Composants internes d'un téléviseur LCD : architecture de la dalle

Les TV LCD modernes sont des empilements de couches précises. Chaque couche est critique pour l'image finale. Voici l'anatomie d'une dalle LCD (technologie TFT active matrix).

1. Rétroéclairage (Backlight)

• CCFL (ancien) : tubes fluorescents cathodiques, full-array (derrière toute la dalle).
• LED Edge-lit : LEDs sur les bords + guide de lumière. Fin, économique, pas de local dimming vrai.
• LED Direct / Full Array : matrice de LEDs derrière toute la dalle.
• Local Dimming : zones de LEDs pilotées indépendamment → noirs plus profonds.
• Mini-LED : milliers de micro-LEDs → centaines/milliers de zones → contraste proche OLED, pic > 2000 nits.

2. Polariseurs (2 couches, croisés à 90°)

• Polariseur inférieur : juste au-dessus du backlight. Filtre la lumière non polarisée → lumière polarisée linéaire.
• Polariseur supérieur (analyseur) : croisé à 90° par rapport à l'inférieur. Bloque la lumière sauf si cristaux la tordent.
• Ensemble = « shutters » optiques : cristaux droits = lumière bloquée (noir) ; cristaux tordus = lumière passe (blanc/couleur).

3. Filtre couleur (Color Filter) — moitié supérieure du « sandwich » verre

• Motif RGB (rouge, vert, bleu) aligné sur les sous-pixels.
• Chaque sous-pixel ne laisse passer que sa couleur.
• Tension entre électrode TFT (bas) et électrode commune (haut) → torsion cristaux → intensité.

4. Cristaux liquides (Liquid Crystal)

• Phase méso-morphe (ni solide ni liquide), alignement nématique tordu (TN) ou vertical (VA) ou plan (IPS).
• Torsion contrôlée par champ électrique (différence de potentiel TFT / électrode commune).
• Torsion max (90° TN) = transmission max (blanc). Torsion 0° = blocage (noir). États intermédiaires = niveaux de gris.
• Chaque sous-pixel : jusqu'à 256 niveaux (8 bits) → 16,7 M couleurs (24 bits). 10 bits → 1,07 G couleurs (HDR).

5. Substrat TFT (Thin Film Transistor) — moitié inférieure du sandwich

• Matrice de transistors (un par sous-pixel) sur verre.
• Lignes de grille (gate) + colonnes de données (source) → adressage ligne par ligne.
• Condensateur de stockage par sous-pixel : maintient la tension pendant le rafraîchissement de la trame.

Flux lumineux résumé

Backlight → Polariseur bas → TFT/LC → Filtre couleur → Polariseur haut (croisé) → Œil.

Contrôle : Tension TFT → Torsion LC → Transmission polariseur haut → Intensité sous-pixel.

Évolutions récentes

• Quantum Dot (QDEF) : film à nanocristaux entre backlight bleu et filtre couleur → spectre plus pur, gamut DCI-P3/Rec.2020.
• Dual Layer / Dual Cell : 2 dalles LC superposées (modulation + couleur) → contraste 1 000 000:1.
• Micro-LED : LEDs microscopiques auto-émissives (pas LCD, mais concurrent direct).