Inleiding
Led-tv, miniled, oled qd-oled en microled: al deze technologieën hebben ‘led’ met elkaar gemeen, maar technisch zijn de verschillen groot. Sommige zijn al jaren op de markt, andere nog (verre) toekomstmuziek. Microled lijkt technologie technologisch de grootste vooruitgang te bieden én is – volgens sommige fabrikanten – bovendien bijna klaar voor consumentengebruik. Maar qd-oled lijkt ook goede papieren te hebben. Hoe staat het ervoor in LED-land?
De Light Emitting Diode, kortweg LED, is een diode die licht uitstraalt wanneer er een elektrische stroom doorheen gestuurd wordt. De uitvinding van de led stamt uit het begin van de jaren zestig van de vorige eeuw; al decennia vinden we leds dan ook terug als indicatorlampjes bij veel elektrische apparaten. Vooral de afgelopen tien jaar is de ontwikkeling van led-technologie in een stroomversnelling gekomen. Inmiddels worden leds ingezet als standaardverlichting bij tal van verschillende toepassingen, variërend van auto’s en fietsen tot als lichtbron in de huiskamer.
Doordat moderne leds een hoog rendement hebben, compact van formaat zijn en combinaties van verschillend gekleurde leds naadloos vele kleurentinten kunnen genereren, heeft led-technologie de oude gloeilamp en fluorescentielampen grotendeels vervangen. Niet alleen bij de peertjes die we in onze plafondlampen draaien, maar eerder ook al in beeldschermen.
LCD met LED-verlichting
De eerste beeldschermen waarbij led-technologie werd toegepast waren lcd-monitoren en televisies. Liquid crystal displays produceren zelf geen licht, maar worden door een backlight dat van achteren (vandaar de naam), dat wit licht dóór het lcd-paneel schijnt. Het witte licht van de backlight bevat een mix van het zichtbare kleurspectrum, dat uiteenloopt van circa 450 nm (blauw) tot 750 nm (rood). De rode, groene en blauwe kleurfilters van het lcd-paneel zorgen ervoor dat dit licht deels of geheel wordt doorgelaten.
In eerste instantie werden vooral ccfl-buizen (cold cathode fluorescent light) als backlight gebruikt, een type gasontladingslamp die familie is van de bekende tl-buis. Ruim tien jaar geleden kwamen de eerste lcd-monitoren en televisies op de markt die gebruik maakten van leds in plaats van ccfl-lampen voor de verlichting van het scherm. Ledverlichting biedt een aantal voordelen boven ccfl, waarvan de belangrijkste het lagere energieverbruik is, iets waar producenten van monitoren en tv’s omwille van energielabels gevoelig voor waren en zijn. Daarnaast maken leds – afhankelijk van de implementatie – een groter kleurbereik en local dimming mogelijk, wat de beeldkwaliteit verbetert. Leds maken het daarnaast ook mogelijk om de backlight-modules dunner uit te voeren, wat voor het design van monitoren en tv’s grote impact had, met een race naar ultradunne schermen tot gevolg.
Tweemaal dezelfde tv, boven met het lcd-paneel verwijderd zodat de full-array led-backlight zichtbaar is. De leds zorgen ervoor dat het lcd-scherm oplicht en het beeld zichtbaar is.
Hoewel led-technologie bij lcd-schermen letterlijk een rol in de achtergrond bekleedt, zagen televisiefabrikanten een mooie mogelijkheid om hun nieuwe led-backlight tv’s in aan te prijzen als iets écht anders dan traditionele lcd-modellen. En zo werd ruim tien jaar geleden de ‘LED TV’ geboren. Een feitelijk onjuiste, maar helaas inmiddels ingeburgerde, aanduiding voor lcd-televisies met leds als achtergrondverlichting.
Eenzelfde ontwikkeling zien we recent met de opkomst van ‘mini led’ monitoren en tv’s. Ook hier gaat het om lcd-schermen, zij het voorzien van een fijnmazig full array local dimming (FALD) backlight. Het verschil tussen normale fald-schermen en miniled-modellen zit in de grootte en het aantal ledjes: bij miniled-schermen zijn de leds doorgaans kleiner en zijn het er vaak duizend of meer, terwijl het bij normale fald-schermen doorgaans om maximaal enkele honderden leds gaat.
Backlight bepaalt kleurbereik
Er zijn meerdere manieren om leds in te zetten als achtergrondverlichting voor lcd-schermen. De goedkoopste manier is het gebruik van witte leds. Witte leds zijn feitelijk blauwe leds, voorzien van een gele fosforcoating die het blauwe licht omzet in wit licht. Een beperking van deze aanpak is dat het ‘witte’ licht niet alle golflengten van het zichtbare spectrum in gelijke mate bevat, maar overmatig veel blauwe energie, en weinig gele en rode energie. In de praktijk kan dat zich uiten in de vorm van beperkte kleurweergave, waarbij de maximale kleurverzadiging kleiner is dan bij toepassing van een lichtbron met een groter spectrum.
Om die reden zijn er ook schermen die gebruik maken van andere typen ledverlichting. In eerste instantie werden high-end monitoren en televisies voorzien van rgb-leds, waarbij de backlight niet uit witte, maar uit rode, groene en blauwe leds bestond. Door deze drie kleuren te mengen ontstaat ook wit licht, maar met een groter bereik dan dat van witte leds. Deze rgb-technologie had echter een aantal nadelen, waaronder de kostprijs, het energieverbruik en het feit dat de drie kleuren niet gelijkmatig verouderen, waardoor na verloop van tijd een verandering van de kleurbalans optreedt.
Een ander alternatief voor blauwe leds met een gele fosforcoating is het gebruik van blauwe en groene leds met een rode fosforcoating. Het resulterende witte licht dat deze leds produceren bevat meer evenwichtige rode, groene en blauwe pieken in het lichtspectrum, waardoor een groter kleurbereik behaald wordt.
