Der Flachbildschirm

Kategorie: Peripherie Erstellt: Freitag, 15. März 2013 Zuletzt aktualisiert: Freitag, 15. März 2013

Der Monitor ist das wichtigste Ausgabegerät des Computers, ohne ihn kann niemand mit dem Computer arbeiten, man sieht nicht, was der PC gerade macht und wann man wo seine Befehle geben kann. Es gibt zwei grundverschiedene Arten von Bildschirmen: Einmal die mittlerweile standardmäßig verwendetetn Flachbildschirme bzw. Flüssigkristalldisplays (kurz LCD für Liquid Crystal Display) und die inzwischen stark aus der Mode gekommenen Kathodenstrahlröhren (kurz CRT für Cathodic Ray Tube).

Die CRTs sollen in einem separaten Text erläutert werden, da sie im großen und ganzen eher von historischer Bedeutung sind.

Flüssigkristall-Displays in ihren unterschiedlichen Varianten sind das Standard-Ausgabemedium für Bildinformationen an heutigen PCs und Notebooks. Immer weiter gesteigerte Auflösungen und fallende Preise haben schon vor längerer Zeit für die Ablösung der alten Röhrenmonitore gesorgt.

Vor- und Nachteile von LCDs

Auf der Haben-Seite können LCDs eindeutig den geringen Platz- und Energiebedarf, die hohe Darstellungsqualität (Kontrast, Schärfe, Flimmerfreiheit) und die Unempfindlichkeit gegen elektromagnetische Störungen (Stromleitungen, Magneten, etc.) verbuchen.

Im Soll sind Flachbildschirme bei den folgenden Punkten: Erstens ist die Bildqualität winkelabhängig, d.h. wenn man frontal aufs Display schaut, sieht das Bild perfekt aus, sobald man jedoch von oben oder von der Seite drauf schaut, verändern sich die Farben und der Kontrast lässt nach. Je nach Darstellungstechnik sind diese Probleme mehr oder weniger stark ausgeprägt. Zweitens sind LCDs prinzipbedingt auf eine Auflösung fest gelegt. Will man eine andere Auflösung verwenden, so muss diese erst umgerechnet werden, was teilweise zu Qualitätsverlusten führen kann.

Funktion des Flüssigkristall-Displays

Wenn man es nicht so genau nimmt, kann man die Funktionsweise von LCDs mit der des Arbeitsspeichers vergleichen, zumindest was die Ansteuerung der einzelnen Farb-Zellen angeht. Ein heute übliches TFT-Display (Thin Film Transistor) zeigt 1920 mal 1080 Pixel (Full HD) an. Da jedes Pixel aus den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau besteht, besitzt ein solches Display ca. 6,2 Mio. (1920*1080*3) Farbzellen. Jede dieser einzelnen Zellen ist entweder ein oder aus geschaltet. Die Ansteuerung erfolgt mit Hilfe von Transistoren: Wenn Strom fließt, leuchtet die Zelle, ist der Strom aus, bleibt die Zelle dunkel. Da es bei dieser großen Anzahl von Zellen recht schwierig ist, dass alle Zellen funktionieren, fand man in den Anfangsjahren auf LCDs häufig "tote Pixel", die die gesamte Zeit leuchten und den Anwender nerven. Leider war dies kein Grund, das Display umtauschen zu lassen (einige Hersteller verkauften diese Fehler auch noch als "Features", indem sie sie als "unverkennbare Eigenschaften" von TFT-Displays bezeichneten). Inzwischen scheinen die Hersteller das Problem aber im Griff zu haben, man findet immer weniger Neu-Geräte mit Pixel-Leichen.

Das Bild entsteht auf alle Fälle in einer Zelle

lcd cellHier ist eine einzelne Flüssigkristall-Zelle in der Draufsicht schematisch abgebildet (zumindest soll man eine erkennen können). Wenn keine Spannung anliegt, sind die organischen Moleküle der Zelle so verdreht, dass kein Licht hindurch gelangen kann. Sobald eine Spannung angelegt wird, "glätten" sich die Moleküle und lassen so das Licht durch. Natürlich befinden sich in jeder Zelle mehrere Tausend Molekül-Faden und nicht nur einer wie hier im Bild.
Aus dieser Funktionsweise ergibt sich auch folgendes: Die Zellen erzeugen das Licht nicht selber, sondern lassen nur die Hintergrundbeleuchtung durch. Die unterschiedlichen Farben Rot, Grün und Blau werden durch farbige Filter erzeugt, je eine Zelle Rot, Grün und Blau bilden zusammen ein sogenanntes Farbtripel.

Analoge Digitaldisplays
Was zuerst vollkommen paradox klingt, ist leider noch immer - zumindest bei billigen Geräten - anzutreffen. Die digitalen Bildsignale werden auf der Grafikkarte in analoge umgewandelt und zum Monitor geschickt, wo sie wieder digitalisiert werden. Dabei entstehen natürlich Probleme, z.B. haben manche Displays Schwierigkeiten mit der Synchronisierung ihrer Refresh-Rate und des Bildsignals. Das ist ziemlich bescheuert, aber eigentlich unvermeidbar, da die meisten Grafikkarten nunmal analoge Signale liefern (dafür waren sie ja auch ursprünglich gedacht...). Da sich aber mittlerweile doch mehrere Standards für die digitale Datenübertragung zum Flachdisplay etabliert hat (DVI = Digital Video Interface; HDMI = High Definition Multimedia Interface; Display Port), sollte dieses Problem im Prinzip vom Tisch sein, doch um bei Ramsch-Angeboten den letzten Cent zu sparen, trifft man noch auf Flachbildschirme ohne Digitaleingang. Finger weg! Denn nur mit DVI/HDMI/Display Port kann man sicher sein, ein qualitativ einwandfreies Bild zu erhalten.

Technische Parameter von LC-Displays

Folgende technische Daten sind für den Erwerb eines Flachdisplays wichtig:

Bildschirmgröße (Diagonale):
Bei LCDs sind zur Zeit Größen zwischen 19 und 24 Zoll Bilddiagonale normal, größere Diagonalen sorgen für weit höhere Preise, wer genug Geld hat, findet natürlich durchaus Geräte bis 30 Zoll Bilddiagonale. Wer Spaß dran hat, kann sich natürlich auch einen Flachbildfernseher an den PC hängen...

Pixelgröße:
Dieser Wert gibt an, wie groß ein Farbtripel (Rot, Grün, Blau) des Displays ist. Die meisten Geräte haben eine Pixelgröße von etwa 0,3 mm, mit Zunehmender Auflösung bei gleichbleibender Bildgröße werden die Pixel natürlich kleiner.

Auflösung:
Nur eine einzige Auflösung kann ohne Qualitätsverluste dargestellt werden. Alle anderen Auflösungen müssen interpoliert werden, einige Modelle beherrschen dies sehr gut, andere hingegen richten jedes Bild in einer anderen Auflösung zu Grunde.

Kontrast:
Der Kontrast beschreibt den Unterschied zwischen der Helligkeit bei Schwarz und Weiß, d.h. bei geschlossenen und offenen Farbfiltern. Je höher der Kontrast ist, desto dunkler ist das "Schwarz". Bei zu niedrigem Kontrast wirken schwarze Partien oft grau-matschig. Vernünftige Werte liegen bei 1:700 bis 1:1000; angekündigt sind schon Displays mit 1:1500.

Reaktionszeit:
Die Reaktionszeit beschreibt die zeit, die die Flüssigkristall-Zellen benötigen, um von einem Zustand in den anderen zu wechseln. Hierbei ist der Wechsel von "auf" nach "zu" schneller zu bewerkstelligen als der Wechsel von eineer Zwischenstufe zu einer anderen (Grau-zu-Grau-Wechsel). Daher muss man darauf achten, welchen Wert der Hersteller angibt. Displays mit einer Reaktionszeit von über 16 ms sind überhaupt nicht zum Spielen und nur bedingt für die Videowiedergabe geeignet. Für diese Anwendungen sollten es 7 ms sein. Wobei die Werte auch oft ein wenig optimistisch angegeben werden.

Zulässige Bildwiederholfrequenz:
Wegen der LCD-Technik kann die Bildwiederholfrequenz hier ruhig bei 50 Hz liegen, ein Flimmern wird man nicht wahrnehmen. Es ist aber trotzdem wichtig, dass (zumindest die analogen Displays) Frequenzen bis 60/70 Hz verarbeiten können, da "normale" Grafikkarten erst ab diesem Bereich arbeiten.

Videoeingang:
Analog (Sub-D/BNC-Stecker) oder digital (DVI, HDMI, Display Port) ist hier die Frage. "Volldigitale" Displays benötigen auch eine Grafikkarte, die digitale Signale liefern kann. Grafikkarten ohne DVI-Ausgang findet man aber nur noch bei absoluten Billig-Geräten.

HDTV / HD ready:
Wer mit seinem Flachdisplay auch Filme in hoher Bildqualität (HDTV - High Definition Television) anschauen möchte, sollte auf des "HD ready"-Siegel achten. Nur dadurch ist garantiert, das das Bild nicht aufgrund eines Kopierschutzes schwarz bleibt.