Een lcd zendt geen beeld uit. Het begint met een witte achtergrondverlichting die altijd aan staat, en haalt daar vervolgens licht uit — laag voor laag, pixel voor pixel — tot wat overblijft een beeld is. Alles wat een lcd goed doet en alles wat er misgaat volgt uit dat ene feit: het zwart is niet beter dan de afscherming, en een pixel valt uit wanneer de sluiter die hem aanstuurt niet meer reageert. Deze pagina loopt de lagen op volgorde langs en laat precies zien waar dode en vastzittende pixels vandaan komen.
Op deze pagina
- Uit welke lagen bestaat een lcd-scherm? — het sandwichmodel dat van een witte lamp een beeld maakt
- Hoe sturen vloeibare kristallen het licht? — de elektrische sluiter achter elke subpixel
- Hoe maken subpixels kleur? — drie filters, en waarom je oog één kleur ziet in plaats van drie stipjes
- Wat is het verschil tussen IPS-, VA- en TN-panelen? — drie manieren om dezelfde kristallen te ordenen, met andere afwegingen
- Hoe verschilt OLED van lcd? — helemaal geen achtergrondverlichting, en wat dat verandert aan defecten
- Waarom krijgen lcd-schermen dode en vastzittende pixels? — waar in de stapel elk defect ontstaat, en welke te repareren is
- Hoe test je een lcd-scherm? — wat elke effen kleur over de lagen prijsgeeft
Uit welke lagen bestaat een lcd-scherm?
Een lcd-paneel is een stapel lagen, en het licht gaat er onderweg naar jou door allemaal heen:
- De achtergrondverlichting. Een vel witte leds achter het paneel, aan zodra het scherm aan staat. Ze verandert nooit om het beeld te vormen.
- Een diffusor. Verdeelt dat licht gelijkmatig, zodat het beeld bij de leds niet feller is.
- De eerste polarisator. Filtert het licht terug tot één enkele richting, als een spleet die alleen licht doorlaat dat één kant op trilt.
- De laag vloeibaar kristal, verdeeld in cellen — één per subpixel — elk met een eigen transistor.
- Kleurfilters. Rood, groen en blauw, één boven elke cel.
- De tweede polarisator, 90° gedraaid ten opzichte van de eerste.
De twee gekruiste polarisatoren zijn de sleutel. Op zichzelf blokkeren ze vrijwel alles: licht dat langs de eerste komt heeft voor de tweede de verkeerde richting. Het vloeibaar kristal zit ertussen en beslist per cel of het het licht draait zodat het erdoor kan.
Hoe sturen vloeibare kristallen het licht?
Vloeibare kristallen geven de techniek haar naam: een toestand van materie die stroomt als een vloeistof terwijl de moleculen uitgelijnd blijven als in een kristal. Die uitlijning valt met een kleine spanning te veranderen, en dat verandert wat er met het doorgelaten licht gebeurt.
Zonder spanning staan de moleculen in een gedraaide ordening die het licht onderweg 90° draait — waarmee het precies past bij de tweede polarisator. Het licht komt erdoor en de subpixel licht op.
Met spanning gaan de moleculen rechtop staan. Het licht wordt niet meer gedraaid, raakt de tweede polarisator in de verkeerde richting en wordt tegengehouden. De subpixel gaat uit. Varieer je de spanning daartussen, dan varieer je de helderheid vloeiend, en zo maakt een paneel tinten in plaats van alleen aan en uit.
Elke subpixel is dus een elektrisch bediende sluiter, en het paneel bestaat uit miljoenen ervan die onafhankelijk werken. Hier maakt niets licht — elke cel kan alleen aftrekken van de achtergrondverlichting erachter. Daarom is lcd-zwart in werkelijkheid heel donkergrijs, en daarom laat een volledig donkere kamer het verschil zien. Onze schermcontrasttest laat zien hoe goed jouw paneel die donkere tinten scheidt.
Hoe maken subpixels kleur?
Elke pixel bestaat uit drie subpixels naast elkaar, elk met een kleurfilter erboven: één rood, één groen, één blauw. De cel met vloeibaar kristal erachter bepaalt hoeveel licht erdoor komt, en je oog mengt de drie tot één waargenomen kleur omdat ze op normale kijkafstand veel te klein zijn om apart te onderscheiden.
Alle drie op volle sterkte geeft wit. Alle drie dicht geeft zwart. Rood en groen met blauw dicht geeft geel; groen en blauw geeft cyaan. Met 256 niveaus per subpixel zijn dat ruwweg 16,7 miljoen combinaties, en daar komen de „16,7 miljoen kleuren” op een specificatieblad vandaan.
Moderne telefoonpanelen persen er meer dan 300 pixels per inch in, ongeveer het punt waarop het menselijk oog op armlengte geen losse stipjes meer onderscheidt. Diezelfde dichtheid is ook de reden dat één kapotte subpixel op een telefoon veel moeilijker te vinden is dan hetzelfde defect op een groot, grof tv-paneel.
Wat is het verschil tussen IPS-, VA- en TN-panelen?
Alle drie zijn lcd's die de bovenstaande lagen gebruiken. Wat verschilt is hoe de kristallen geordend zijn en welke kant ze op bewegen, en dat levert echt verschillende schermen op:
- IPS legt de kristallen evenwijdig aan het paneel en draait ze in dat vlak. De beste kleurnauwkeurigheid en veruit de beste kijkhoeken, waarom het domineert bij telefoons, tablets en alles wat voor ontwerpwerk wordt gebruikt. Van oudsher trager, al is modern IPS snel genoeg voor de meeste games.
- VA zet ze loodrecht op het paneel. Blokkeert licht veel effectiever als het dicht staat, dus het contrast ligt veel hoger en zwart ziet er echt donker uit — de gebruikelijke keuze voor televisies. De keerzijde is kleurverschuiving zodra je van het midden af beweegt.
- TN is de oorspronkelijke gedraaide ordening. Goedkoop en heel snel, maar met merkbaar slechtere kleuren en kijkhoeken. Nu vooral beperkt tot budgetmodellen en gamingschermen met hoge verversingssnelheid.
Het paneeltype verandert ook welke pixelgebreken je mag verwachten. Goedkopere panelen laten er meestal meer zien, simpelweg omdat de fabricagetoleranties ruimer zijn.
Hoe verschilt OLED van lcd?
OLED schrapt de achtergrondverlichting, de polarisatoren en het vloeibaar kristal helemaal. Elke subpixel is een organische verbinding die zelf licht maakt zodra er stroom doorheen gaat. Om zwart te tonen gaat een OLED-pixel simpelweg uit — er zit geen lamp achter om tegen te houden, dus zwart is echt zwart en het contrast is in feite onbeperkt.
Dat verschil verandert hoe de twee technieken kapotgaan, en dat telt zwaar als je een defect probeert te duiden:
- Lcd gaat kapot richting vastzittende pixels. Een kristalcel die niet meer reageert laat achtergrondlicht door waar hij zou moeten blokkeren, wat een permanent oplichtend stipje geeft — vaak te herstellen.
- OLED gaat kapot richting dode pixels. Er is geen achtergrondlicht dat kan lekken, dus een falende subpixel gaat uit in plaats van aan — en is niet te herstellen.
- OLED veroudert bovendien ongelijkmatig. De organische verbindingen dimmen bij gebruik en blauw dimt het snelst, en dat is wat inbranden veroorzaakt. Lcd doet dat niet.
Pixelgebreken op OLED behandelt waarom de lcd-oplossingen er niet werken.
Waarom krijgen lcd-schermen dode en vastzittende pixels?
Nu verklaart de structuur de gebreken precies. Elke subpixel hangt van zijn eigen dunnefilmtransistor af, en een 1080p-paneel bevat er zo'n zes miljoen.
Een dode pixel is een transistor die helemaal geen stroom meer levert. De cel is niet aan te sturen, alle drie de subpixels blijven donker, en de pixel leest als een zwart spikkeltje. Er is niets meer om een signaal naartoe te sturen, en precies daarom kan geen enkele software hem terughalen.
Een vastzittende pixel is een transistor die nog stroom heeft maar niet meer schakelt. De cel staat bevroren in één stand en laat een vaste hoeveelheid licht door zijn kleurfilter, wat het paneel ook opgedragen krijgt te tonen. Omdat de elektronica nog leeft, kan er in hoog tempo kleuren doorheen sturen hem soms losschudden — en daar berust de hele knippermethode op.
Backlight bleed is iets heel anders, en wordt voortdurend voor een pixelgebrek aangezien. Het is licht dat ontsnapt langs de randen van het paneel, waar de lagen niet perfect aansluiten, zichtbaar als lichtere plekken in de hoeken van een zwart scherm. Geen enkele pixel is defect en geen enkele software verandert eraan.
Hoe test je een lcd-scherm?
De structuur kennen maakt testen eenvoudig, want elke schermvullende kleur ondervraagt een andere laag:
- Zwart legt alles bloot wat licht doorlaat terwijl het dat niet zou moeten: vastzittende pixels, backlight bleed en clouding.
- Wit legt alles bloot wat geen licht doorlaat: dode pixels en stof op het glas.
- Rood, groen en blauw isoleren afzonderlijke subpixels. Eén kapotte subpixel verstopt zich op zijn eigen kleur en is op de andere twee duidelijk zichtbaar.
- Grijs legt problemen met gelijkmatigheid en banding in de achtergrondverlichting bloot.
Hoe je een dodepixeltest uitvoert behandelt de voorbereiding die het resultaat betrouwbaar maakt, en onze gids voor de gezondheid van lcd-schermen vult de pixeltest aan met controles op contrast, gelijkmatigheid en achtergrondverlichting.
