Paneltyper: IPS, VA, TN og mini-LED

LCD-paneler findes i tre hovedtyper: IPS, VA og TN. De adskiller sig i, hvordan de flydende krystaller ligger og drejes, og det giver forskelle i betragtningsvinkel, sort og kontrast, farver og responstid. Mini-LED og quantum dots er ikke paneltyper, men ændrer baggrundslyset bag panelet, og OLED er en anden teknologi helt uden baggrundslys.

Det fælles udgangspunkt

De tre typer er alle LCD’er. Lys fra et baggrundslys passerer to polarisationsfiltre med et lag flydende krystaller imellem, og spændingen over krystallerne styrer, hvor meget lys der kommer ud. Grundprincippet er beskrevet på forsiden.

IPS og VA blev udviklet for at løse problemer i tidlige LCD’er: omvendt gråskala, tab af kontrast og farver set fra skrå vinkler og kraftigt bevægelsesslør på grund af langsom responstid.

TN: hurtig, men med snævre vinkler

I en TN-celle (twisted nematic) drejer krystallerne lysets polarisering 90°, når der ikke er spænding på. Med spænding retter krystallerne sig ud og blokerer lyset i forhold til spændingen.

TN er billig at fremstille og har meget hurtig responstid. Ulemperne er snævre betragtningsvinkler, især lodret, synligt gammaskift og begrænset farvenøjagtighed. Ses en TN-skærm fra en skrå vinkel, forskydes farverne, nogle gange så meget, at de bliver inverterede. Set oppefra bliver farverne lysere, set nedefra mørkere.

De fleste TN-paneler kan kun vise 6 bit pr. farvekanal og efterligner 24-bit farve med dithering eller frame rate control (FRC). Moderne TN bruger desuden overdrive, også kaldet response time compensation, hvor spændingen først sættes højt, så krystallerne drejer hurtigere.

IPS: brede vinkler og ensartede farver

I et IPS-panel (in-plane switching) ligger krystallerne parallelt med glaspladerne, og når et elektrisk felt drejer dem, forbliver de i det væsentlige parallelle med fladerne. Det er det, navnet refererer til.

IPS viser ensartede, præcise farver fra alle betragtningsvinkler og kan vise flere farverum end TN. Derfor bruges typen bredt i skærme til grafikere. Sammenlignet med TN kan IPS bruge mere strøm, være dyrere at fremstille, have langsommere responstid og lettere få ujævnt baggrundslys (backlight bleed), hvor lyset skinner uens frem, især mod kanterne. De første IPS-versioner havde langsom responstid og lav kontrast, men senere udgaver har forbedret det markant.

VA: dybt sort og høj kontrast

I et VA-panel (vertical alignment) står krystallerne lodret på glasset, når der ikke er spænding på, og mellem krydsede polarisatorer giver det sort. Med spænding vipper krystallerne og lukker lys igennem.

Sammenlignet med IPS har VA dybere sort og højere kontrast, men en snævrere betragtningsvinkel med tydeligere skift i farve og især kontrast. MVA-paneler (multi-domain VA) skifter også farve set fra siden, men meget mindre end TN.

De tre typer i overblik

Type	Krystallerne	Styrker	Svagheder
TN	Drejer lysets polarisering 90° uden spænding	Meget hurtig responstid, billig at fremstille	Snæver betragtningsvinkel, gammaskift, begrænset farvenøjagtighed
IPS	Ligger parallelt med glasset	Brede betragtningsvinkler, ensartede farver, flere farverum	Kan have langsommere responstid end TN, ujævnt baggrundslys
VA	Står lodret på glasset uden spænding	Dybere sort og højere kontrast end IPS	Snævrere betragtningsvinkel end IPS med farve- og kontrastskift

Tabellen viser tendenser mellem typerne. En konkret skærms egenskaber afhænger af panelets generation og af elektronikken omkring det. Producenter måler desuden responstid med forskellige metoder, så tallene kan ikke sammenlignes direkte; det uddybes under gamerskærm.

Baggrundslys, lokal dæmpning og mini-LED

En LCD med baggrundslys kan ikke vise helt sort, uanset paneltype, fordi krystallerne ikke blokerer alt lyset. Baggrundslyset findes i fire hovedtyper: LED’er langs kanten (edge-lit), LED’er bag panelet (direct-lit), full-array local dimming (FALD) og mini-LED. Wikipedias artikel om LED-baggrundslyste LCD’er gennemgår dem.

Lokal dæmpning og blooming

Ved lokal dæmpning er baggrundslyset delt i zoner, som dæmpes eller slukkes i mørke dele af billedet. Det øger kontrasten, men kan give blooming eller en halo, altså et lysskær omkring lyse områder. Jo flere zoner, jo mere præcis dæmpning og jo mindre synlig blooming. Ulempen er, at små, lyse objekter på mørk baggrund, fx en stjernehimmel, kan miste detaljer.

Mini-LED

Mini-LED er ikke en ny slags panel. Det er en LCD, hvor tusindvis af miniaturelysdioder udgør baggrundslyset. Det giver hundreder til tusinder af dæmpningszoner og bedre kontrast og dybere sort end almindelige LED-baggrundslyste LCD’er. Let blooming kan stadig ses omkring lyse områder.

Sammenlignet med OLED kan mini-LED holde en højere lysstyrke over tid og har ikke risiko for indbrænding. Mini-LED kom første gang i handel i avancerede tv i 2019.

Quantum dot-lag

Quantum dots er halvleder-nanokrystaller, der kan udsende lys i rene røde, grønne og blå farver. I en LCD med quantum dot-lag omdanner de en del af baggrundslysets blå LED-lys til rødt og grønt. Det giver et bredere farveområde og bedre udnyttelse af lyset gennem farvefiltrene. Skærmen er stadig en LCD med baggrundslys og et ekstra lag. Hvad et bredt farveområde betyder i praksis, står under HDR, farverum og kalibrering.

MicroLED

I microLED består hver pixel af mikroskopiske LED’er. Skærmen er selvlysende ligesom OLED, men uorganisk, og den har lysstyring pr. pixel og høj kontrast med lille risiko for indbrænding. De første microLED-tv til forbrugere kom i 2021, men fremstillingen er stadig meget dyr.

Hvad er forskellen på IPS og OLED?

IPS er en LCD-paneltype med baggrundslys, så en IPS-skærm kan ikke vise helt sort. I en OLED har hver pixel sit eget lys, og en slukket pixel giver sort. OLED har til gengæld større risiko for indbrænding end LCD. Kontrast, WOLED og QD-OLED, indbrænding og responstid er samlet under OLED-skærm.

Paneltypen i databladet

Paneltypen er kun én af mange linjer i et datablad. Den læses sammen med de andre:

• Betragtningsvinkel og farver: hvis skærmen ses fra siden, eller flere sidder foran den. Se også HDR, farverum og kalibrering.
• Sort og kontrast: hvis skærmen bruges til film eller i mørke rum. Her spiller både paneltype og lokal dæmpning ind.
• Hurtige bevægelser: opdateringshastighed og responstid.
• Skarphed: skærmopløsning og pixeltæthed er uafhængig af paneltypen.

Døde og fastlåste pixels er en anden type fejl end de egenskaber, der er beskrevet her. De omtales under pixelfejl på skærm. Et samlet overblik over databladets øvrige tal findes på siden om skærm.