخصوص، تُستخدم هذه في الأجهزة المحمولة حيث يلزم عرض محتوى معلومات أقل، وأقل استهلاك للطاقة (لا يوجد إضاءة خلفية ) وتكلفة منخفضة أو تكون هناك حاجة إلى إمكانية القراءة في ضوء الشمس المباشر.

تستخدم الشاشات ذات بنية المصفوفة السلبية تقنية STN نيماتيكا فائقة الالتواء (اخترعها مركز أبحاث براون بوفيري، بادن، سويسرا، في عام 1983؛ ونُشرت التفاصيل العلمية ^[124] ) أو تقنية STN مزدوجة الطبقة (DSTN) (والتي تعالج الأخيرة مشكلة تحول اللون مع الأولى)، وتقنية STN الملونة (CSTN)، حيث يُضاف اللون باستخدام مرشح ألوان داخلي. وقد تم تحسين شاشات LCD ذات STN لمعالجة المصفوفة السلبية. وهي تعرض عتبة أكثر وضوحًا لخاصية التباين مقابل الجهد من شاشات LCD TN الأصلية. وهذا مهم، لأن وحدات البكسل تخضع لجهد جزئي حتى أثناء عدم تحديدها. يجب التعامل مع التداخل بين البكسلات النشطة وغير النشطة بشكل صحيح من خلال الحفاظ على جهد RMS للبكسلات غير النشطة أقل من جهد العتبة كما اكتشف بيتر جيه وايلد في عام 1972، ^[125] بينما تخضع البكسلات النشطة لجهد أعلى من العتبة (الجهد وفقًا لمخطط محرك "Alt & Pleshko"). ^[126] يتطلب تشغيل شاشات STN هذه وفقًا لمخطط محرك "Alt & Pleshko" جهدًا عاليًا جدًا لعنونة الخطوط. اخترع ويلزن ودي فان مخطط قيادة بديل (مخطط محرك غير "Alt & Pleshko") يتطلب جهدًا أقل بكثير، بحيث يمكن تشغيل شاشة STN باستخدام تقنيات CMOS منخفضة الجهد. ^[60] شاشات LCD البيضاء على الزرقاء هي STN ويمكن أن تستخدم مستقطبًا أزرق أو ازدواجية الانكسار مما يمنحها مظهرها المميز. ^{[127] [128] [129]}

يجب تحديث شاشات LCD ذات المصفوفة السالبة باستمرار عن طريق نبضات متناوبة من جهد واحد قطبي خلال إطار واحد ونبضات من قطبية معاكسة خلال الإطار التالي. يتم توجيه وحدات البكسل الفردية بواسطة دوائر الصفوف والأعمدة المقابلة. يُطلق على هذا النوع من الشاشات اسم شاشات ذات مصفوفة سالبة ، لأن وحدات البكسل يجب أن تحتفظ بحالتها بين عمليات التحديث دون الاستفادة من الشحنة الكهربائية الثابتة. مع زيادة عدد وحدات البكسل (وبالتالي الأعمدة والصفوف)، يصبح هذا النوع من الشاشات أقل جدوى. تعد أوقات الاستجابة البطيئة والتباين الضعيف من السمات المميزة لشاشات LCD ذات المصفوفة السالبة التي تحتوي على عدد كبير جدًا من وحدات البكسل والتي يتم تشغيلها وفقًا لمخطط محرك "Alt & Pleshko". اخترع ويلزن ودي فان أيضًا مخطط محرك غير RMS يسمح بتشغيل شاشات STN بمعدلات فيديو وتمكين عرض صور فيديو متحركة سلسة على شاشة STN. ^{[ بحاجة لمصدر ]} قامت شركة Citizen، من بين شركات أخرى، بترخيص هذه البراءات وطرحت بنجاح العديد من أجهزة التلفاز الجيبية LCD القائمة على STN في السوق. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

لا تتطلب شاشات الكريستال السائل ثنائية الاستقرار تحديثًا مستمرًا. لا يلزم إعادة الكتابة إلا لتغييرات معلومات الصورة. في عام 1984، اخترع HA van Sprang وAJSM de Vaan شاشة من نوع STN يمكن تشغيلها في وضع ثنائي الاستقرار، مما يتيح صورًا عالية الدقة للغاية تصل إلى 4000 سطر أو أكثر باستخدام جهد منخفض فقط. ^[130] نظرًا لأن البكسل قد يكون إما في حالة تشغيل أو في حالة إيقاف في الوقت الحالي حيث يلزم كتابة معلومات جديدة إلى تلك البكسل المعينة، فإن طريقة العنونة لهذه الشاشات ثنائية الاستقرار معقدة إلى حد ما، وهو سبب عدم وصول هذه الشاشات إلى السوق. تغير ذلك عندما أصبحت شاشات الكريستال السائل "ذات الطاقة الصفرية" (ثنائية الاستقرار) متاحة في عام 2010. من المحتمل أن يتم استخدام عنونة المصفوفة السلبية مع الأجهزة إذا كانت خصائص الكتابة / المسح مناسبة، كما كانت الحال بالنسبة للكتب الإلكترونية التي تحتاج إلى عرض الصور الثابتة فقط. بعد كتابة صفحة على الشاشة، يمكن قطع التيار عن الشاشة مع الاحتفاظ بالصور القابلة للقراءة. وهذا له ميزة تتمثل في إمكانية تشغيل هذه الكتب الإلكترونية لفترات طويلة من الزمن باستخدام بطارية صغيرة فقط.

تستخدم شاشات الألوان عالية الدقة ، مثل شاشات الكمبيوتر وأجهزة التلفاز الحديثة ذات شاشات الكريستال السائل، بنية مصفوفة نشطة . تتم إضافة مصفوفة من الترانزستورات ذات الأغشية الرقيقة (TFTs) إلى الأقطاب الكهربائية التي تلامس طبقة الكريستال السائل. يحتوي كل بكسل على ترانزستور مخصص خاص به ، مما يسمح لكل خط عمودي بالوصول إلى بكسل واحد. عند تحديد خط صف، يتم توصيل جميع خطوط العمود بصف من وحدات البكسل ويتم دفع الفولتات المقابلة لمعلومات الصورة إلى جميع خطوط العمود. ثم يتم إلغاء تنشيط خط الصف ويتم تحديد خط الصف التالي. يتم تحديد جميع خطوط الصف بالترتيب أثناء عملية التحديث . تبدو شاشات العرض ذات المصفوفة النشطة أكثر سطوعًا ووضوحًا من شاشات العرض ذات المصفوفة السلبية بنفس الحجم، وعادةً ما يكون لديها أوقات استجابة أسرع، مما ينتج صورًا أفضل بكثير. تنتج شركة Sharp شاشات LCD عاكسة ثنائية الاستقرار بخلية SRAM 1 بت لكل بكسل تتطلب كميات صغيرة فقط من الطاقة للحفاظ على الصورة. ^[131]

يمكن أن تحتوي شاشات LCD المقسمة أيضًا على ألوان باستخدام الألوان المتسلسلة الميدانية (FSC LCD). يحتوي هذا النوع من الشاشات على لوحة LCD مقسمة سلبية عالية السرعة مع إضاءة خلفية RGB. يتغير لون الإضاءة الخلفية بسرعة، مما يجعلها تبدو بيضاء للعين المجردة. تتم مزامنة لوحة LCD مع الإضاءة الخلفية. على سبيل المثال، لجعل القطعة تظهر باللون الأحمر، يتم تشغيل القطعة فقط عندما تكون الإضاءة الخلفية حمراء، ولجعل القطعة تظهر باللون الأرجواني، يتم تشغيل القطعة عندما تكون الإضاءة الخلفية زرقاء، وتستمر في التشغيل بينما تصبح الإضاءة الخلفية حمراء، وتنطفئ عندما تصبح الإضاءة الخلفية خضراء. لجعل القطعة تبدو باللون الأسود، يتم تشغيل القطعة دائمًا. تقسم شاشة LCD FSC صورة ملونة إلى 3 صور (واحدة حمراء وواحدة خضراء وواحدة زرقاء) وتعرضها بالترتيب. نظرًا لاستمرار الرؤية ، تظهر الصور الأحادية اللون الثلاث كصورة ملونة واحدة. تحتاج شاشة LCD من FSC إلى لوحة LCD بمعدل تحديث 180 هرتز، ويتم تقليل وقت الاستجابة إلى 5 مللي ثانية فقط عند مقارنتها بلوحات LCD STN العادية التي لها وقت استجابة 16 مللي ثانية. ^{[132] [133]} تحتوي شاشات LCD من FSC على محرك رقاقة على زجاج يمكن استخدامه أيضًا مع شاشة تعمل باللمس بالسعة. يمكن أيضًا تطبيق هذه التقنية في الشاشات المخصصة لعرض الصور، حيث يمكنها توفير نقل ضوء أعلى وبالتالي إمكانية تقليل استهلاك الطاقة في الإضاءة الخلفية بسبب حذف مرشحات الألوان في شاشات LCD. ^[134]

قدمت شركة سامسونج شاشات UFB (Ultra Fine & Bright) في عام 2002، واستخدمت تأثير super-birefringent. تتمتع هذه الشاشات بسطوع ونطاق ألوان وأغلب تباين شاشات TFT-LCD، ولكنها تستهلك قدرًا من الطاقة يعادل ما تستهلكه شاشات STN، وفقًا لشركة سامسونج. وقد تم استخدامها في مجموعة متنوعة من طرازات الهواتف الخلوية من سامسونج حتى أواخر عام 2006، عندما توقفت شركة سامسونج عن إنتاج شاشات UFB. كما تم استخدام شاشات UFB في بعض طرازات الهواتف المحمولة من إل جي.

تحتوي شاشات العرض النيماتية الملتوية على بلورات سائلة تلتوي وتتفكك بدرجات متفاوتة للسماح للضوء بالمرور من خلالها. عندما لا يتم تطبيق أي جهد على خلية بلورة سائلة TN، يمر الضوء المستقطب عبر طبقة LC الملتوية بزاوية 90 درجة. بما يتناسب مع الجهد المطبق، تتفكك البلورات السائلة وتغير الاستقطاب وتمنع مسار الضوء. من خلال ضبط مستوى الجهد بشكل صحيح، يمكن تحقيق أي مستوى رمادي أو انتقال تقريبًا.

التبديل داخل المستوى هو تقنية LCD التي تقوم بمحاذاة البلورات السائلة في مستوى موازٍ للركائز الزجاجية. في هذه الطريقة، يتم تطبيق المجال الكهربائي من خلال أقطاب كهربائية متقابلة على نفس الركيزة الزجاجية، بحيث يمكن إعادة توجيه البلورات السائلة (التبديل) بشكل أساسي في نفس المستوى، على الرغم من أن الحقول الهامشية تمنع إعادة التوجيه المتجانسة. يتطلب هذا ترانزستورين لكل بكسل بدلاً من الترانزستور الفردي المطلوب لشاشة ترانزستور الأغشية الرقيقة القياسية (TFT). تُستخدم تقنية IPS في كل شيء بدءًا من أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر وحتى الأجهزة القابلة للارتداء، وخاصة أن جميع لوحات الهواتف الذكية LCD تقريبًا هي في وضع IPS/FFS. تنتمي شاشات IPS إلى أنواع شاشات عائلة لوحات LCD. النوعان الآخران هما VA وTN. قبل طرح LG Enhanced IPS في عام 2001 بواسطة شركة Hitachi كشاشة مقاس 17 بوصة في السوق، أدت الترانزستورات الإضافية إلى حجب مساحة نقل أكبر، وبالتالي تتطلب إضاءة خلفية أكثر سطوعًا وتستهلك المزيد من الطاقة، مما يجعل هذا النوع من الشاشات أقل رغبة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. كانت Panasonic Himeji G8.5 تستخدم نسخة محسنة من IPS، كما هو الحال مع LGD في كوريا، ثم حاليًا أكبر شركة مصنعة لشاشات LCD في العالم BOE في الصين هي أيضًا لوحة تلفزيون بوضع IPS/FFS.

تم تقديم Super-IPS لاحقًا بعد التبديل داخل المستوى مع أوقات استجابة أفضل وإعادة إنتاج للألوان. ^[135]

في عام 2015، أعلنت شركة LG Display عن تنفيذ تقنية جديدة تسمى M+ وهي إضافة بكسل فرعي أبيض إلى جانب النقاط RGB العادية في تقنية لوحة IPS الخاصة بها. ^[136]

تم استخدام معظم تقنية M+ الجديدة على أجهزة تلفزيون 4K مما أدى إلى جدال بعد أن أظهرت الاختبارات أن إضافة بكسل فرعي أبيض يحل محل هيكل RGB التقليدي كان مصحوبًا أيضًا بانخفاض في الدقة بنحو 25٪. هذا يعني أن تلفزيون M+ "4K" لن يعرض معيار تلفزيون UHD الكامل. أطلق عليها مستخدمو وسائل الإعلام والإنترنت اسم "تلفزيونات RGBW" بسبب البكسل الفرعي الأبيض. على الرغم من أن LG Display طورت هذه التقنية لاستخدامها في شاشات الكمبيوتر المحمول والهواتف الذكية والهواتف الذكية، إلا أنها أصبحت أكثر شيوعًا في سوق التلفزيون بسبب دقة "4K UHD" المعلن عنها ولكنها لا تزال غير قادرة على تحقيق دقة UHD الحقيقية التي حددتها CTA على أنها 3840 × 2160 بكسل نشطة مع لون 8 بت. أثر هذا سلبًا على عرض النص، مما جعله أكثر ضبابية، وهو ما كان ملحوظًا بشكل خاص عند استخدام التلفزيون كشاشة كمبيوتر شخصي. ^{[137] [138] [139] [140]}

في عام 2011، ادعت شركة إل جي أن الهاتف الذكي LG Optimus Black (IPS LCD (LCD NOVA)) لديه سطوع يصل إلى 700 شمعة ، بينما يحتوي المنافس على شاشة IPS LCD فقط مع 518 شمعة وشاشة OLED ذات مصفوفة نشطة (AMOLED) مزدوجة مع 305 شمعة. كما ادعت شركة إل جي أن شاشة NOVA أكثر كفاءة بنسبة 50 بالمائة من شاشات LCD العادية وأنها تستهلك 50 بالمائة فقط من طاقة شاشات AMOLED عند إنتاج اللون الأبيض على الشاشة. ^[141] عندما يتعلق الأمر بنسبة التباين، لا تزال شاشة AMOLED تعمل بشكل أفضل بسبب تقنيتها الأساسية، حيث يتم عرض مستويات اللون الأسود على أنها سوداء تمامًا وليس رمادية داكنة. في 24 أغسطس 2011، أعلنت شركة نوكيا عن هاتف Nokia 701 وزعمت أيضًا أنها أكثر شاشة سطوعًا في العالم عند 1000 شمعة. تحتوي الشاشة أيضًا على طبقة Clearblack من نوكيا، مما يحسن نسبة التباين ويجعلها أقرب إلى شاشات AMOLED.

كانت تعرف باسم تبديل المجال الهامشي (FFS) حتى عام 2003، ^[142] وتشبه عملية تبديل المجال الهامشي المتقدمة IPS أو S-IPS حيث تقدم أداءً فائقًا ومجموعة ألوان مع سطوع عالي. تم تطوير AFFS بواسطة شركة Hydis Technologies Co.، Ltd، كوريا (المعروفة سابقًا باسم Hyundai Electronics، LCD Task Force). ^{[143] تعمل} تطبيقات الكمبيوتر المحمول المطبقة على AFFS على تقليل تشوه اللون مع الحفاظ على زاوية عرض أوسع لشاشة احترافية. يتم تصحيح تحول اللون والانحراف الناتج عن تسرب الضوء عن طريق تحسين مجموعة الألوان البيضاء التي تعزز أيضًا إعادة إنتاج اللون الأبيض / الرمادي. في عام 2004، قامت شركة Hydis Technologies Co.، Ltd بترخيص AFFS لشركة Hitachi Displays اليابانية. تستخدم Hitachi AFFS لتصنيع الألواح عالية الجودة. في عام 2006، قامت HYDIS بترخيص AFFS لشركة Sanyo Epson Imaging Devices Corporation. بعد ذلك بوقت قصير، قدمت Hydis تطورًا عالي النفاذية لشاشة AFFS، يسمى HFFS (FFS +). قدمت شركة Hydis نظام AFFS+ مع تحسين قابلية القراءة في الهواء الطلق في عام 2007. تُستخدم لوحات AFFS في الغالب في مقصورات القيادة في أحدث شاشات الطائرات التجارية. ومع ذلك، لم يعد يتم إنتاجها اعتبارًا من فبراير 2015. ^{[144] [145] [146]}

شاشات المحاذاة الرأسية هي شكل من أشكال شاشات الكريستال السائل حيث تصطف البلورات السائلة بشكل طبيعي رأسيًا مع ركائز الزجاج. عندما لا يتم تطبيق أي جهد، تظل البلورات السائلة عمودية على الركيزة، مما يخلق شاشة سوداء بين المستقطبات المتقاطعة. عندما يتم تطبيق الجهد، تتحول البلورات السائلة إلى وضع مائل، مما يسمح للضوء بالمرور وإنشاء شاشة بدرجات رمادية اعتمادًا على مقدار الميل الناتج عن المجال الكهربائي. تتمتع بخلفية سوداء أعمق، ونسبة تباين أعلى، وزاوية رؤية أوسع، وجودة صورة أفضل في درجات الحرارة القصوى من شاشات الملتوية النيماتية التقليدية. ^[147] بالمقارنة مع IPS، لا تزال مستويات السواد أعمق، مما يسمح بنسبة تباين أعلى، ولكن زاوية الرؤية أضيق، مع كون اللون وخاصة تحول التباين أكثر وضوحًا، وتكلفة VA أقل من IPS (ولكن أعلى من TN). ^[148]

تم عرض شاشات LCD ذات الطور الأزرق كعينات هندسية في أوائل عام 2008، ولكنها لم تدخل مرحلة الإنتاج الضخم. تشير فيزياء شاشات LCD ذات الطور الأزرق إلى إمكانية تحقيق أوقات تبديل قصيرة للغاية (≈1 مللي ثانية)، وبالتالي يمكن تحقيق التحكم في الألوان المتتالية زمنيًا، وستصبح مرشحات الألوان باهظة الثمن قديمة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تحتوي بعض لوحات LCD على ترانزستورات معيبة ، مما يتسبب في إضاءة أو عدم إضاءة وحدات بكسل بشكل دائم والتي يشار إليها عادةً بالبكسلات العالقة أو وحدات البكسل الميتة على التوالي. على عكس الدوائر المتكاملة (ICs)، لا تزال لوحات LCD التي تحتوي على عدد قليل من الترانزستورات المعيبة صالحة للاستخدام عادةً. تختلف سياسات الشركات المصنعة لعدد البكسلات المعيبة المقبول بشكل كبير. في مرحلة ما، اتبعت سامسونج سياسة عدم التسامح مطلقًا مع شاشات LCD المباعة في كوريا. ^[149] اعتبارًا من عام 2005، تلتزم سامسونج بمعيار ISO 13406-2^[تحديث] الأقل تقييدًا . ^[150] ومن المعروف أن الشركات الأخرى تتسامح مع ما يصل إلى 11 بكسل ميت في سياساتها. ^[151]

غالبًا ما تكون سياسات البكسل الميت محل نقاش ساخن بين الشركات المصنعة والعملاء. لتنظيم قبول العيوب وحماية المستخدم النهائي، أصدرت ISO معيار ISO 13406-2 ، والذي أصبح قديمًا في عام 2008 مع إصدار ISO 9241 ، وتحديدًا عيوب البكسل ISO-9241-302 و303 و305 و307:2008. ومع ذلك، لا يتوافق كل مصنع لشاشات LCD مع معيار ISO وغالبًا ما يتم تفسير معيار ISO بطرق مختلفة. من المرجح أن تحتوي لوحات LCD على عيوب أكثر من معظم الدوائر المتكاملة نظرًا لحجمها الأكبر. ^[152]

بعض الشركات المصنعة، وخاصة في كوريا الجنوبية حيث توجد بعض أكبر شركات تصنيع لوحات LCD، مثل LG، لديها الآن ضمان عدم وجود أي بكسل معيب، وهي عملية فحص إضافية يمكنها بعد ذلك تحديد لوحات الدرجة "أ" و"ب". ^{[ بحث أصلي؟ ]} قد يستبدل العديد من الشركات المصنعة المنتج حتى مع وجود بكسل معيب واحد. حتى في حالة عدم وجود مثل هذه الضمانات، فإن موقع وحدات البكسل المعيبة مهم. قد تكون الشاشة التي تحتوي على عدد قليل من وحدات البكسل المعيبة غير مقبولة إذا كانت وحدات البكسل المعيبة قريبة من بعضها البعض. غالبًا ما يكون للوحات LCD عيب يُعرف باسم التعتيم أو تأثير الشاشة المتسخة أو، وهو أقل شيوعًا، mura ، والذي يتضمن بقع غير متساوية من السطوع على اللوحة. يكون أكثر وضوحًا في المناطق المظلمة أو السوداء من المشاهد المعروضة. ^[153] اعتبارًا من عام 2010، ^[تحديث]حددت معظم شركات تصنيع لوحات LCD لأجهزة الكمبيوتر ذات العلامات التجارية الفاخرة منتجاتها على أنها خالية من العيوب.

يمكن لجهاز زينيثال ثنائي الاستقرار (ZBD)، الذي طورته شركة كينيتيك (المعروفة سابقًا باسم DERA )، الاحتفاظ بصورة بدون طاقة. قد توجد البلورات في أحد اتجاهين مستقرين ("الأسود" و"الأبيض") ولا يلزم الطاقة إلا لتغيير الصورة. ZBD Displays هي شركة فرعية من شركة كينيتيك التي صنعت أجهزة ZBD ذات التدرج الرمادي والملون. طورت شركة كينت ديسبلاي أيضًا شاشة "بدون طاقة" تستخدم بلورات سائلة كولسترولية مستقرة بالبوليمر (ChLCD). في عام 2009، أظهرت كينت استخدام ChLCD لتغطية السطح بالكامل للهاتف المحمول، مما يسمح له بتغيير الألوان، والاحتفاظ بهذا اللون حتى عند إزالة الطاقة. ^[154]

في عام 2004، أظهر باحثون في جامعة أكسفورد نوعين جديدين من شاشات الكريستال السائل ثنائية الاستقرار ذات القدرة الصفرية استنادًا إلى تقنيات زينيثال ثنائية الاستقرار. ^[155] تعتمد العديد من تقنيات ثنائية الاستقرار، مثل 360° BTN وثنائي الاستقرار الكوليستيري، بشكل أساسي على خصائص الكتلة للبلورة السائلة (LC) وتستخدم تثبيتًا قويًا قياسيًا، مع أفلام محاذاة ومخاليط LC مماثلة للمواد أحادية الاستقرار التقليدية. تعتمد تقنيات ثنائية الاستقرار الأخرى، مثل تقنية BiNem، بشكل أساسي على خصائص السطح وتحتاج إلى مواد تثبيت ضعيفة محددة.

• الدقة يتم التعبير عن دقة شاشة LCD بعدد الأعمدة والصفوف من وحدات البكسل (على سبيل المثال، 1024×768). وعادة ما تتكون كل وحدة بكسل من 3 وحدات بكسل فرعية، حمراء وخضراء وزرقاء. كانت هذه إحدى السمات القليلة لأداء شاشة LCD التي ظلت موحدة بين التصميمات المختلفة. ومع ذلك، هناك تصميمات أحدث تشترك في وحدات بكسل فرعية بين وحدات البكسل وتضيف Quattron التي تحاول زيادة الدقة المتصورة للشاشة بكفاءة دون زيادة الدقة الفعلية، مما يؤدي إلى نتائج مختلطة.
• الأداء المكاني: بالنسبة لشاشة الكمبيوتر أو أي شاشة أخرى يتم مشاهدتها من مسافة قريبة جدًا، غالبًا ما يتم التعبير عن الدقة من حيث عدد النقاط أو البكسلات لكل بوصة، وهو ما يتوافق مع صناعة الطباعة. تختلف كثافة العرض حسب التطبيق، حيث تتمتع أجهزة التلفاز عمومًا بكثافة منخفضة للعرض على مسافات طويلة بينما تتمتع الأجهزة المحمولة بكثافة عالية للتفاصيل القريبة. قد تكون زاوية عرض شاشة LCD مهمة اعتمادًا على الشاشة واستخدامها، حيث تعني قيود تقنيات العرض المحددة أن الشاشة تعرض بدقة فقط عند زوايا معينة.
• الأداء الزمني: الدقة الزمنية لشاشة LCD هي مدى قدرتها على عرض الصور المتغيرة، أو الدقة وعدد المرات في الثانية التي ترسم فيها الشاشة البيانات المقدمة لها. لا تومض وحدات بكسل LCD بين الإطارات، لذلك لا تظهر شاشات LCD أي وميض ناتج عن التحديث بغض النظر عن مدى انخفاض معدل التحديث. ^[156] ولكن معدل التحديث المنخفض يمكن أن يعني آثارًا بصرية مثل الظلال أو التلطيخ، خاصة مع الصور سريعة الحركة. يعد وقت استجابة البكسل الفردي مهمًا أيضًا، حيث تحتوي جميع الشاشات على بعض التأخير المتأصل في عرض الصورة والتي يمكن أن تكون كبيرة بما يكفي لإنشاء آثار بصرية إذا تغيرت الصورة المعروضة بسرعة.
• أداء الألوان : هناك مصطلحات متعددة لوصف جوانب مختلفة من أداء الألوان لشاشة العرض. مجموعة الألوان هي نطاق الألوان التي يمكن عرضها، وعمق اللون، وهو الدقة التي يتم بها تقسيم نطاق الألوان. مجموعة الألوان هي ميزة مباشرة نسبيًا، ولكن نادرًا ما تتم مناقشتها في المواد التسويقية إلا على المستوى المهني. إن وجود مجموعة ألوان تتجاوز المحتوى المعروض على الشاشة ليس له أي فوائد، لذلك يتم تصنيع الشاشات فقط لأداء ضمن نطاق مواصفات معينة أو أقل منه. ^[157] هناك جوانب إضافية لإدارة ألوان LCD والألوان، مثل النقطة البيضاء وتصحيح جاما ، والتي تصف ما هو اللون الأبيض وكيف يتم عرض الألوان الأخرى بالنسبة للون الأبيض.
• نسبة السطوع والتباين: نسبة التباين هي نسبة سطوع بكسل كامل الإضاءة إلى بكسل كامل الإضاءة. شاشة LCD نفسها عبارة عن صمام ضوء فقط ولا تولد ضوءًا؛ يأتي الضوء من إضاءة خلفية إما فلورية أو مجموعة من مصابيح LED . يُشار عادةً إلى السطوع على أنه أقصى ناتج ضوء لشاشة LCD، والذي يمكن أن يختلف بشكل كبير بناءً على شفافية شاشة LCD وسطوع الإضاءة الخلفية. تسمح الإضاءة الخلفية الأكثر سطوعًا بتباين أقوى ونطاق ديناميكي أعلى ( يتم تصنيف شاشات HDR حسب ذروة السطوع)، ولكن هناك دائمًا مقايضة بين السطوع واستهلاك الطاقة.

يحتاج هذا القسم إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة عن طريق إضافة مصادر موثوقة في هذا القسم. قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. ( فبراير 2017 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

ترتبط بعض هذه المشكلات بشاشات العرض كاملة الشاشة، بينما ترتبط مشكلات أخرى بشاشات العرض الصغيرة مثل تلك الموجودة في الساعات، وما إلى ذلك. وتتم العديد من المقارنات باستخدام شاشات CRT.

• صغير الحجم ورقيق وخفيف الوزن، خاصة عند مقارنته بشاشات CRT.
• استهلاك منخفض للطاقة. اعتمادًا على سطوع الشاشة المحدد والمحتوى المعروض، تستخدم نماذج CCFT القديمة ذات الإضاءة الخلفية عادةً أقل من نصف الطاقة التي تستخدمها شاشة CRT بنفس حجم مساحة العرض، وتستخدم نماذج الإضاءة الخلفية LED الحديثة عادةً 10-25% من الطاقة التي تستخدمها شاشة CRT. ^[158]
• يتم انبعاث حرارة قليلة أثناء التشغيل، بسبب انخفاض استهلاك الطاقة.
• لا يوجد تشويه هندسي.
• القدرة المحتملة على الحصول على القليل من الوميض أو عدم وجوده اعتمادًا على تقنية الإضاءة الخلفية.
• عادةً لا يوجد وميض في معدل التحديث، لأن بكسلات شاشة LCD تحافظ على حالتها بين عمليات التحديث (والتي تتم عادةً بمعدل 200 هرتز أو أسرع، بغض النظر عن معدل تحديث الإدخال).
• صورة حادة بدون نزيف أو تلطيخ عند تشغيلها بالدقة الأصلية .
• لا يصدر أي إشعاع كهرومغناطيسي غير مرغوب فيه تقريبًا (في نطاق التردد المنخفض للغاية )، على عكس شاشة CRT. ^{[ بحاجة لمصدر ]}
• يمكن تصنيعها بأي حجم أو شكل تقريبًا.
• لا يوجد حد نظري للدقة. فعند استخدام عدة لوحات LCD معًا لإنشاء لوحة قماشية واحدة، تعمل كل لوحة إضافية على زيادة الدقة الإجمالية للشاشة، وهو ما يُطلق عليه عادةً الدقة المكدسة. ^[159]
• يمكن تصنيعها بأحجام كبيرة تزيد عن 80 بوصة (2 متر) قطريًا.
• يمكن جعل شاشات LCD شفافة ومرنة ، لكنها لا تستطيع إصدار الضوء بدون إضاءة خلفية مثل OLED وmicroLED، وهي تقنيات أخرى يمكن أيضًا جعلها مرنة وشفافة. ^{[160] [161] [162] [163]}
• تأثير الإخفاء: يمكن لشبكة LCD إخفاء تأثيرات التكميم المكاني والرمادي، مما يخلق وهم جودة الصورة الأعلى. ^[164]
• لا تتأثر بالمجالات المغناطيسية، بما في ذلك المجال المغناطيسي للأرض، على عكس معظم أجهزة CRT الملونة.
• باعتبارها جهازًا رقميًا بطبيعته، يمكن لشاشة LCD عرض البيانات الرقمية بشكل أصلي من اتصال DVI أو HDMI دون الحاجة إلى التحويل إلى التناظرية. تحتوي بعض لوحات LCD على مدخلات ألياف بصرية أصلية بالإضافة إلى DVI وHDMI. ^[165]
• يتم تشغيل العديد من شاشات LCD بواسطة مصدر طاقة 12 فولت، وإذا تم دمجها في جهاز كمبيوتر فيمكن تشغيلها بواسطة مصدر الطاقة 12 فولت الخاص به.
• يمكن تصنيعها باستخدام حدود إطار ضيقة للغاية، مما يسمح بترتيب شاشات LCD متعددة جنبًا إلى جنب لتكوين ما يبدو وكأنه شاشة كبيرة واحدة.

• زاوية الرؤية المحدودة في بعض الشاشات القديمة أو الرخيصة، مما يتسبب في اختلاف اللون والتشبع والتباين والسطوع وفقًا لموضع المستخدم، حتى ضمن زاوية الرؤية المقصودة. يمكن استخدام أفلام خاصة لزيادة زوايا رؤية شاشات LCD. ^{[166] [167]}
• إضاءة خلفية غير متساوية في بعض الشاشات (أكثر شيوعًا في أنواع IPS وشاشات TN القديمة)، مما يتسبب في تشويه السطوع، وخاصة نحو الحواف ("تسرب الإضاءة الخلفية").
• قد لا تكون مستويات اللون الأسود داكنة كما هو مطلوب لأن كل بلورة سائلة على حدة لا يمكنها حجب كل الضوء الخلفي تمامًا من المرور.
• تظهر ضبابية الحركة على الأجسام المتحركة بسبب أوقات الاستجابة البطيئة (>8 مللي ثانية) وتتبع العين على شاشة العرض التي يتم فيها أخذ العينات والإمساك بها ، ما لم يتم استخدام إضاءة خلفية متوهجة . ومع ذلك، يمكن أن تتسبب هذه الإضاءة الوميضية في إجهاد العين، كما هو موضح أدناه:
• اعتبارًا من عام 2012، ^[تحديث]تستخدم معظم تطبيقات الإضاءة الخلفية لشاشات الكريستال السائل تعديل عرض النبضة (PWM) لتعتيم الشاشة، ^[168] مما يجعل الشاشة تومض بشكل أكثر حدة (هذا لا يعني بشكل مرئي) من شاشة CRT بمعدل تحديث 85 هرتز (هذا لأن الشاشة بأكملها تومض وتطفئ بدلاً من نقطة CRT المستدامة بالفوسفور والتي تفحص الشاشة باستمرار، تاركة جزءًا من الشاشة مضاءً دائمًا)، مما يتسبب في إجهاد شديد للعين لبعض الأشخاص. ^{[169] [170]} لسوء الحظ، لا يعرف العديد من هؤلاء الأشخاص أن إجهاد أعينهم ناتج عن تأثير الوميض غير المرئي لتعديل عرض النبضة. ^[171] هذه المشكلة أسوأ في العديد من الشاشات ذات الإضاءة الخلفية LED ، لأن مصابيح LED تضيء وتنطفئ بشكل أسرع من مصباح CCFL .
• دقة أصلية واحدة فقط . يتطلب عرض أي دقة أخرى إما مقياس فيديو ، مما يتسبب في عدم وضوح الحواف وظهور خطوط متعرجة، أو تشغيل العرض بدقة أصلية باستخدام تعيين بكسل 1:1 ، مما يتسبب في عدم ملء الصورة للشاشة ( عرض مربعات صغيرة )، أو في جريانها على الحواف السفلية أو اليمنى للشاشة.
• عمق بت ثابت (يُسمى أيضًا عمق اللون). العديد من شاشات LCD الرخيصة قادرة فقط على عرض 262144 (2 ¹⁸ ) لونًا. يمكن لشاشات S-IPS ذات 8 بت عرض 16 مليون (2 ²⁴ ) لونًا ولديها مستوى أسود أفضل بشكل ملحوظ، ولكنها باهظة الثمن ولديها وقت استجابة أبطأ.
• تأخير الإدخال، لأن محول A/D الخاص بشاشة LCD ينتظر حتى يتم إخراج كل إطار بالكامل قبل عرضه على لوحة LCD. تقوم العديد من شاشات LCD بمعالجة لاحقة قبل عرض الصورة في محاولة للتعويض عن ضعف دقة الألوان، مما يضيف تأخيرًا إضافيًا. علاوة على ذلك، يجب استخدام مقياس الفيديو عند عرض الدقة غير الأصلية، مما يضيف المزيد من التأخير الزمني. عادةً ما يتم إجراء التدرج والمعالجة اللاحقة في شريحة واحدة على الشاشات الحديثة، ولكن كل وظيفة تؤديها الشريحة تضيف بعض التأخير. تحتوي بعض الشاشات على وضع ألعاب فيديو يعطل كل أو معظم المعالجة لتقليل تأخير الإدخال الملحوظ.
• قد تظهر بكسلات ميتة أو عالقة أثناء التصنيع أو بعد فترة من الاستخدام. ستتوهج البكسلات العالقة بالألوان حتى على شاشة سوداء بالكامل، بينما ستظل البكسلات الميتة سوداء دائمًا.
• مع الأخذ في الاعتبار تأثير الاحتراق، ورغم أن السبب يختلف عن CRT وقد لا يكون التأثير دائمًا، إلا أن الصورة الثابتة قد تتسبب في الاحتراق في غضون ساعات في الشاشات المصممة بشكل سيئ.
• في حالة التشغيل المستمر، قد يحدث التسخين الحراري في حالة سوء الإدارة الحرارية، حيث يسخن جزء من الشاشة ويبدو متغير اللون مقارنة ببقية الشاشة.
• فقدان السطوع وبطء زمن الاستجابة بشكل كبير في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة. وفي البيئات التي تقل فيها درجات الحرارة عن الصفر، قد تتوقف شاشات LCD عن العمل دون استخدام التدفئة الإضافية.
• فقدان التباين في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة.

تُستخدم عدة عائلات مختلفة من البلورات السائلة في شاشات الكريستال السائل. يجب أن تكون الجزيئات المستخدمة متباينة الخواص، وأن تُظهر جاذبية متبادلة. الجزيئات القابلة للاستقطاب على شكل قضيب ( ثنائي الفينيل ، وتيرفينيل ، وما إلى ذلك) شائعة. الشكل الشائع هو زوج من حلقات البنزين العطرية، مع مجموعة غير قطبية (بنتيل، هيبتيل، أوكتيل، أو مجموعة أكسي ألكيل) على أحد الطرفين وقطبية (نتريل، هالوجين) على الطرف الآخر. في بعض الأحيان يتم فصل حلقات البنزين بمجموعة أسيتيلين، أو إيثيلين، أو CH = N، أو CH = NO، أو N = N، أو N = NO، أو مجموعة إستر. في الممارسة العملية، تُستخدم مخاليط إيوتكتيكية من العديد من المواد الكيميائية، لتحقيق نطاق تشغيل درجة حرارة أوسع (-10..+60 درجة مئوية للطرف المنخفض و-20..+100 درجة مئوية للشاشات عالية الأداء). على سبيل المثال، يتكون خليط E7 من ثلاثة ثنائيات الفينيل وثلاثي فينيل واحد: 39% بالوزن من 4'-pentyl[1,1'-biphenyl]-4-carbonitrile (نطاق نيماتيك 24..35 درجة مئوية)، و36% بالوزن من 4'-heptyl[1,1'-biphenyl]-4-carbonitrile (نطاق نيماتيك 30..43 درجة مئوية)، و16% بالوزن من 4'-octoxy[1,1'-biphenyl]-4-carbonitrile (نطاق نيماتيك 54..80 درجة مئوية)، و9% بالوزن من 4- pentyl[1,1':4',1 -terphenyl]-4-carbonitrile (نطاق نيماتيك 131..240 درجة مئوية). ^[172]

تستخدم شاشات الكريستال السائل ثلاثي فلوريد النيتروجين (NF ₃ ) كسائل للحفر أثناء إنتاج مكونات الأغشية الرقيقة. يُعد ثلاثي فلوريد النيتروجين (NF 3 ₎ غازًا دفيئًا قويًا ، وقد يجعله نصف عمره الطويل نسبيًا مساهمًا ضارًا محتملًا في ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي . اقترح تقرير في Geophysical Research Letters أن تأثيراته كانت من الناحية النظرية أكبر بكثير من مصادر الغازات الدفيئة المعروفة مثل ثاني أكسيد الكربون . نظرًا لأن ثلاثي فلوريد النيتروجين (NF ₃₎ لم يكن مستخدمًا على نطاق واسع في ذلك الوقت، فلم يتم جعله جزءًا من بروتوكول كيوتو وتم اعتباره "غاز الدفيئة المفقود". ^[173] تمت إضافة ثلاثي فلوريد النيتروجين (NF ₃₎ إلى بروتوكول كيوتو لفترة الامتثال الثانية خلال جولة الدوحة. ^[174]

يشير منتقدو التقرير إلى أنه يفترض أن كل غاز NF ₃ المنتج سوف ينطلق إلى الغلاف الجوي. في الواقع، تتحلل الغالبية العظمى من غاز NF _{3 أثناء عمليات التنظيف؛ وجدت دراستان سابقتان أن 2 إلى 3% فقط من الغاز يفلت من التدمير بعد استخدامه.} ^[175] وعلاوة على ذلك، فشل التقرير في مقارنة تأثيرات غاز NF ₃ بما حل محله، وهو مركب فلورو كربون ، وهو غاز دفيئة قوي آخر، يتسرب منه ما بين 30 إلى 70% إلى الغلاف الجوي في الاستخدام النموذجي. ^[175]

• شاشة مسطحة
• رابط FPD
• جهاز التحكم LCD من Hitachi HD44780
• تصنيف شاشات الكريستال السائل
• جهاز عرض LCD
• تلفزيون ال سي دي
• قائمة الشركات المصنعة لشاشات الكريستال السائل
• لوح التزلج (المنتج) / رائع (الكمبيوتر اللوحي)
• شاشة خام
• نظارات ذكية

• تطوير شاشات الكريستال السائل: مقابلة مع جورج جراي، جامعة هال، 2004 – فيديو من إنتاج مؤسسة فيجا للعلوم.
• تيموثي جيه سلوكين تاريخ البلورات السائلة، عرض ومقتطفات من كتاب البلورات التي تتدفق: أوراق كلاسيكية من تاريخ البلورات السائلة .
• ديفيد دونمور وتيم سلوكين (2011) الصابون والعلم وأجهزة التلفزيون ذات الشاشة المسطحة: تاريخ البلورات السائلة ، مطبعة جامعة أكسفورد ISBN 978-0-19-954940-5 . 
• أرتامونوف، أوليج (23 يناير 2007). "معلمات شاشات الكريستال السائل المعاصرة: التحليل الموضوعي والذاتي". مختبرات إكس بت. مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2008. تم الاسترجاع في 17 مايو 2008 .
• نظرة عامة على تقنية 3LCD وتقنية العرض
• رسوم متحركة تشرح كيفية عمل شاشات LCD مؤرشفة في 1 سبتمبر 2009، على موقع Wayback Machine

• تفكيك شاشة LCD – فيديو engineerguy على YouTube
• تاريخ وخصائص البلورات السائلة الفيزيائية بواسطة Nobelprize.org أرشيف 30 أغسطس 2009، على موقع Wayback Machine
• ما هي شاشة IPS أرشيف 26 مايو 2022، على موقع Wayback Machine من Newhaven Display
• ما هي شاشة اللمس السعوية؟ تم أرشفة 18 يوليو 2024، على موقع Wayback Machine من BaoBao Technology
• كيف يتم تصنيع شاشات TFT-LCD، بقلم AUO أرشيف 8 مارس 2021، على موقع Wayback Machine
• كيف يتم تصنيع شاشات LCD من مادة LTPS (بولي سيليكون منخفض الحرارة)، بقلم AUO محفوظ في 6 يونيو 2021، على موقع Wayback Machine