LCD Panel Types Explored

Auteur: Adam Simmons
Laatst bijgewerkt: 3 november 2020

Inleiding

De meeste mensen zijn wel bekend met het feit dat er monitoren zijn met verschillende resoluties en schermformaten, dat ze een mat of glanzend schermoppervlak kunnen hebben en dat ze specifieke functies kunnen bieden, zoals 120Hz-verversingssnelheden en 3D-mogelijkheden. Het scala aan beeldschermen en de variatie in specificaties kan nogal ontmoedigend zijn en bovendien kunt u niet altijd vertrouwen op de cijfers ‘op papier’. Een fundamenteel belangrijk aspect van een LCD-monitor dat bepaalt hoe hij presteert en wat voor soort taken hij het beste kan uitvoeren, is het type paneel. Hoewel er verschillende onderverdelingen zijn, vallen alle moderne schermen over het algemeen in een van de drie categorieën met verschillende prestatiekenmerken.

TN (Twisted Nematic)-panelen

De TN-paneelmonitor is al enkele jaren het meest gangbare op de markt. Fabrikanten zullen er vaak op gebrand zijn om in hun specificaties aan te geven of er een “alternatief” soort paneel wordt gebruikt; in geval van twijfel moet worden aangenomen dat het TN is. De algemene kenmerken zijn de relatief lage fabricagekosten en het relatief hoge reactievermogen; de pixels veranderen snel van toestand, waardoor bewegende beelden vloeiender overkomen. Sommige Twisted Nematic-beeldschermen hebben een dubbele vernieuwingsfrequentie (120 Hz in plaats van 60 Hz), waardoor ze kunnen profiteren van “actieve 3D-shutter”-technologieën en elke seconde twee keer zoveel informatie kunnen weergeven voor een vloeiender spelervaring. Dit is nu verder gegaan, met meer recente releases die een 144Hz of hogere verversingssnelheid hebben en dit puur richten op een vloeiende 2D in plaats van 3D (stereoscopische bril) ervaring.

De Acer XN253Q X – een 240Hz TN-paneelmonitor

Hoewel het in de loop der jaren op dit gebied met sprongen vooruit is gegaan, worden de beeldprestaties vaak beschouwd als een relatief zwak punt van TN-technologie. Een goede TN-monitor kan een helder en levendig beeld leveren met een respectabel contrast – doorgaans 1000:1 met een ‘dynamisch contrast’-modus uitgeschakeld. Het grootste nadeel is de relatief beperkte kijkhoek. Deze worden vaak aangegeven als 170° horizontaal en 160° verticaal, wat slechts marginaal lager is dan wat voor andere paneeltechnologieën wordt aangegeven. In werkelijkheid ziet u een duidelijke verandering in kleur en zelfs ‘inversie’ als u het scherm van opzij, maar vooral ook van boven of onder bekijkt. Deze verschuiving wordt in de onderstaande video gedemonstreerd op wat wordt beschouwd als een van de meer capabele TN-monitoren (de Dell S2719DGF).

Vooral bij grotere TN-modellen, maar niet uitsluitend, hebben de relatief beperkte kijkhoeken ook gevolgen voor de prestaties als u recht voor u zit. Uw ogen hebben een andere kijkhoek als u naar het midden van het scherm kijkt dan als u naar de randgebieden kijkt. Afhankelijk van de positie op het scherm wordt een bepaalde tint anders weergegeven – vooral donkerder (meer verzadigd en hoger waargenomen gamma) naar de bovenkant van het scherm en lichter (minder verzadigd en lager waargenomen gamma) naar de onderkant. Dit heeft een nadelige invloed op de kleurnauwkeurigheid en -consistentie, waardoor ze een slechte keuze zijn voor ‘kleurkritisch werk’ zoals design en fotografie. U kunt dit zien in de onderstaande afbeelding, die is gemaakt op de ASUS PG278Q op een manier die redelijk representatief is voor wat u zou zien wanneer u de monitor bekijkt vanuit een normale kijkpositie aan een bureau.

De onderstaande afbeelding toont de Dell S2716DG, ook een TN-model, en toont de Datacolor SpyderCHECKR 24 testpatches. Er is een afgedrukt vel met tinten, die allemaal binnen de sRGB-kleurruimte vallen. Het scherm toont een referentiefoto van het gedrukte kleurenvel, geleverd door Datacolor. Deze moet vrij nauwkeurig overeenkomen met de afgedrukte tint, als de monitor nauwkeurig tinten binnen de sRGB-kleurruimte weergeeft. Hoewel er altijd enig verschil is tussen hoe emitterende objecten (monitor) en niet-emitterende objecten (afgedrukte plaat) worden weergegeven. De kleuren worden rechts op het scherm in dezelfde volgorde weergegeven als op het gedrukte blad, terwijl de volgorde links op het scherm is omgekeerd. Hoewel de exacte kleuren die u ziet zullen verschillen van de kleuren die u in het echt zou zien, als gevolg van de gebruikte camera en het scherm waarop u deze foto bekijkt, geeft het toch een goed idee van de relatieve verschillen. Het geeft ook een heel duidelijk visueel bewijs van de eerder beschreven problemen met de kleurconsistentie. De lichte chocoladebruine tint en de goudgele (gamboge) tint ernaast, bijvoorbeeld, zien er veel dieper uit wanneer ze bovenaan op het scherm worden weergegeven. De goudgele kleur komt in feite vrij goed overeen met de gedrukte kleur op dit punt. Wanneer de bruine kleur onderaan wordt weergegeven, lijkt hij veel meer op klei. En het goudgeel is helderder geel, dat meer overeenkomt met de andere gele kleur op het gedrukte blad. De kleuren hebben een zeer subtiele textuur door het materiaal waarop ze zijn gedrukt. Dit is te zien op de referentiefoto’s en is het duidelijkst bij het zwarte blok. Het komt veel te sterk naar voren als de tint lager op het scherm wordt weergegeven en is veel beter gemengd als het verder op het scherm wordt weergegeven, als gevolg van de waargenomen gamma-verschuivingen.

VA (Vertical Alignment) panelen

Als een LCD-monitor zwart probeert weer te geven, wordt het kleurenfilter zo geplaatst dat er zo min mogelijk licht (van welke kleur dan ook) van de achtergrondverlichting doorheen komt. De meeste LCD-monitoren doen dit redelijk, maar het filter is niet perfect, zodat de zwarttinten niet zo diep lijken als zou moeten. Een sterk punt van het VA-paneel is de efficiëntie waarmee het licht van de achtergrondverlichting wordt geblokkeerd wanneer dat niet gewenst is. Dit zorgt voor diepere zwarttinten en hogere contrastverhoudingen van ongeveer 2000:1 – 5000:1 met ‘dynamisch contrast’-modi uitgeschakeld – enkele malen hoger dan die van de andere LCD-technologieën. Ze zijn ook minder gevoelig voor “bleed” of “clouding” naar de randen van het scherm toe, waardoor dergelijke schermen goede kandidaten zijn voor filmliefhebbers en prettig zijn om te gebruiken voor algemeen werk. Dergelijke problemen kunnen helaas nog steeds voorkomen bij sommige toestellen van welk type paneel dan ook.

De BenQ EW-serie – moderne VA-paneelmonitoren

Een ander belangrijk voordeel van VA is de verbeterde kijkhoeken en kleurweergave vergeleken met TN. De verschuiving van kleuren over het scherm en ‘buiten de hoek’ is minder uitgesproken, terwijl tinten met grotere precisie kunnen worden geproduceerd. In dit opzicht zijn ze beter geschikt voor kleurkritisch werk, maar ze zijn op dit gebied niet zo sterk als de IPS- en verwante technologieën die hierna worden onderzocht. Er is een verzwakking van de verzadiging wanneer een tint in het midden van het scherm wordt vergeleken met diezelfde tint naar de randen of onderkant van het scherm toe, vanuit een normale kijkhoek. Er is ook een verschuiving in gamma die het meest merkbaar is bij grijstinten of pasteltinten, maar ook elders kan worden waargenomen, waarbij die tint vrij gemakkelijk lichter of donkerder lijkt te worden bij zelfs maar een lichte hoofdbeweging. Sommige VA-modellen hebben bijna een ‘kegel’- of ‘tunnel’-effect als gevolg van deze verschuivingen, waarbij de perifere gebieden merkbaar doffer lijken dan de centrale massa van het scherm. Dit maskeert ook donkere details in het midden (“black crush”, hoog waargenomen gamma) en kan extra onbedoelde details in de periferie onthullen (laag waargenomen gamma). De afbeelding toont hetzelfde SpyderCHECKR 24-systeem dat eerder voor het TN-voorbeeld werd gebruikt, deze keer op de AOC CQ27G2(U) met VA-paneel. De verticale verschuivingen in verzadiging en kleurweergave zijn minder extreem, maar zeker nog aanwezig.

Een veelvoorkomend zwak punt bij VA modellen is hun relatief lage pixelresponsiviteit op sommige plaatsen. Pixels gaan relatief langzaam van de ene toestand naar de andere wanneer bepaalde tinten worden weergegeven – wat leidt tot meer uitgesproken onscherpte tijdens bewegingen op het scherm. In sommige ernstige gevallen kan het lijken alsof dingen ‘uitsmeren’ in een rookachtig spoor, zoals gedemonstreerd in de onderstaande video, gemaakt op de AOC Q3279VWF. Dit is een vrij extreem voorbeeld, sommige VA-modellen (die we zo meteen nader bekijken) vertonen deze mate van pixelresponstijdzwakte niet.

Enkele van de moderne VA-paneltypen die in pc-monitoren worden gebruikt, zijn onder meer SVA (‘Super’ Vertical Alignment), MVA (Multi-domain Vertical Alignment) en AAS (Azimuthal Anchoring Switch) VA-type panelen. Recente modellen die gebruik maken van AU Optronics VA en Samsung SVA panelen maken over het algemeen gebruik van effectieve pixel overdrive en hebben geen last van deze uitgebreide ‘rook-achtige’ sporen. Ze zijn zelfs vergelijkbaar met moderne IPS-modellen voor sommige pixeltransities, iets waar fabrikanten op inhaken door misleidende en te optimistische responstijden op te geven. 4ms wordt vaak gespecificeerd, omdat verwacht mag worden dat sommige pixelovergangen met een dergelijke snelheid worden uitgevoerd. Andere pixelovergangen, vooral wanneer er donkere tinten bij de overgang betrokken zijn, zijn nog steeds relatief traag.

Er is een toenemende tendens naar VA-panelen met een hoge verversingssnelheid, waaronder 34″-35″ ‘UltraWide’ VA-panelen met verversingssnelheden van 100Hz+ en verschillende schermformaten met 144Hz+ 16:9 VA-panelen. Modellen zoals de AOC C24G1 en LG 32GK850G maken gebruik van effectieve en flexibele pixel overdrive en kunnen een degelijke 144Hz – 165Hz ervaring leveren. Gebruikers profiteren van de verminderde waargenomen onscherpte van de hoge verversingssnelheid bij voldoende hoge framesnelheden, waarbij veel pixelovergangen snel genoeg worden uitgevoerd voor een fatsoenlijke prestatie daar. Maar er zijn nog steeds enkele zwakke punten, met sommige pixelreacties die aanzienlijk trager zijn dan optimaal en die op sommige plaatsen een ‘zwaar poederig’ of ‘smeerig’ spoor geven. Sommige modellen, waaronder de AOC C24G1, hebben nog een andere truc in hun spreekwoordelijke mouw. Ze beschikken over strobe backlight modes (bij de AOC MBR of ‘Motion Blur Reduction’ genoemd) die de door oogbewegingen veroorzaakte wazigheid sterk kunnen verminderen, op voorwaarde dat de frame rate overeenkomt met de refresh rate. Dit concept en verwante aspecten worden in detail besproken in ons artikel over reactiesnelheid.

IPS (In-Plane Switching), PLS (Plane to Line Switching) en AHVA (Advanced Hyper-Viewing Angle) panelen

Wat het eindresultaat betreft lijken deze drie technologieën in wezen sterk op elkaar; de belangrijkste verschillen zijn dat de IPS-technologie voornamelijk is ontwikkeld door LG Display, de PLS-technologie door Samsung en de AHVA door AUO. Deze worden soms gewoon collectief aangeduid als “IPS-type” panelen. Andere paneelfabrikanten hebben hun eigen “IPS-type” technologieën, waaronder Innolux met hun AAS (Azimuthal Anchoring Switch) technologie – die, verwarrend genoeg, ook VA-type iteraties heeft. En BOE met hun IPS-ADS technologie. Het echte verkoopargument is hun superieure kleurnauwkeurigheid, consistentie en kijkhoeken in vergelijking met de andere LCD-technologieën. Elke tint blijft onderscheiden met zijn eigen ‘identiteit’, ongeacht de positie op het scherm. Dit wordt gecombineerd met uitgebreide kleurengamma’s (waardoor het potentiële kleurbereik en de verzadiging toenemen) op sommige modellen voor een levendige en verzadigde uitstraling op het hele scherm. De gammaconsistentie is ook sterk, zodat donkere tinten overal op het scherm goed tot hun recht komen in plaats van te zichtbaar te zijn in sommige delen van het scherm en veel te gemaskeerd in andere delen. Deze consistentie in zowel gamma als verzadiging maakt IPS-schermen bijzonder geschikt voor kleurkritisch werk. Degenen die prijs stellen op kleurenpracht die over het hele scherm goed behouden blijft, zullen ze wellicht ook graag gebruiken voor gaming, films en algemeen bureauwerk. De afbeelding toont hetzelfde SpyderCHECKR 24 systeem dat eerder werd gebruikt voor de TN en VA voorbeelden, ditmaal op de ASUS PA278QV met IPS-type paneel. De consistentie is veel beter dan bij het TN voorbeeld en ook beter dan bij het VA voorbeeld, waarbij de kleurensets links en rechts van het scherm relatief gelijk aan elkaar lijken.

Er is een zeer goede reeks betaalbare IPS-type monitoren beschikbaar van de meeste grote fabrikanten, waaronder Dell, LG, Acer, AOC en ASUS. Dit betekent dat ook fotografen, ontwerpers of gewone gebruikers met een lager budget hun voordeel kunnen doen met deze technologie. Veel moderne IPS-monitoren reageren ook veel sneller dan hun VA-tegenhangers en zijn in sommige gevallen goede concurrenten van veel TN-monitoren. Het reactievermogen was van oudsher een zwak punt van IPS-monitoren. Dankzij drastische verbeteringen in pixelresponsiviteit en verversingssnelheid zijn sommige moderne modellen in trek bij gamers die zonder veel lelijke trailing willen profiteren van de kleurprestaties in hun favoriete titels. 144Hz+ panelen van dit type zijn nu heel gewoon. Een ander traditioneel zwak punt was het contrast. Op dat vlak is er enige verbetering merkbaar: de meeste panelen van dit type zijn nu op dat vlak vergelijkbaar met hun TN-tegenhangers (ongeveer 1000:1 contrastratio zonder dynamisch contrast). Sommige zijn iets sterker, andere iets zwakker. Een probleem dat sommige mensen hebben opgemerkt, is een glans of ‘gloed’ bij het bekijken van donkere inhoud die wordt veroorzaakt door het gedrag van het licht in deze panelen. Dit is meestal het duidelijkst bij het bekijken van ‘off angle’, zoals te zien is bij de BenQ PD2705Q in de video hieronder. Over het algemeen kunt u dit waarnemen in de hoeken van 21,5″+ modellen wanneer u van recht van voren kijkt, tenzij u vrij ver van het scherm af zit. In de meeste gevallen kijkt u naar helderdere en kleurrijkere tinten waarin deze schermen uitblinken, maar het is altijd de moeite waard om verder te kijken dan de cijfers op papier.

Conclusie

Er zijn drie hoofdcategorieën van panelen die worden gebruikt voor moderne LCD-monitoren; TN, VA en IPS-type. Tot voor kort was TN het meest gangbaar en bood het goede beeldprestaties en een hoog reactievermogen tegen een redelijke prijs. VA levert in op het reactievermogen en is over het algemeen het traagste paneeltype van dit moment, maar biedt een relatief hoog contrast en betere kleurprestaties dan TN-technologieën. IPS, PLS en AHVA zijn de koningen van de kleur en bieden de meest consistente en nauwkeurige prestaties op dit gebied, terwijl ze ook uitstekende kijkhoeken, een respectabel reactievermogen en een redelijk contrast bieden. Het is aan de individuele gebruiker om de voor- en nadelen van de te vergelijken monitoren tegen elkaar af te wegen; inzicht in de algemene prestatiekenmerken van de verschillende panelen is een goed uitgangspunt.

Verder lezen