LCD (Liquid Crystal Display) est un type d’affichage à écran plat qui utilise des cristaux liquides dans sa forme primaire de fonctionnement. Les LED ont un ensemble de cas d’utilisation vaste et variable pour les consommateurs et les entreprises, car on les trouve couramment dans les smartphones, les téléviseurs, les écrans d’ordinateur et les tableaux de bord.
Les LCD ont constitué un grand bond en avant par rapport à la technologie qu’ils ont remplacée, qui comprend les écrans à diodes électroluminescentes (LED) et à plasma de gaz. Les LCD ont permis aux écrans d’être beaucoup plus fins que la technologie des tubes cathodiques (CRT). Les écrans LCD consomment beaucoup moins d’énergie que les écrans à diodes électroluminescentes et à plasma de gaz car ils fonctionnent sur le principe de bloquer la lumière plutôt que de l’émettre. Là où une LED émet de la lumière, les cristaux liquides d’un LCD produisent une image à l’aide d’un rétroéclairage.
A mesure que les LCD ont remplacé les technologies d’affichage plus anciennes, les LCD ont commencé à être remplacés par de nouvelles technologies d’affichage telles que les OLED.
Comment fonctionnent les LCD
Un écran est constitué de millions de pixels. La qualité d’un écran fait communément référence au nombre de pixels ; par exemple, un écran 4K est composé de 3840 x2160 ou 4096×2160 pixels. Un pixel est composé de trois sous-pixels : un rouge, un bleu et un vert, communément appelés RVB. Lorsque les sous-pixels d’un pixel changent de combinaison de couleurs, une couleur différente peut être produite. Lorsque tous les pixels d’un écran fonctionnent ensemble, l’écran peut produire des millions de couleurs différentes. Lorsque les pixels sont rapidement allumés et éteints, une image est créée.
La façon dont un pixel est contrôlé est différente dans chaque type d’écran ; les écrans CRT, LED, LCD et les types d’écrans plus récents contrôlent tous les pixels différemment. En bref, les LCD sont éclairés par un rétroéclairage, et les pixels sont allumés et éteints électroniquement tout en utilisant des cristaux liquides pour faire tourner la lumière polarisée. Un filtre en verre polarisant est placé devant et derrière tous les pixels, le filtre avant étant placé à 90 degrés. Entre les deux filtres se trouvent les cristaux liquides, qui peuvent être allumés et éteints électroniquement.
Les LCD sont fabriqués avec une grille d’affichage à matrice passive ou à matrice active. Le LCD à matrice active est également connu sous le nom d’écran à transistors à couche mince (TFT). L’écran LCD à matrice passive possède une grille de conducteurs avec des pixels situés à chaque intersection de la grille. Un courant est envoyé entre deux conducteurs de la grille pour contrôler la lumière de chaque pixel. Une matrice active possède un transistor situé à chaque intersection de pixel, nécessitant moins de courant pour contrôler la luminance d’un pixel. Pour cette raison, le courant dans un écran à matrice active peut être activé et désactivé plus fréquemment, améliorant ainsi le temps de rafraîchissement de l’écran.
Certains LCD à matrice passive ont un double balayage, ce qui signifie qu’ils balaient la grille deux fois avec du courant dans le même temps qu’il fallait pour un balayage dans la technologie originale. Cependant, la matrice active reste une technologie supérieure sur les deux.
Types d’écrans LCD
Les types d’écrans LCD incluent :
- Twisted Nematic (TN)- qui sont peu coûteux tout en ayant des temps de réponse élevés. Cependant, les écrans TN ont des rapports de contraste, des angles de vision et des contrastes de couleurs faibles.
- Les écrans à commutation de panneaux (IPS Panels)- qui se vantent d’avoir des rapports de contraste, des angles de vision et des contrastes de couleurs bien meilleurs par rapport aux écrans LCD TN.
- Les panneaux à alignement vertical (VA Panels)- qui sont considérés comme une qualité moyenne entre les écrans TN et IPS.
- La commutation de champ de frange avancée (AFFS)- qui est un performant par rapport aux écrans IPS dans la gamme de reproduction des couleurs.
LCD vs OLED vs QLED
Les LCD sont maintenant dépassés par d’autres technologies d’affichage, mais ne sont pas complètement laissés dans le passé. Régulièrement, les LCD ont été remplacés par les OLED, ou diodes électroluminescentes organiques.
Les OLED utilisent un seul panneau de verre ou de plastique, par rapport aux LCD qui en utilisent deux. Parce qu’une OLED n’a pas besoin d’un rétroéclairage comme un LCD, les appareils OLED tels que les téléviseurs sont généralement beaucoup plus minces, et ont des noirs beaucoup plus profonds, car chaque pixel d’un écran OLED est éclairé individuellement. Si l’écran est principalement noir dans un écran LCD, mais que seule une petite partie doit être éclairée, l’ensemble du panneau arrière est toujours éclairé, ce qui entraîne une fuite de lumière sur la face avant de l’écran. Un écran OLED évite ce problème, tout en offrant un meilleur contraste et de meilleurs angles de vision et en consommant moins d’énergie. Avec un panneau en plastique, un écran OLED peut être plié et replié sur lui-même tout en continuant à fonctionner. Cela peut être vu dans les smartphones, tels que le controversé Galaxy Fold ; ou dans l’iPhone X, qui pliera le bas de l’écran sur lui-même afin que le câble ruban de l’écran puisse atteindre l’intérieur vers le téléphone, éliminant ainsi le besoin d’un bezel inférieur.
Cependant, les écrans OLED ont tendance à être plus chers et peuvent souffrir de brûlures, comme les écrans à base de plasma.
QLED signifie diode électroluminescente quantique et LED à points quantiques. Les écrans QLED ont été développés par Samsung et peuvent être trouvés dans les téléviseurs les plus récents. Les QLED fonctionnent de la manière la plus similaire aux écrans LCD, et peuvent toujours être considérés comme un type d’écran LCD. Les QLED ajoutent une couche de film à points quantiques à un LCD, ce qui augmente considérablement les couleurs et la luminosité par rapport aux autres LCD. Le film à points quantiques est composé de petites particules cristallines semi-conductrices. Les particules semi-conductrices cristallines peuvent être contrôlées pour leur sortie de couleur.
Lorsque l’on décide entre un écran QLED et un écran OLED, les QLED ont beaucoup plus de luminosité et ne sont pas affectés par le burn-in. Cependant, les écrans OLED ont toujours un meilleur rapport de contraste et des noirs plus profonds que les QLED.