Qu’est que le LCD ?

Développée au début des années 1970, la technologie LCD (Liquid Crystal Display – écran à cristaux liquides) n’est réellement utilisée qu’à partir de la fin des années 1990 pour les écrans des ordinateurs et au début des années 2000 pour les téléviseurs.

La technologie LCD procède par filtrage de la lumière pour afficher les images à l’écran, en exploitant deux propriétés spécifiques des cristaux liquides : leur faculté à être orientés lorsqu’ils sont soumis à un courant électrique et leur capacité à modifier ainsi la polarisation de la lumière qu’ils laissent passer.

Principe de fonctionnement d’un écran LCD
La dalle d’un téléviseur LCD est constituée d’une couche de cristaux liquides placée entre deux électrodes, de part et d’autre de laquelle sont plaqués deux filtres polarisants, l’un polarisant la lumière horizontalement, l’autre verticalement. Une source lumineuse – le rétro-éclairage – est placée à l’arrière de la dalle.
Tant qu’aucune tension n’est appliquée aux électrodes pour orienter les cristaux liquides des pixels, la lumière ne peut pas traverser les cellules.
Polarisée horizontalement à l’entrée de la dalle LCD, elle se heurte en effet au filtre polarisant vertical en sortie.
Chaque pixel reste noir. En appliquant une tension aux électrodes et en la faisant varier, on fait pivoter de manière variable les cristaux liquides de chaque cellule.
Ceux-ci modifient ainsi la polarisation initiale de la lumière de telle sorte qu’elle puisse passer en plus ou moins grande quantité le second filtre polarisant.
La tension appliquée qui détermine l’inclinaison des cristaux liquide modifie ainsi le niveau de luminosité de chaque pixel et permet d’afficher une image en niveaux de gris, chaque pixel « fermé » restant noir.

Dans le domaine de la vidéo, l’affichage des images en couleurs s’effectue par synthèse additive des trois couleurs primaires (rouge, vert et bleu).
Chaque pixel de l’écran d’un téléviseur LCD est donc constitué de trois cellules (une par couleur primaire), baptisées également sous-pixels, contenant des cristaux liquides et ne laissant passer que l’une des trois composantes de la lumière.
En faisant varier l’intensité de la lumière traversant chacun des trois sous-pixels, on obtient pour chaque pixel une teinte spécifique.

Les différents types de dalles LCD
La technologie LCD a beaucoup évolué depuis sa création, notamment à la faveur de la concurrence que se sont livrée les différents fabricants de téléviseurs depuis le début des années 2000.
Plusieurs types de dalles LCD se sont succédé dans les téléviseurs, caractérisés par la forme et les propriétés des cristaux liquides employés, avec une incidence directe sur la qualité d’image (luminosité et contraste notamment) ainsi que l’amplitude de l’angle de visualisation horizontal et vertical.
On distingue deux types de dalles LCD aujourd’hui : les dalles IPS (In plane Switching) et les dalles VA (Vertical Alignment), déclinées en différentes variantes selon les fabricants.

Les dalles IPS
Les dalles LCD IPS exploitent des cellules dans lesquelles, au repos (en l’absence de courant), les cristaux liquides sont alignés sur un axe parallèle au plan de l’écran.
Cette technologie est principalement exploitée par LG, Panasonic et Sony.
Le premier avantage des dalles IPS est d’assurer une diffusion uniforme de la lumière selon des angles de vision très large.
Cela permet aux spectateurs de profiter d’une qualité d’image homogène, même lorsqu’ils ne sont pas situés rigoureusement en face de l’écran.
Les dalles LCD IPS offrent par ailleurs un très bon rendu des couleurs, avec des teintes naturelles et réalistes.
Elles ont cependant pour défaut de moins bien bloquer la lumière dans l’axe, ce qui se traduit à l’image par un noir moins profond, paraissant plutôt gris foncé dans l’obscurité, et un taux de contraste plus faible que celui des dalles de type VA.
Ce défaut peut être compensé cependant par l’utilisation d’un rétroéclairage local bien maîtrisé (local dimming).
Les dalles IPS peuvent également souffrir d’un temps de réponse assez élevé (le changement d’état d’un pixel – allumé/éteint – est plus lent que sur une dalle VA), ce qui peut générer du flou sur les images en mouvement.

Les dalles VA
Les dalles LCD VA exploitent des cellules dans lesquelles, au repos, les cristaux liquides sont alignés sur un axe perpendiculaire au plan de l’écran.
Cette technologie est largement exploitée par Samsung, ainsi que par AU Optronics qui fournit des dalles à de nombreux fabricants de téléviseurs.
Le principal atout des dalles LCD VA est leur efficacité à bloquer le passage de la lumière, ce qui leur permet de produire un noir plus profond que les dalles IPS et d’offrir par conséquent un taux de contraste plus élevé.
Dans l’obscurité, les noirs ne paraissent pas gris foncé ou délavés, ou alors très peu.
Par contre, l’alignement vertical des cristaux liquide dans les cellules entraîne une diminution des angles de visualisation optimum de l’image.
La qualité de l’image se dégrade ainsi plus vite que sur une dalle IPS lorsqu’on s’écarte de l’axe de l’écran.

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