LCD-tv’s maken al jarenlang het overgrote deel van het aanbod uit op de tv-markt. Maar hoe werkt een lcd-tv? We leggen het je helemaal uit.
LCD-tv's: Liquid Crystal Display in het kort
Lcd staat voor Liquid Crystal Display. Deze schermtechnologie dankt zijn naam aan het Liquid Crystal paneel dat instaat voor het aan en uit schakelen van elke pixel. Hoe werkt dat in de praktijk? Een lichtbron stuurt licht door het lcd-paneel. Dat paneel bepaalt per pixel in welke mate het licht doorgelaten wordt. Daarom spreken we van een “transmissieve” technologie, in tegenstelling tot bijvoorbeeld OLED waar elke pixel zelf licht geeft en wat we een “emissieve” technologie noemen.
Licht en polarisatie van lcd-tv's
Maar hoe doet een lcd-paneel dat eigenlijk, licht blokkeren? Om dat uit te leggen moet je weten wat de polarisatie van licht betekent. De oscillatie van een lichtgolf heeft een bepaalde oriëntatie. De golfbeweging kan zich in een verticaal, horizontaal vlak of in eender welke andere richting bevinden. Of ze kan zelfs constant veranderen terwijl de golf reist, we spreken dan van circulaire polarisatie. Licht kan bovendien gefilterd worden op basis van polarisatie, bijvoorbeeld om enkel het verticaal gepolariseerde licht door te laten. Zo een filter wordt bijvoorbeeld ook gebruikt in zonnebrillen om sterke reflecties te weren. Wanneer verticaal gepolariseerd licht daarna een horizontaal polarisatiefilter bereikt wordt het volledig gestopt. Dat kan je thuis testen met twee gepolariseerde zonnebrillen door ze haaks achter elkaar te zetten.
Hoe werkt een lcd-tv?
Lcd-tv’s hebben altijd een lichtbron nodig. Die zit in een module die we de achtergrondverlichting noemen (Backlight Unit of BLU). Hoe de achtergrondverlichting is opgebouwd kan variëren, daarover verder meer.
Het witte licht van de achtergrondverlichting passeert eerst via een verticaal polarisatiefilter. Vervolgens gaat het door de lcd-laag. Deze vloeibare kristallen kunnen van richting veranderen. De aansturing daarvan gebeurd via de TFT-laag (Thin Film Transistor). Afhankelijk van de richting van de kristallen passeert het licht ongewijzigd, of wordt de polarisatierichting opnieuw aangepast. Daarna gaat het licht door een kleurfilter om het witte licht om te zetten in de drie basiskleuren. De laatste laag is een horizontaal polarisatiefilter. Is het licht in de kristal laag van polarisatierichting gewijzigd, dan passeert het (gedeeltelijk of volledig) door de laatste filter en staat de pixel aan. Is het licht ongewijzigd door de kristal laag gepasseerd dan wordt het gestopt door het tweede polarisatiefilter en staat die pixel dus uit.
Bovenstaande afbeelding volstaat als een schematische uitleg voor de werking van lcd-tv’s. Ter volledigheid geven we je hieronder de volledige opbouw van een lcd-tv.
Via Samsung Display
Is een LED-tv hetzelfde als een lcd-tv?
Ja, dat is hetzelfde. Een LED-tv is gewoon een lcd-tv met een moderne achtergrondverlichting op basis van LEDs in plaats van CCFL (buislampen). LED-tv is een marketingterm die geïntroduceerd werd toen de eerste LED-gebaseerde achtergrondverlichtingen gebruikt werden. Maar de beeldtechnologie is wel degelijk lcd. Het gebruik van LEDs in de achtergrondverlichting maakte wel een aantal vernieuwingen mogelijk. Buislampen als achtergrondverlichting zijn ondertussen volledig uit de markt verdwenen.
Verschillende LCD-panelen
Het eigenlijke lcd-paneel in je televisie is door de jaren heen sterk geëvolueerd. Er bestaan bijzonder veel verschillende types lcd-panelen, elk met verschillende eigenschappen. In televisies vinden we hoofdzakelijk twee types terug. VA (Vertical Alignment) en IPS (In Plane Switching).
VA-panelen leveren het beste contrast, typisch om en bij de 3.000:1, maar hebben een relatief zwakke kijkhoek. Vooral het contrast neemt sterk af als je niet loodrecht voor het scherm zit. De pixel van een VA-paneel ziet er uit als een rechthoek, onderverdeeld in vier of zelfs acht stukken.
VA-paneel op de Sony KD-55XH9005
IPS-panelen moeten het stellen met een typisch contrast van ongeveer 1.000:1. Ze zijn gekend om hun relatief brede kijkhoek, zowel contrast als kleur blijven veel beter bewaard als je niet centraal voor het scherm zit. Vanuit een hoek kunnen IPS-panelen last hebben van ‘IPS-gloed’ waarbij je een witte gloed over sommige delen van het scherm ziet. De pixel van een IPS-paneel ziet eruit als een chevron.
Af en toe vinden we ook een PLS-paneel (Plane to Line Switching). Dit type paneel heeft dezelfde kenmerken als een IPS-paneel, maar wordt gefabriceerd door Samsung. (de meeste IPS-panelen zijn van LG). De pixels van een PLS-paneel ziet er uit rechthoeken met hier en daar een inkeping, en ze zijn in twee verdeeld.
PLS-paneel op de Samsung UE65TU8000
Hou er rekening mee dat je VA en IPS best als twee families beschouwt. Binnen elke familie bestaan er nog verschillende varianten. Onder andere daardoor kunnen prestaties verschillen ook al zijn twee tv’s uitgerust met een VA-paneel (of IPS-paneel).
Types achtergrondverlichting
De achtergrondverlichting speelt een belangrijke rol in lcd-tv’s. Waarom? De belangrijkste reden is dat een lcd-paneel nooit perfect alle licht kan afsluiten. En vermits de achtergrondverlichting steeds aan staat kan er dus licht doorsijpelen, zelfs als een lcd-pixel dicht staat. Daarom hebben lcd-tv’s minder goed contrast.
Met de introductie van LEDs als lichtbron werden er echter allerlei nieuwe opties mogelijk. Omdat LEDs een heel snelle reactietijd hebben kan de intensiteit van de achtergrondverlichting in zijn geheel gebaseerd worden op wat er te zien is. Dat noemen we global dimming. Nog een stap verder is het onderverdelen van de achtergrondverlichting in verschillende segmenten. Die worden dan elk apart aangestuurd, dat noemen we local dimming. Omdat LEDs erg klein zijn, maakten ze ook veel dunnere tv’s mogelijk, onder andere door de LEDs in de zijkant van het scherm te stoppen.
Wil je meer weten over local dimming, global dimming en Edge LED? Lees dan ons achtergrondartikel over de verschillende types achtergrondverlichting. Een recente ontwikkeling is het gebruik van de miniLEDs in de achtergrondverlichting. Die maken een nog beter gecontroleerde local dimming mogelijk.
Kleuren en quantum dots
Naast de opbouw is de aard van het witte licht een erg belangrijke eigenschap van de achtergrondverlichting. Vermits een lcd-tv werkt met een kleurfilter en dus licht (en energie) wegfiltert, wil je dat het witte licht opgebouwd is uit zo puur mogelijk rood, groen en blauw. Zo krijg je niet alleen intensere kleuren maar moet er ook minder gefilterd worden, zodat de werking efficiënter is. De eerste witte leds gebruikten een blauwe led met een gele fosforlaag. Met de komst van HDR en het vereiste groter kleurbereik zochten fabrikanten naar andere oplossingen. Een daarvan is het gebruik van blauwe leds met een rood en groen fosfor, een andere oplossing is het gebruik van quantum dots. Denk eraan dat dit allemaal nog steeds lcd-tv’s zijn, ongeacht marketing termen zoals QLED.
Meer informatie
Wil je meer weten over tv-technieken, het instellen van een televisie of het aansluiten van een televisie? Neem dan een kijkje in onze tips en advies-sectie.
Reacties (0)