Lcd-schermen maken nog steeds het grootste deel uit van de markt, en dat zal voor de te voorziene toekomst vermoedelijk ook zo blijven. De achtergrondverlichting is een belangrijk onderdeel van de lcd-tv en heeft impact op onder meer de beeldkwaliteit. We leggen je uit wat de achtergrondverlichting doet, en wat de voor- en nadelen zijn van de verschillende mogelijkheden.
Wat is een achtergrondverlichting
Vooraleer we halsoverkop in de verschillende types duiken, leggen we graag nog even uit hoe een lcd-tv functioneert en wat de achtergrondverlichting nu net is. De schematische voorstelling hieronder illustreert de belangrijkste onderdelen van een pixel op het lcd-scherm. De achtergrondverlichting creëert het witte licht. De twee polarisatiefilters hebben een verschillende polarisatierichting. Dat betekent dat er geen licht aan de voorzijde van het scherm zichtbaar is. Het lcd-paneel kan voor elke subpixel bepalen of de polarisatie aangepast wordt of niet, zodat het licht toch door het voorste polarisatiefilter geraakt. De drie subpixels van de pixel zijn tot slot voorzien van een rood, groen en blauw kleurfilter.
De achtergrondverlichting zorgt dus voor het licht, en dat licht moet een aantal lagen door voor het al dan niet zichtbaar is. Daarom noemen we een lcd-paneel een transmissief systeem. Een oled-tv noemen we emissief omdat elke pixel zelf licht geeft en er dus geen aparte achtergrondverlichting nodig is.
De achtergrondverlichting (Backlight Unit, afgekort BLU) is een module die op zich uit verschillende onderdelen bestaat: een aantal lichtbronnen (een reeks leds) schijnen hun licht in de ‘light guide plate’ die op zijn beurt het licht verdeelt over het volledige scherm. Op het onderstaande diagram dat een edge led aangeeft zijn de leds te vinden als de oranje balk onder de light guide plate. Een reflector achteraan en een aantal diffusers en optische films zorgen voor verbeterde prestaties (uniformiteit, lichtopbrengst). We geven de constructie mee voor de volledigheid, maar in de praktijk is enkel de plaatsing van de leds belangrijk voor verder begrip.
Opgelet, vroeger werd een achtergrondverlichting opgebouwd met CCFL lampen (zeer fijne buislampen). De huidige schermen maken zo goed als exclusief gebruik van leds. Die hebben een aantal belangrijke voordelen. Ze kunnen energie-efficiënter werken, en ze kunnen vooral zeer snel en nauwkeurig gedimd worden. Alle opstellingen die we hieronder bespreken zijn voor led-achtergrondverlichtingen.
Full Array
Omdat een lcd-paneel het licht van een pixel niet perfect kan afsluiten is de zwartweergave en dus het contrast beperkt. Om dat op te lossen gebruiken de allerbeste lcd-tv’s een ‘Full Array’ achtergrondverlichting. De achtergrondverlichting is opgebouwd als een matrix van leds achter het volledige oppervlak van het scherm. De leds schijnen het licht naar de kijker toe.
Schematische voorstelling van een Full Array achtergrondverlichting.
Het grote voordeel van een ‘Full Array’ is dat de televisie elke led (of zone) apart kan aansturen. Zo kunnen de leds die achter de donkere delen van het scherm zitten gedimd worden, terwijl leds achter heldere delen net wel voluit kunnen schijnen. Dit noemen we ‘local dimming’, en het verhoogt het statisch contrast (het contrast binnen één beeld) aanzienlijk. Dit type van achtergrondverlichting wordt daarom ook vaak aangeduid als ‘FALD’ (Full Array Local Dimming).
Hoe een FALD achtergrondverlichting met erg veel zones werkt (Sony ZD9)
Detail van een FALD-achtergrondverlichting (Sony ZD9)
Wanneer er te weinig zones zijn, kan je soms de zonegrenzen waarnemen op het scherm. Een helder voorwerp op een donkere achtergrond heeft dan een lichte halo die de afgeronde rechthoekige vorm van de zone verraadt. Dat probleem kan onder andere opgelost worden door meer en dus kleinere zones te gebruiken, maar dat maakt het toestel ook duurder. Hoeveel leds of zones er precies in een scherm zitten kan sterk uiteenlopen. Zo had de 2016 Philips 65PUS7601 128 zones (16 x 8), terwijl de Panasonic TX-65DX900E er 512 had. De Sony KD-65ZD9 had er zelfs meer dan 600.
Edge LED
Om het televisiescherm zo dun mogelijk te maken, gebruiken fabrikanten een achtergrondverlichting waarbij de leds in de rand van het scherm zitten, vandaar de benaming ‘Edge Led’ of ‘Edge Lit’. De leds schijnen niet rechtstreeks naar de kijker, maar schijnen in de light guide plate die het licht verdeelt over het volledige scherm.
Schematische voorstelling van een Edge Led achtergrondverlichting.
Edge led-schermen komen in verschillende configuraties. Sommigen gebruiken enkel leds onderaan, anderen gebruiken leds boven- en onderaan, of link en rechts. Omdat de leds hard genoeg moeten schijnen om heel het scherm te verlichten kan je soms wel problemen zien, zoals ‘headlighting’ (ook genaamd ‘flashlighting’). Dat is het effect waarbij in een of meerdere hoeken of ergens aan de zijde waar de leds staan, een lichte schijn waarneembaar is wanneer het scherm donker moet zijn. Om dezelfde reden kunnen edge-led schermen soms problemen hebben met uniformiteit, wat zich soms uit in ‘clouding’ of wolkvorming. Daarbij zie je op een donker scherm lichte zwemen van licht alsof het wolken zijn.
Headlighting of Flashlighting
Clouding en headlighting
Ook edge-led schermen kunnen gebruik maken van local dimming, maar zijn door hun opbouw uiteraard veel beperkter dan Full Array schermen. Zo kan een edge led over het algemeen enkel dimmen in kolommen (als de leds boven en/of onder opgesteld staan) of in rijen (als ze links en rechts staan). Omdat er vrij weinig zones zijn (van 12 tot zelfs maar 4) is het mogelijk dat je soms een vage kolom/rij ziet, typisch opnieuw in donkere scènes.
Een alternatief dat ook gebruikt wordt is ‘global dimming’. Daarbij worden alle leds samen gedimd op basis van de gemiddelde helderheid van het scherm. Een donker beeld met één helder voorwerp resulteert dan bijvoorbeeld in een betere zwartweergave, maar trekt tegelijk ook de helderheid van het heldere voorwerp naar beneden. Global dimming creëert een hoger dynamisch contrast, maar verandert niets aan het statisch contrast.
Direct LED
De goedkoopste manier om een led-achtergrondverlichting te creëren is ‘Direct led’. Het gebruikt dezelfde opstelling als full array, maar met een zeer beperkt aantal leds. Omdat er zo weinig leds zijn, gebruiken ze nooit local dimming. Sommige modellen gebruiken wel global dimming.
Schematische voorstelling van een Direct Led achtergrondverlichting.
Deze schermen hebben over het algemeen ook een veel dikker profiel. En uniformiteitsproblemen (clouding) kunnen makkelijker voorkomen.
Conclusie
De constructie van de achtergrondverlichting heeft invloed op het design en beeldkwaliteit. Full Array met Local Dimming levert de beste beeldkwaliteit, maar is erg duur en creëert een dikker profiel. Edge Led resulteert in ultraslanke schermen, en kan beperkt gebruik maken van local dimming, maar heeft soms last van uniformiteitsproblemen. Direct led is de goedkoopste oplossing, maar heeft weinig potentieel om de beeldkwaliteit te verbeteren en resulteert in dikkere schermen.
Helaas geven fabrikanten zelden volledige informatie over het type achtergrondverlichting dat gebruikt wordt in elk toestel. Wij proberen er waar mogelijk steeds vermelding van te maken.
Meer informatie
Meer informatie over beeldtechnieken, tv-standaarden en kooptips vind je in onze homecinema informatiegids. Ook kun je verder lezen via onderstaande links.
Wat is het verschil tussen een oled tv en een lcd tv?
Kleurvolume van een tv: dit moet je weten over de opvolger van kleurbereik
Alles dat je moet weten over HDR-formaten
Alles over quantum dots in een televisie
Reacties (2)