LCD (Liquid Crystal Display) is een type plat beeldscherm dat gebruik maakt van vloeibare kristallen in zijn primaire vorm van werking. LCD’s hebben een groot en gevarieerd aantal gebruiksmogelijkheden voor consumenten en bedrijven, aangezien ze vaak te vinden zijn in smartphones, televisies, computermonitoren en instrumentenpanelen.
LCD’s waren een grote sprong voorwaarts ten opzichte van de technologie die ze vervingen, waaronder lichtemitterende diodes (LED’s) en gasplasmaschermen. Dankzij lcd’s konden displays veel dunner zijn dan de kathodestraalbuistechnologie (CRT). LCD’s verbruiken veel minder stroom dan LED- en gasdisplay-schermen omdat zij werken volgens het principe van het blokkeren van licht in plaats van het uit te stralen. Waar een LED licht uitzendt, produceren de vloeibare kristallen in een LCD een beeld met behulp van een achtergrondverlichting.
Nadat LCD’s oudere displaytechnologieën hebben vervangen, worden LCD’s nu vervangen door nieuwe displaytechnologieën zoals OLED’s.
Hoe LCD’s werken
Een display is opgebouwd uit miljoenen pixels. De kwaliteit van een beeldscherm verwijst meestal naar het aantal pixels; een 4K-beeldscherm bestaat bijvoorbeeld uit 3840 x2160 of 4096×2160 pixels. Een pixel bestaat uit drie subpixels: een rode, een blauwe en een groene, gewoonlijk RGB genoemd. Wanneer de subpixels in een pixel van kleurcombinatie veranderen, kan een andere kleur worden geproduceerd. Als alle pixels op een beeldscherm samenwerken, kan het beeldscherm miljoenen verschillende kleuren maken. Wanneer de pixels snel aan en uit worden geschakeld, ontstaat een beeld.
De manier waarop een pixel wordt aangestuurd is bij elk type display anders; CRT, LED, LCD en nieuwere typen displays sturen de pixels allemaal anders aan. In het kort komt het erop neer dat LCD’s worden verlicht door een achtergrondverlichting, en dat pixels elektronisch worden in- en uitgeschakeld terwijl vloeibare kristallen worden gebruikt om gepolariseerd licht te draaien. Een polariserend glasfilter wordt voor en achter alle pixels geplaatst, het voorste filter wordt in een hoek van 90 graden geplaatst. Tussen beide filters bevinden zich de vloeibare kristallen, die elektronisch aan en uit kunnen worden geschakeld.
LCD’s worden gemaakt met een passief matrix of een actief matrix beeldschermraster. De actieve matrix LCD staat ook bekend als een dunne film transistor (TFT) display. De passieve matrix-LCD heeft een raster van geleiders met pixels op elk kruispunt in het raster. Een stroom wordt over twee geleiders in het raster gestuurd om het licht voor een pixel te regelen. Een actieve matrix heeft een transistor op elk pixelkruispunt, waardoor minder stroom nodig is om de luminantie van een pixel te regelen. Daarom kan de stroom in een actieve matrix display vaker worden in- en uitgeschakeld, wat de schermverversingstijd verbetert.
Sommige passieve matrix LCD’s hebben dual scanning, wat betekent dat ze het raster tweemaal met stroom scannen in dezelfde tijd die nodig was voor één scan in de oorspronkelijke technologie. Actieve matrix is echter nog steeds een superieure technologie.
Typen LCD’s
Typen LCD’s zijn onder meer:
- Twisted Nematic (TN)- deze zijn goedkoop en hebben een hoge responstijd. TN-displays hebben echter lage contrastverhoudingen, kijkhoeken en kleurcontrasten.
- In Panel Switching-displays (IPS Panels)- die veel betere contrastverhoudingen, kijkhoeken en kleurcontrasten hebben in vergelijking met TN LCD’s.
- Vertical Alignment Panels (VA Panels)- die worden gezien als een middenkwaliteit tussen TN- en IPS-displays.
- Advanced Fringe Field Switching (AFFS)- een topprestatie in vergelijking met IPS-schermen op het gebied van kleurweergave.
LCD vs OLED vs QLED
LCD’s worden nu voorbijgestreefd door andere weergavetechnologieën, maar blijven niet helemaal achter in het verleden. Gestaag worden LCD’s vervangen door OLED’s, of organische lichtemitterende diodes.
OlED’s gebruiken een enkel glas- of kunststofpaneel, vergeleken met LCD’s die er twee gebruiken. Omdat een OLED geen achtergrondverlichting nodig heeft zoals een LCD, zijn OLED-apparaten zoals televisies doorgaans veel dunner en hebben ze veel diepere zwarttinten, omdat elke pixel in een OLED-scherm afzonderlijk wordt verlicht. Als het display bij een LCD-scherm grotendeels zwart is, maar slechts een klein deel hoeft te worden verlicht, wordt toch de hele achterkant verlicht, wat leidt tot lichtlekkage aan de voorkant van het scherm. Een OLED-scherm voorkomt dit, en heeft bovendien een beter contrast en betere kijkhoeken en een lager stroomverbruik. Met een plastic paneel kan een OLED-scherm worden gebogen en over zichzelf worden gevouwen en nog steeds werken. Dit is te zien in smartphones, zoals de controversiële Galaxy Fold; of in de iPhone X, die de onderkant van het scherm over zichzelf heen buigt, zodat de lintkabel van het scherm naar de telefoon kan reiken, waardoor er geen rand aan de onderkant nodig is.
Oled-schermen zijn echter duurder en kunnen last hebben van inbranden, net als plasmaschermen.
QLED staat voor quantum light-emitting diode en quantum dot LED. QLED-schermen zijn ontwikkeld door Samsung en zijn te vinden in nieuwere televisies. QLED’s werken het meest vergelijkbaar met LCD’s, en kunnen nog steeds worden beschouwd als een soort LCD. QLED’s voegen een laag quantum dot film toe aan een LCD, waardoor de kleur en de helderheid drastisch toenemen in vergelijking met andere LCD’s. De quantum dot-film bestaat uit kleine kristal-halfgeleiderdeeltjes. De kristal-halfgeleiderdeeltjes kunnen worden aangestuurd voor hun kleurweergave.
Bij de keuze tussen een QLED- en een OLED-display hebben QLED’s veel meer helderheid en hebben ze geen last van inbranden. OLED-schermen hebben echter nog steeds een betere contrastverhouding en diepere zwarttinten dan QLED’s.