Hoe LCD TV werkt

Advertentie

We leggen uit hoe LCD-tv's werken en de verschillen tussen traditionele en LED-modellen

Het klinkt misschien overdreven, maar tegenwoordig zijn LCD-schermen overal. Het feit is, in hun verschillende gedaantes zijn LCD's in alles, van horloges tot telefoons, tot videoprojectoren en, natuurlijk, televisies. Als het gaat om tv's, worden LCD's ten onrechte aangeduid als LED-tv's, maar in feite gebruiken de LED-tv's waarover we horen alleen LED's om het licht te geven dat door het LCD-paneel schijnt.



Zoals het er nu uitziet, is LCD de dominante technologie in televisies. Plasma-tv's en OLED-tv's zijn beide veel kleinere markten, met plasma op weg naar buiten, en OLED begint net in volume te worden geïntroduceerd en tegen betaalbare prijzen (bijna) voor normale mensen.

Geschiedenis van LCD-tv's

Hoewel we hier naar tv's en tv-technologie kijken, is het de moeite waard om te begrijpen wat een revolutie-LCD in het algemeen was. De ontdekking van vloeibaar kristal dateert uit 1888, wat enigszins verbluffend is. Zoals vele ontdekkingen, kreeg wetenschapper Friedrich Reinitzer destijds veel aandacht voor wat hij vond bij het extraheren van cholesterol uit wortelen. Het probleem was dat niemand iets kon bedenken dat te maken had met deze nieuwe technologie.





Enkele jaren later, nadat het werk aan deze vloeibare kristallen was voortgezet, zou de Marconi Wireless Telegraph Company in 1936 patent hebben op de 'liquid crystal light valve', wat de eerste keer was dat een display werd gecreëerd door selectief licht te blokkeren.



Lcd's zouden uiteindelijk een belangrijk onderdeel van de technologie zijn. Horloges, rekenmachines, laptops, mobiele telefoons en auto's zouden een of meer van hen omvatten. Er is duidelijk een verschil tussen het scherm van een rekenmachine en dat van een tv. Ten eerste heeft een rekenmachine meestal geen achtergrondverlichting. In plaats daarvan gaat het licht van de voorkant, waar de gebruiker zich bevindt, en wordt vervolgens teruggekaatst door een reflecterend oppervlak. In een tv is er een achtergrondverlichting die deze lichtbron levert.

En natuurlijk zijn de LCD-schermen van de rekenmachine gemaakt van grote delen van vloeibaar kristal en zijn ze over het algemeen niet in kleur. Tv's en andere schermen gebruiken pixels van verschillende kleuren om een ​​beeld te produceren. Het is dezelfde methode om een ​​beeld te produceren dat al bestaat sinds de eerste kleurentelevisie met kathodestraalbuis.



De belangrijkste ontwikkeling vond plaats in 1972, toen Westinghouse het eerste actieve matrixscherm produceerde. In een actieve matrixweergave wordt elke pixel afzonderlijk bestuurd, wat cruciaal is bij het gebruik van een LCD om een ​​complex beeld met hoge resolutie te maken, zoals te zien op een computerscherm, telefoon of televisie.

In 1988 verkocht Sharp een 14-inch lcd-tv als een speciaal interesseproduct, net als Sony's XEL-1 OLED-tv, het was nooit echt bedoeld als een massaproduct en het was meer iets dat rijke mensen zouden kopen om hun huizen er interessant uit te laten zien . Tegen 2004 was de technologie veel levensvatbaarder en waren er kleine LCD-tv's te koop, hoewel hun prijsstelling betekende dat de meeste mensen nog steeds een CRT zouden kopen.

Tegen 2007 waren de zaken echter in beweging en voor het eerst overtrof de verkoop van lcd-tv's die van CRT-televisies. Mensen wilden die flat-panel tv's en een revolutie begon die de CRT binnen enkele jaren doodde, luidde HD, 3D en later 4K in.

Hoe werkt LCD TV?

Lcd-tv's werken allemaal op dezelfde manier. Aan de achterkant van de set bevindt zich een achtergrondverlichting die altijd aan is en het licht produceert dat u ziet. Voor de achtergrondverlichting bevinden zich twee polarisatiefilters. De eerste blokkeert alle verticale lichtgolven, de tweede, 90 graden gedraaid, blokkeert alle horizontale lichtgolven. Samen blokkeren ze dan al het licht van de achtergrondverlichting, waardoor een volledig leeg scherm ontstaat.

Dat heeft natuurlijk geen zin, maar dit is waar de laag vloeibare kristallen binnenkomt. In hun natuurlijke staat wordt een vloeibaar kristal gedraaid, waardoor de oriëntatie van het licht verandert. Dit betekent dat licht door het tweede filter mag passeren, waardoor een volledig wit scherm ontstaat. Om het licht door het filter te regelen, wordt een spanning op elk vloeibaar kristal aangelegd. Het regelen van de spanning regelt de draaiing en regelt daarom hoeveel licht het door het tweede filter haalt. Met dit systeem en één vloeibaar kristal per pixel kunt u een zwart-witbeeld met grijstinten maken.

Om een ​​volledig kleurenbeeld te produceren, bestaat elke pixel eigenlijk uit drie subpixels. Deze zitten respectievelijk achter een kleurenfilter van rood, groen en blauw: door het licht te regelen dat door elk van deze subpixels gaat, kan de tv een beeld met duizenden kleuren produceren. Het grote nadeel van deze technologie is dat de filters niet in staat zijn om al het licht volledig te blokkeren, dus met een permanente achtergrondverlichting is er altijd een beetje lichtbloeding en, afhankelijk van de kwaliteit van de set, kunnen zwarts meer op donkergrijs lijken.


Er zijn tegenwoordig twee soorten LCD-schermen in gebruik, de eerste wordt 'twisted nematic' of TN genoemd en vereist spanning van een elektrode boven en onder het LCD-scherm. De tweede technologie wordt 'in plane switching' genoemd en gebruikt in plaats daarvan twee elektroden aan één zijde van het paneel.

IPS-panelen zijn nu heel gebruikelijk, omdat ze veel betere kijkhoeken en meer natuurgetrouwe kleurenreproductie hebben. TN-panelen worden veel gebruikt, maar meestal in goedkopere displays. Ze komen nog steeds veel voor bij computermonitoren, vooral die gericht zijn op gamers die lage responstijden boven beeldkwaliteit waarderen.

Soorten achtergrondverlichting

De eerste LCD-tv's werden verlicht door iets dat bekend staat als een CCFL of koude kathode fluorescentielampen. Dit zijn in wezen dezelfde soort buizen die je zou vinden bij het verlichten van een kantoor, hoewel ze kleiner zijn bij gebruik in een tv. De technologie werkt door ultraviolet licht te produceren, dat vervolgens een witte coating aan de binnenkant van de buis exciteert, waardoor het gloeit.

In een CCFL-tv zou je een aantal van deze buizen krijgen, gerangschikt om het licht zo gelijkmatig mogelijk te verdelen. Een lichtdiffusor die tussen de CCFL-buizen en het LCD-paneel zelf is gemonteerd, zou helpen ervoor te zorgen dat het licht zo min mogelijk 'hot' spots bevat. In de begindagen van LCD-schermen waren goede tv's degene met de meest gelijkmatige lichtopbrengst.


Het grootste probleem met een CCFL-achtergrondverlichting is dat deze geen echte fijne regeling mist. Naarmate de LCD-technologie verbeterde, was het mogelijk om delen van de achtergrondverlichting te dimmen om het zwartniveau te helpen handhaven. Als de tv bijvoorbeeld zou detecteren dat de scène erg donker was, zou het de achtergrondverlichting dimmen om de zwarten inktiger te maken en fijne details naar voren te brengen. Met CCFL-sets was er echter altijd veel lichtbloeding, wat de LCD een grijs / blauwe look zou geven wanneer het een zwart scherm liet zien. Dit was altijd de grootste zwakte van LCD-tv's, en in vergelijking met plasma's in die tijd werden ze beschouwd als een veel minder capabele weergavetechnologie, hoewel LCD's nog andere voordelen hebben ten opzichte van plasma-tv's.

Vervolgens was de LED-achtergrondverlichting, die zelf in twee varianten wordt geleverd. De eerste daarvan is technisch randverlichting in plaats van achtergrondverlichting. Het was dit systeem dat een revolutie teweegbracht in LCD-tv's, omdat het fabrikanten toestond modellen te maken die ongelooflijk dun waren. Het was deze zet die LCD's een boost gaf ten opzichte van plasma-tv's, die vaak dik, zwaar en soms zelfs lelijk waren. Een LED-verlichte tv kan aan een muur worden gehangen en dat sprak tot de verbeelding van zowel recensenten als het publiek.


In een LED-rand-verlichte LCD-TV hebben de zijkanten van de TV een reeks witte LED-lichten, dit licht wordt vervolgens door een reeks diffusers geleid die het licht gelijkmatig over het LCD-paneel verdelen. In deze tv's, vooral in het begin, zou het heel gebruikelijk zijn om heldere vlekken aan de randen te hebben, vaak geconcentreerd in de hoeken. Dit was ongewenst, maar op duurdere modellen was de achtergrondverlichting vaak erg gelijkmatig en zag hij er geweldig uit. Enige mate van dimregeling was mogelijk, dus zwarten zouden beter lijken dan CCFL-tv's, maar het was nog steeds niet perfect.

Later gingen de zaken weer vooruit en kregen we LED-achtergrondverlichting. Dit was een duurdere oplossing, maar met deze methode kon je een directe lichtbron achter het LCD-scherm hebben. Dit gaf in de regel het meest gelijkmatige beeld en maakte zeer heldere tv's mogelijk. Er was echter een update van deze technologie waarmee deze LED-achtergrondverlichting ook in zones kon worden gedimd. Afhankelijk van het aantal gebruikte LED's en zones, kunt u een indrukwekkend niveau van controle over het beeldcontrast krijgen. In een opname van een donkere kamer met een helder venster kan de tv bijvoorbeeld alle zones in de donkere delen van de kamer dimmen om het detail naar voren te brengen, maar de helderheid in het venster verhogen om het detail naar voren te brengen het lichte deel van de afbeelding. Met deze technologie konden zwartniveaus voor het eerst die van plasma benaderen. Hoewel vroege sets met deze technologie soms een witte halo rond objecten vertoonden, was dit merkbaar op eindcredits van films.

LCD versus plasma versus OLED

Er zijn verschillende goede dingen over LCD's. De eerste is dat ze veel helderheid, echt goede kleuren en een ongelooflijk scherp beeld bieden. Hoewel plasma-tv's ook veel voor hen hadden, waren LCD's dunner, lichter en verbruikten ze minder stroom. Dan was er het probleem van inbranden, waarbij een plasma een beeld te lang op het scherm kon achterlaten - een ander probleem dat LCD gewoon niet had.

Plasma's hadden natuurlijk ook veel voor hen. Veel betere zwartniveaus zijn cruciaal, en daarmee een betere contrastverhouding en een realistischer beeld. Plasma's hebben ook een veel snellere verversingsfrequentie, wat betekent dat wanneer 3D langskomt, je minder overspraak krijgt. Maar nog belangrijker, als je een sportfan bent, dan geeft plasma je een veel scherper beeld op bewegende objecten. Kijkhoeken zijn ook veel beter op de meeste plasma-tv's en kunnen erg slecht zijn op goedkopere lcd-tv's.

In theorie overtreft OLED ze echter allebei. Het neemt alle goede dingen over plasma, zoals verbluffende zwartniveaus en contrast, supersnelle verversingsfrequenties en geweldige kijkhoeken, en combineert deze met de sterke punten van LCD zoals de mogelijkheid om 4K te doen - wat een probleem is voor plasma - en verbazingwekkend kleur en helderheid.

Het is eerlijk om te zeggen dat plasma-tv's hun dag hebben gehad terwijl we een wereld van 4K betreden. En hoewel OLED veel belofte heeft, is het nog steeds de LCD-tv die vecht. Deze tv's zien er beter uit dan ooit en het is waarschijnlijk dat ze nog heel lang de nummer één blijven die display-technologie verkoopt.

Talen
Spanish Bulgarian Greek Danish Italian Catalan Korean Latvian Lithuanian Deutsch Dutch Norwegian Polish Portuguese Romanian Russian Serbian Slovak Slovenian Turkish French Hindi Croatian Czech Swedish Japanese