> > > > Display FAQ - Alles was man zu Monitoren wissen muss

Display FAQ - Alles was man zu Monitoren wissen muss

DruckenE-Mail
Erstellt am: von

Seite 5: Die Panel-Technologien im Vergleich

In Kooperation mit LG

Grundlegend werden aktuell vier Panel-Technologien genutzt, drei davon hat LG im Angebot. Da LG aber die treibende Kraft hinter der IPS-Technik ist, ist es nicht verwunderlich, dass IPS-Displays den größten Anteil im Programm ausmachen. Störend ist das aber nicht, stellt die ISP-Technik doch eine der hochwertigsten Lösungen dar.

TN

Den Anfang in unserem Panel-Vergleich machen die früher ungemein beliebten TN-Panels. TN steht dabei für die Abkürzung „twisted nematic“, was auf Deutsch so viel wie „nemantisch verdrillt“ bedeutet. Dass dieser Name durchaus Sinn macht, zeigt ein Blick auf die Funktionsweise dieser Paneltechnik.

lg 24m38h b
Der LG 24M38H-B ist als preiswertes Gerät ein klassischer Vertreter der TN-Technik.

Die namentlich „verdrillten“ Flüssigkristalle werden zwischen zwei Polarisatoren gebracht, die gekreuzt zueinanderstehen. Kontrolliert werden die LC-Moleküle durch elektrische Felder. Passiert unpolarisiertes Licht nun den ersten Polarisator, wird dieses nur in einer Richtung durchgelassen. Vereinfacht gesprochen wird das einfallende Licht so also gerade ausgerichtet, was die Grundlage für die gesamte Funktionsweise eines TN-Panels ist. Da der zweite Polarisator um 90° gedreht verbaut wird, kann das vom ersten Polarisator verdrehte Licht diesen nur passieren, wenn es wieder um 90° gedreht, also entdrillt wird. Das erklärt auch den Namen nemantisch, denn dieser beschreibt den Zustand, wenn alle LC-Moleküle in die gleiche Richtung gedreht wurden.

Ist es nun der Fall, dass keine Spannung anliegt, befinden sich die LC-Moleküle in einem horizontal gedrehten Zustand. Das wiederum bedeutet, dass die untere Polarisationsschicht um 90° gegenüber dem oberen Polarisator verdreht ist. Was nun passiert, ist, dass das Licht beim Durchlauf „entdrillt“ wird und auch die obere Schicht durchlaufen kann. Als Ergebnis entsteht ein weißer Bildpunkt. Wenig kompliziert ist mit diesem Vorwissen die Vorhersage, was passiert, wenn eine Spannung anliegt. Bei Stromzufuhr richten sich die einzelnen LC-Moleküle vertikal aus, sodass das „verdrillte“ Licht beim Durchlauf nicht „entdrillt“ werden kann. Entsprechend wird das vom Backlight einfallende Licht an der zweiten Polarisatorschicht geblockt. Die Bildpunkte bleiben in diesem Fall also schwarz.

Dabei ist jeder Pixel in drei Subpixel unterteilt, welche die Farben Rot, Grün und Blau besitzen. Es ist also möglich, durch ein Mischen dieser drei Farben 16,2 Millionen Farben darzustellen. Das gesamte 32-Bit-Farbspektrum, das 16,7 Millionen Farben umfasst, kann so also nicht auf direktem Wege dargestellt werden. Mit Hilfe von Techniken wie „Frame Rate Control“ oder „Dithering“ ist es aber dennoch möglich, dass prinzipiell 16,7 Millionen Farben dargestellt werden können. Fehlende Farben werden hierbei durch Interpolation von eng beieinanderliegenden Punkten erzeugt. Völlig ohne Nachteile ist diese Technik aber nicht. Die einzelnen LC-Moleküle richten sich nie perfekt zueinander aus, sodass ein gewisser Fehlwinkel besteht. Als Resultat dieses Fehlwinkels verringert sich der Kontrast und damit die Blickwinkelunabhängigkeit. Um diesem konstruktionsbedingten Nachteil entgegenzuwirken, setzen Hersteller seit geraumer Zeit einen zusätzlichen Verzögerungsfilm ein, welcher der diffusen Brechung des Lichts entgegenwirkt. Daher auch die heute übliche Panelbezeichnung „TN+Film“.

Konnten TN-Monitore über einen langen Zeitraum die unteren Preisbereiche im Monitor-Segment für sich allein beanspruchen, hat es in den letzten Jahren durch den allgemeinen Preisdruck Verschiebungen gegeben. Der absolute Entry-Markt wird zwar noch immer von TN-Monitoren beherrscht, schon kurz darüber gibt es aber auch alternative Panel-Technologien. Gleichzeitig ist der Gaming-Markt nicht mehr unison in der Hand von TN-Geräten. Da IPS- oder VA-Panel in der Zwischenzeit mit einer deutlich schnelleren Reaktionszeit aufwarten können, greifen die Hersteller gerade bei den aktuell beliebten Premium-Gaming-Monitoren gern zu hochwertigeren Panels.

Bei LG werden TN-Panels nur noch im absoluten Entry-Segment angeboten. Der LG 24M38H-B kann so zu einem Preis von unter 150 Euro trotz einer Diagonale von 23,5 Zoll angeboten werden. Anwender, denen es in erster Linie um die Diagonale geht, machen hier also wenig falsch.

MVA / PVA

Die MVA-Technik stellt auch die Grundlage für die PVA bzw. S-PVA-Technik dar. Die Abkürzung „MVA“ steht für „Multi Domain Vertical Alignment“.

Klar ist zunächst, dass die MVA-Technik, wie alle anderen Panel-Technologien auch, nach einem ähnlichen Prinzip wie die TN-Technik funktioniert. Zwischen zwei Polarisatoren befinden sich LC-Moleküle, die je nach deren Stromversorgung gedreht werden. Nicht zu unterschätzende Unterschiede gibt es aber trotzdem.

Alle Moleküle liegen, wie der Name schon vermuten lässt, vertikal zur Bildfläche. Liegt keine Spannung an, bleibt der entsprechende Bildpunkt schwarz. Liegt nun eine Spannung an, drehen sich die LC-Moleküle um 45° zur Bildfläche, sodass das Licht den zweiten Polarisationsfilter passieren kann und ein weißer Bildpunkt besteht. Anders als bei den sehr günstigen TN-Panels sind bei MVA-, aber auch bei PVA-Panels die einzelnen Pixelzellen noch einmal unterteilt. Bei MVA-Panels ist eine solche Pixelzelle in drei Schichten unterteilt - so kann die Kipprichtung der einzelnen LC-Moleküle gesteuert werden, was zu einem besseren Kontrast und einer besseren Blickwinkel-Unabhängigkeit führt.

Durch diese Unterteilung ist allerdings eine stärkere Hintergrundbeleuchtung vonnöten, was den Stromverbrauch von MVA-Monitoren in die Höhe treibt. Weiterhin besitzt die MVA-Technik zwar eine bessere Farbdarstellung als TN-Panels, muss sich der Konkurrenz aber in den Bereichen Reaktionsgeschwindigkeit und Produktionskosten geschlagen geben. Insbesondere das anfängliche Problem der langsamen Reaktionszeiten wird aber von der neueren S-MVA-Technik behoben. Größter Unterschied zur herkömmlichen MVA-Technik liegt in der Unterteilung der Pixelzellen in acht Subpixel, wie es auch bei S-PVA-Panels der Fall ist. S-MVA-Panels sind aber bei Monitoren nur sehr selten zu finden.

„Patterned Vertical Alignment“-Panels sind eine Weiterentwicklung der VA-Technik. Dabei geht das Prinzip rein technisch gesehen beinahe genau so vonstatten, wie die ältere MVA-Technik. Liegt keine Spannung an, richten sich die LC-Moleküle vertikal aus, weshalb das Licht nicht den zweiten Polarisator durchdringen kann. Folglich bleibt das Bild schwarz. Findet ein Stromfluss statt, kommt es zur Drehung der Moleküle, sodass die Beleuchtung den Polarisator passieren kann. Größter Unterschied ist eine Unterteilung der PVA-Technik in vier Subpixel, was einen noch einmal gehobenen Kontrast und Blickwinkel mit sich bringt. Eben der Effekt, der später auch bei S-MVA aufgegriffen wurde. Deutlich verbreiteter als PVA-Panels sind heute aber S-PVA-Panels. Diese besitzen ebenso wie S-MVA-Panels eine Unterteilung in acht Subpixel anstelle der üblichen vier. So kann jeder Pixel in acht Richtungen gesteuert werden, was S-PVA-Panels eine deutlich bessere Blickwinkelunabhängigkeit beschert.

Zusätzlich werden das Kontrastverhältnis und die maximale Leuchtkraft bei S-PVA-Panels durch den Einsatz von Farbfiltern mit einer niedrigen Dispersion erhöht. Anders als MVA-Panels können S-PVA-Panels durch die Bank mit einer schnelleren Reaktionszeit punkten.

IPS

Die momentane Königsklasse stellen Monitore mit IPS-Panels dar, was auch daran liegt, dass IPS-Panels nur noch in Geräten mit großen Diagonalen Einsatz finden. Führende Kraft hinter der Entwicklung und Produktion des IPS-Standards ist LG, entsprechend breit ist das Portfolio an IPS-Monitoren bei LG gefächert. Von der gehobenen Einsteiger-Klasse bis hin zum Profi-Segment werden Geräte mit IPS-Panels angeboten.

lg 34uc98 0
Der LG 34UC98 besitzt ein IPS-Panel der aktuellen Generation.

„IPS“ ist die Abkürzung für „In Plane Switching“, was bedeutet, dass alle LC-Moleküle in einer Ebene ausgerichtet werden. Wenn bei einer anliegenden Spannung alle LC-Moleküle parallel und horizontal zum Polarisator ausgerichtet sind, kann das Backlight den zweiten Polarisator nicht durchdringen und der Bildpunkt bleibt schwarz. Liegt keine Spannung an, werden die LC-Moleküle um 90° gedreht und das Licht kann den zweiten Polaristor durchdringen. Gegenüber älteren IPS-Panels bieten neue S-IPS-Panels den Vorteil, einen nochmals gesteigerten Blickwinkel zu besitzen. Erreicht wird dies dadurch, dass die LC-Moleküle nicht länger parallel zueinander angeordnet werden. Stattdessen sind diese nun schräg zueinander angeordnet und zeigen in entgegengesetzte Richtungen.>

Leider ist die S-IPS-Technik in der Herstellung recht teuer, was sie in erster Linie für Profi-Monitore interessant macht. In der mittleren Preisklasse wurden die Panels daher durch die immer besser werdenden S-PVA-Panels abgelöst.

Die aktuellste Interpretation der IPS-Technik sind die 2011 eingeführten AH-IPS-Panels, die unter anderem mit höheren Auflösungen als ältere IPS-Techniken aufwarten können. Gleichzeitig konnte die Reaktionszeit weiter gesteigert werden, die aktuell typischerweise bei rund 5 ms oder sogar darunterliegt. Damit haben IPS-Panels deutlich auf die TN-Konkurrenz aufholen können. Keine größeren Sprünge gibt es hingegen bei der Bildwiederholfrequenz, die offiziell noch immer bei 60 Hz verharrt. Es besteht allerdings die Möglichkeit die Panels auf maximal 100 Hz zu übertakten – in der Regel wird dann aber kein vollkommen fehlerfreier Betrieb garantiert.

Eines der aktuellsten Geräte mit IPS-Panel ist der erst Anfang 2016 vorgestellte LG 34UC98-W, der ein aktuelles Panel mit einem Radius von 1.900 mm mit einer Auflösung von 3.440 x 1.440 Bildpunkten kombiniert und darüber hinaus mit einer erstklassigen Ausstattung aufwarten kann.

PLS & AHVA

PLS steht für „Plain to Line Switching“ und ist im Grunde genommen eine weitere Interpretation der von LG gefertigten IPS-Technik, die ein weiterer namhafter Hersteller aus Korea entwickelt hat, während AHVA ebenfalls ein IPS-ähnlicher Display-Typ ist, der von einem dritten Anbieter entwickelt wurde.

Daher ist es nicht überraschend, dass sich die Panel-Typen hinsichtlich ihrer Eigenschaften nicht sonderlich unterscheiden. Es wird eine große Blickwinkel-Stabilität geboten, die Farben verändern sich also auch dann nicht merklich, wenn seitlich auf das Panel geschaut wird. Die Blickwinkel liegen analog zu IPS bei rund 178°, sowohl horizontal als auch vertikal. Ebenso liegen die Kontrastwerte in der Regel zwischen 700:1 und 900:1. Für Gamer wichtig: PLS-Panels unterstützen typischerweise lediglich 60 Hz. Es werden zwar auch Geräte mit 100 Hz angeboten, allerdings handelt es sich dann um eine Übertaktung, die nicht garantiert werden kann.

IPS-Panels und ihre Derivate verbrauchen bauart-bedingt etwas mehr Strom als TN-Geräte. Hier setzt die PLS-Technologie an, denn durch die Nutzung von lichtdurchlässigeren Kristallen soll rund 15 % an Strom eingespart werden können. Den gleichen Weg geht LG aber auch bei den aktuellsten IPS-Panels, was auch bei dieser Technik den Stromverbrauch deutlich absenken konnte.

Geht es um die AHVA-Technik, ist der Name zunächst verwirrend, denn mit klassischen VA-Panels haben AHVA-Displays wenig am Hut. Auch hier kommt eine Kristall-Anordnung wie bei IPS-Panels zum Einsatz, was erneut in einer ähnlichen Charakteristik resultiert, beispielsweise übersteigt der Kontrast von AHVA-Panels selten den Wert von 1.000:1, während VA-Panels üblicherweise mit deutlich höheren Werten aufwarten können. Einen Unterschied zu PLS gibt es aber sehr wohl, denn AHVA-Monitore unterstützen maximal 144 Hz, was sie für Gaming-Monitore deutlich interessanter macht.

In Kooperation mit LG