Fonctionnement du téléviseur LCD

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Nous expliquons le fonctionnement des téléviseurs LCD et les différences entre les modèles traditionnels et LED

Cela peut sembler exagéré, mais les écrans LCD sont partout de nos jours. Le fait est que, sous leurs différentes formes, les écrans LCD sont dans tout, des montres aux téléphones, en passant par les projecteurs vidéo et, bien sûr, les téléviseurs. En ce qui concerne les téléviseurs, les écrans LCD sont souvent appelés à tort téléviseurs LED, mais en fait, les téléviseurs LED dont nous entendons parler n'utilisent que des LED pour fournir la lumière qui brille à travers le panneau LCD.



Dans l'état actuel des choses, l'écran LCD est la technologie dominante dans les téléviseurs. Les téléviseurs plasma et les téléviseurs OLED sont tous deux des marchés beaucoup plus petits, avec du plasma en voie de disparition, et l'OLED commence tout juste à être introduit en volume et à des prix abordables (enfin presque) pour les gens normaux.

Histoire des téléviseurs LCD

Bien que nous regardions ici les téléviseurs et la technologie télévisuelle, il vaut la peine de comprendre ce qu'est une révolution LCD en termes généraux. La découverte des cristaux liquides remonte à 1888, ce qui est quelque peu stupéfiant. Comme de nombreuses découvertes, le scientifique à l'époque Friedrich Reinitzer a attiré beaucoup d'attention sur ce qu'il a trouvé lors de l'extraction du cholestérol des carottes. Le problème était que personne ne pouvait penser à quoi que ce soit à voir avec cette nouvelle technologie.





Plusieurs années plus tard, après la poursuite des travaux sur ces cristaux liquides, en 1936, la Marconi Wireless Telegraph Company allait breveter la `` valve de lumière à cristaux liquides '', qui était la première fois qu'un affichage était créé en bloquant sélectivement la lumière.



Les écrans LCD seraient, à terme, un élément majeur de la technologie. Les montres, les calculatrices, les ordinateurs portables, les téléphones portables et les voitures en incluraient un ou plusieurs. Évidemment, il y a une différence entre l'écran d'une calculatrice et celui d'un téléviseur. D'une part, une calculatrice n'a généralement pas de rétro-éclairage. Au lieu de cela, les lumières passent de l'avant, là où se trouve l'utilisateur, et sont ensuite réfléchies à travers une surface réfléchissante. Dans un téléviseur, il y a un rétro-éclairage qui fournit cette source de lumière.

Et, bien sûr, les écrans LCD des calculatrices sont constitués de grandes surfaces de cristaux liquides et ne sont généralement pas de couleur. Les téléviseurs et autres écrans utilisent des pixels de différentes couleurs pour produire une image. C'est la même méthode de production d'une image qui existe depuis les premiers téléviseurs couleur à tube cathodique.



Le développement le plus important s'est produit en 1972, lorsque Westinghouse a produit le premier écran à matrice active. Dans un affichage à matrice active, chaque pixel est contrôlé individuellement, ce qui est essentiel pour utiliser un écran LCD pour créer une image complexe à haute résolution telle que vue sur un écran d'ordinateur, un téléphone ou un téléviseur.

En 1988, Sharp a vendu un téléviseur LCD 14 pouces en tant que produit d'intérêt spécial, tout comme le téléviseur OLED XEL-1 de Sony, il n'a jamais été vraiment destiné à être un produit de masse, et était plus quelque chose que les riches pouvaient acheter pour donner à leur maison un aspect intéressant. . En 2004, la technologie était beaucoup plus viable et de petits téléviseurs LCD étaient en vente, bien que leur prix signifiait encore que la plupart des gens achèteraient toujours un tube cathodique.

En 2007, les choses bougeaient cependant et pour la première fois, les ventes de téléviseurs LCD dépassaient celles des téléviseurs à tube cathodique. Les gens voulaient ces téléviseurs à écran plat et une révolution a commencé qui a tué le CRT en quelques années, inauguré en HD, 3D et plus tard 4K.

Comment fonctionne la TV LCD?

Les téléviseurs LCD fonctionnent tous de la même manière. À l'arrière de l'ensemble se trouve un rétro-éclairage, qui est allumé en permanence, produisant la lumière que vous voyez. Devant le rétro-éclairage, deux filtres polarisants. Le premier bloque toutes les ondes lumineuses verticales, le second, tourné de 90 degrés, bloque toutes les ondes lumineuses horizontales. Ensemble, alors, ils bloquent toute la lumière du rétro-éclairage, créant un écran complètement vide.

Cela ne sert à rien, évidemment, mais c'est là que la couche de cristaux liquides entre en jeu. Dans leur état naturel, un cristal liquide est tordu, changeant l'orientation de la lumière. Cela signifie que la lumière peut passer à travers le deuxième filtre, créant un écran complètement blanc. Pour contrôler la lumière à travers le filtre, une tension est appliquée à chaque cristal liquide. Le contrôle de la tension contrôle la torsion et contrôle donc la quantité de lumière qui traverse le deuxième filtre. En utilisant ce système et un cristal liquide par pixel, vous pouvez créer une image en noir et blanc avec des nuances de gris.

Afin de produire une image en couleur, chaque pixel est en fait composé de trois sous-pixels. Celles-ci reposent respectivement derrière un filtre de couleur rouge, vert et bleu: contrôler la lumière qui traverse chacun de ces sous-pixels permet au téléviseur de produire une image avec des milliers de couleurs. Le gros inconvénient de cette technologie est que les filtres ne sont pas capables de bloquer complètement toute la lumière, donc avec un rétro-éclairage permanent, il y a toujours un peu de saignement et, selon la qualité de l'ensemble, les noirs peuvent ressembler davantage à du gris foncé.


Il existe deux types de panneaux LCD utilisés aujourd'hui, le premier est appelé «nématique torsadé» ou TN, et il nécessite une tension provenant d'une électrode au-dessus et en dessous du panneau LCD. La deuxième technologie est appelée «commutation dans le plan» et utilise à la place deux électrodes sur un côté du panneau.

Les panneaux IPS sont très courants maintenant, car ils ont des angles de vision bien meilleurs et une reproduction des couleurs plus fidèle. Les panneaux TN sont beaucoup utilisés, mais généralement dans des écrans moins chers. Ils sont encore courants sur les écrans d'ordinateur, en particulier ceux destinés aux joueurs qui apprécient les temps de réponse faibles par rapport à la qualité d'image.

Types de rétroéclairage

Les premiers téléviseurs LCD étaient éclairés par quelque chose appelé CCFL ou lampes fluorescentes à cathode froide. Ce sont essentiellement les mêmes types de tubes que ceux que vous trouveriez pour l'éclairage d'un bureau, bien qu'ils soient plus petits lorsqu'ils sont utilisés dans un téléviseur. La technologie fonctionne en produisant une lumière ultraviolette, qui excite ensuite un revêtement blanc à l'intérieur du tube, le faisant briller.

Dans un téléviseur CCFL, vous obtiendrez un certain nombre de ces tubes, disposés pour distribuer la lumière aussi uniformément que possible. Un diffuseur de lumière installé entre les tubes CCFL et le panneau LCD lui-même aiderait à garantir que la lumière avait le moins de points «chauds» possible. Au début des écrans LCD, les bons téléviseurs étaient ceux qui avaient le flux lumineux le plus uniforme.


Le plus gros problème avec un rétro-éclairage CCFL est qu'il manque un véritable contrôle fin. À mesure que la technologie LCD s'améliorait, il était possible de réduire les sections du rétroéclairage pour aider à maintenir les niveaux de noir. Par exemple, si le téléviseur détectait que la scène était très sombre, il atténuerait le rétroéclairage pour rendre les noirs plus encrés et faire ressortir les détails. Cependant, avec les ensembles CCFL, il y avait toujours beaucoup de lumière qui donnait à l'écran LCD un aspect gris / bleu lorsqu'il montrait un écran noir. Cela a toujours été la plus grande faiblesse des téléviseurs LCD, et par rapport aux plasmas à l'époque, ils étaient considérés comme une technologie d'affichage beaucoup moins performante, bien que les écrans LCD aient d'autres avantages par rapport aux téléviseurs plasma.

Ensuite, le rétro-éclairage LED, lui-même disponible en deux variantes. Le premier est techniquement l'éclairage de bord plutôt que le rétro-éclairage. C'est ce système qui a révolutionné les téléviseurs LCD, car il a permis aux fabricants de créer des modèles incroyablement minces. C'est ce mouvement qui a donné aux écrans LCD un coup de pouce par rapport aux téléviseurs plasma, qui étaient souvent épais, lourds et parfois même laids. Un téléviseur éclairé par LED peut être accroché au mur, ce qui a captivé l'imagination des critiques et du public.


Dans un téléviseur LCD LED à éclairage latéral, les côtés du téléviseur sont dotés d'un réseau de lumières LED blanches, cette lumière passe ensuite à travers une série de diffuseurs qui répartissent la lumière uniformément sur le panneau LCD. Dans ces téléviseurs, surtout au début, il serait assez courant d'avoir des taches lumineuses sur les bords, souvent concentrées dans les coins. Cela n'était pas souhaitable, mais sur les modèles plus chers, le rétro-éclairage était souvent très uniforme et avait fière allure. Un certain degré de contrôle de gradation était possible, donc les noirs sembleraient mieux que les téléviseurs CCFL, mais ce n'était toujours pas parfait.

Plus tard, les choses ont avancé à nouveau et nous avons eu des rétro-éclairages LED. C'était une solution plus coûteuse, mais en utilisant cette méthode, vous pouviez avoir une source de lumière directe derrière l'écran LCD. En règle générale, cela donnait l'image la plus uniforme et permettait des téléviseurs très lumineux. Cependant, il y a eu une mise à jour de cette technologie qui a également permis à ces rétro-éclairages LED d'être atténués dans les zones. Selon le nombre de LED et de zones utilisées, vous pouvez obtenir un niveau de contrôle impressionnant sur le contraste de l'image. Par exemple, dans une photo d'une pièce sombre avec une fenêtre lumineuse, le téléviseur peut atténuer toutes les zones dans les parties sombres de la pièce, pour faire ressortir les détails, mais augmenter la luminosité de la fenêtre pour faire ressortir les détails dans la partie claire de l'image. Cette technologie a permis aux niveaux de noir d'approcher pour la première fois ceux du plasma. Bien que les premiers décors utilisant cette technologie montrent parfois un halo blanc autour des objets, cela était visible au générique de fin des films.

LCD vs Plasma vs OLED

Les écrans LCD présentent plusieurs avantages. Le premier est qu'ils offrent beaucoup de luminosité, de très bonnes couleurs et une image incroyablement nette. Alors que les téléviseurs plasma avaient beaucoup à offrir, les écrans LCD étaient plus minces, plus légers et consommaient moins d'énergie. Ensuite, il y a eu le problème de brûlure, où un plasma pouvait conserver une image laissée à l'écran trop longtemps - un autre problème que l'écran LCD n'avait tout simplement pas.

Bien sûr, les plasmas avaient aussi beaucoup à gagner. Des niveaux de noir bien meilleurs étant cruciaux, et avec lui un meilleur rapport de contraste et une image plus réaliste. Les plasmas ont également un taux de rafraîchissement beaucoup plus rapide, ce qui signifie que lorsque la 3D arrive, vous obtenez moins de diaphonie. Mais plus important encore, si vous êtes un fan de sport, le plasma vous donnera une image beaucoup plus nette sur les objets en mouvement. Les angles de vision sont également bien meilleurs sur la plupart des téléviseurs plasma, et peuvent être vraiment médiocres sur les téléviseurs LCD moins chers.

En théorie cependant, OLED les surpasse tous les deux. Il prend toutes les bonnes choses sur le plasma, comme des niveaux de noir et un contraste incroyables, des taux de rafraîchissement ultra-rapides et de grands angles de vision, et les fusionne avec les forces de l'écran LCD comme la capacité de faire 4K - qui est un problème pour le plasma - et incroyable couleur et luminosité.

Il est juste de dire que les téléviseurs plasma ont eu leur temps alors que nous entrons dans un monde de 4K. Et bien que l'OLED soit très prometteur, c'est toujours le téléviseur LCD qui se bat. Ces téléviseurs sont plus beaux que jamais, et il est probable qu'ils resteront la technologie d'affichage la plus vendue pendant très longtemps.

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