So funktionieren Displays

Von Eckdaten wie Auflösung und Bilddiagonale lässt sich nicht automatisch auf die Qualität des Displays für einen bestimmten Einsatzzweck schließen. Der wichtigste Faktor ist die Technologie, in der es gefertigt wurde. Um Klarheit zu schaffen, nehmen wir LCD-, Plasma- und LED-Technik unter die Lupe.
(Bildquelle: Data Modul AG)

LCD – Entwickelt für Büroräume
Platzsparend, ergonomisch, scharfes Bild – diese Vorteile zeichnen das LCD aus (Liquid Crystal Display; Flüssigkristallbildschirm). Es wurde ursprünglich für den Einsatz in Büroräumen entwickelt, hat sich aber inzwischen auch im Wohnzimmer durchgesetzt. Die erste funktionstüchtige Anzeige dieser Art gab es 1968.

Flüssigkristalle erzeugen das Bild
Die LCD-Technologie basiert auf lichtdurchlässigen Flüssigkristallen. Diese liegen zwischen zwei polarisierenden Glasplatten, die um 90 Grad gegeneinander gedreht sind und deren Innenseiten mit einer transparenten Elektrodenschicht überzogen sind. Die Flüssigkristalle befinden sich in Kammern, jede davon ist ein Pixel. Jeder Pixel wird separat elektrisch angesteuert. Je nachdem, welche Spannung anliegt, richten sich die Flüssigkristalle aus und lassen so mehr oder weniger Licht durch. So lässt sich jede Helligkeitsabstufung zwischen Schwarz und Weiß erzeugen.

Für Farbe sorgt ein Filter, der vor den Kristallen angebracht ist. Er weist jedem der drei Subpixel eines Pixels eine der Grundfarben Rot, Grün und Blau zu. Je nachdem, welchen Farbton ein Bildpunkt einnehmen soll, werden die entsprechenden Subpixel angesteuert. In der Regel kommt dabei die TFT-Technik (Thin Film Transistor) mit Aktiv-Matrix zum Einsatz: Eine Matrix von Dünnschichttransistoren steuert die einzelnen Subpixel an.

Langsamer, aber günstiger im Stromverbrauch ist die Passiv-Matrix. Sie ist häufig in mobilen Kleingeräten wie Handys zu finden. Die Steuerelektronik befindet sich hier nur am Display-Rand und steuert die Pixel zeilen- und spaltenweise an.

LEDs für optimale Beleuchtung
Das Gros der LCDs nutzt Kaltkathoden-Fluoreszenzlampen (CCFL) zur Hintergrundbeleuchtung. Mehr Kontrast und Schärfe bei geringerem Stromverbrauch bieten weiße LEDs, die derzeit in Mobilgeräten Einzug halten.
Für den professionellen Grafikeinsatz sind sogar schon LCDs mit RGB-LEDs verfügbar. Diese erweitern den Farbraum um mehr als 50 Prozent gegenüber CCFLs und weißen LEDs. Allerdings sind weiße und insbesondere RGB-LED-Lösungen derzeit noch sehr teuer.

Vorteile: Günstig und HD-fähig
LC-Displays bieten ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bis zu einer Bilddiagonalen von etwa 40 Zoll. Auch in puncto Brillanz und Leuchtkraft können sie hier noch mit den Plasmas mithalten. Sie ermöglichen hochauflösende Bilder in Full-HD-Qualität (1920 x 1080 Pixel). Lange Standbilder brennen bei LCDs nicht ein. Es bleiben allenfalls Geisterbilder, diese verschwinden aber, wenn das Display länger ausgeschaltet ist.

Nachteil: Kein optimales Bild
Insgesamt betrachtet ist die Bildqualität der LCDs gut – vorausgesetzt, sie erhalten das Filmmaterial in der passenden physikalischen Auflösung. Muss die Auflösung jedoch interpoliert werden, geht das zu Lasten der Bildqualität. Kontrast und Farbraum sind bei LCDs eingeschränkt, da diese mit gleichbleibender Hintergrundbeleuchtung arbeiten. Deshalb haben LCDs Probleme, ein tiefes Schwarz darzustellen. LCDs sind anfällig für Nachzieheffekte. Außerdem kommen häufig Pixelfehler vor. Das passiert, wenn Transistoren ausfallen – und davon hat ein Display mit einer Auflösung von 1280 x 1024 immerhin 3.932.160 (1280 x 1024 x 3 Subpixel).

Einsatz und Trend
LCD ist der gängigste Display-Typ und wird dies aufgrund seiner geringen Herstellungskosten auch in den nächsten Jahren bleiben. Die Technik kommt in vielen Displays zum Einsatz – von Digitaluhren über Handys bis hin zu LCD-Beamern, Monitoren und Großbildschirmen etwa für Gaststätten.
Tipp: Beim Kauf eines LCD-Fernsehers sollten Sie beachten, dass Verkaufsräume meist besser ausgeleuchtet sind als Wohnzimmer. Das kommt LCDs zugute, denn sie sind für helle Räume konzipiert. Wer seinen LCD dann im abgedunkelten Wohnzimmer betreibt, um Kino-Feeling zu erleben, muss damit rechnen, dass Hell-Dunkel-Kontraste und Leuchtintensität der Farben nicht so hoch sind wie erwartet.