LCD-Panel-Typen erforscht

Autor: Adam Simmons
Letzte Aktualisierung: 3. November 2020

Einführung

Die meisten Menschen sind mit der Tatsache vertraut, dass es Monitore in verschiedenen Auflösungen und Bildschirmgrößen gibt, dass sie eine matte oder glänzende Bildschirmoberfläche haben können und dass sie spezielle Funktionen wie 120Hz-Bildwiederholraten und 3D-Fähigkeiten bieten können. Die Auswahl an Monitoren und die unterschiedlichen Spezifikationen können ziemlich entmutigend sein, und außerdem kann man den Angaben auf dem Papier“ nicht unbedingt trauen. Ein grundlegend wichtiger Aspekt eines LCD-Monitors, der bestimmt, wie er funktioniert und für welche Aufgaben er am besten geeignet ist, ist der Panel-Typ. Obwohl es verschiedene Unterteilungen gibt, fallen alle modernen Bildschirme im Allgemeinen in eine von drei Kategorien mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen.

TN-Panels (Twisted Nematic)

Seit einigen Jahren ist der TN-Panel-Monitor der am weitesten verbreitete auf dem Markt. Die Hersteller weisen in ihren Spezifikationen oft darauf hin, ob eine „andere“ Art von Panel verwendet wird; im Zweifelsfall sollte man davon ausgehen, dass es sich um TN handelt. Zu den allgemeinen Attributen gehören relativ niedrige Herstellungskosten und eine relativ hohe Reaktionsfähigkeit; die Pixel ändern ihren Zustand schnell, was dazu beiträgt, dass bewegte Bilder flüssiger erscheinen. Einige Twisted-Nematic-Displays haben die doppelte Bildwiederholfrequenz (120 Hz statt 60 Hz), wodurch sie die Vorteile der „aktiven 3D-Shutter“-Technologie nutzen und doppelt so viele Informationen pro Sekunde anzeigen können, was zu einem flüssigeren Spielerlebnis führt. Dies ist jetzt noch weiter gegangen, wobei neuere Versionen eine Bildwiederholrate von 144Hz oder höher aufweisen und dies rein auf ein flüssiges 2D- statt 3D-Erlebnis (stereoskopische Brille) abzielt.

Der Acer XN253Q X – ein 240Hz TN-Panel Monitor

Obwohl sie sich in dieser Abteilung über die Jahre sprunghaft verbessert hat, gilt die Bildleistung oft als relative Schwäche der TN-Technologie. Ein guter TN-Monitor kann ein scharfes und lebendiges Bild mit respektablem Kontrast liefern – typischerweise 1000:1 bei deaktiviertem „dynamischen Kontrast“-Modus. Der größte Nachteil liegt in den relativ eingeschränkten Betrachtungswinkeln. Diese werden oft mit 170° horizontal und 160° vertikal angegeben, was nur geringfügig unter den Angaben für andere Panel-Technologien liegt. Tatsächlich sehen Sie eine deutliche Farbveränderung und sogar eine „Invertierung“, wenn Sie den Bildschirm von der Seite, aber insbesondere auch von oben oder unten betrachten. Sie können diese Verschiebung im folgenden Video an einem der leistungsfähigeren TN-Monitore (Dell S2719DGF) sehen.

Speziell, aber nicht ausschließlich bei größeren TN-Modellen, wirken sich die relativ eingeschränkten Blickwinkel auch auf die Leistung aus, wenn Sie direkt davor sitzen. Ihre Augen haben einen anderen Blickwinkel, wenn Sie die Mitte des Bildschirms betrachten, als wenn Sie die Randbereiche betrachten. Sie werden einen bestimmten Farbton je nach Position auf dem Bildschirm unterschiedlich dargestellt sehen – vor allem dunkler (mehr Sättigung und höheres wahrgenommenes Gamma) im oberen Bereich des Bildschirms und heller (weniger Sättigung und niedrigeres wahrgenommenes Gamma) im unteren Bereich. Aus diesem Grund leidet die Farbgenauigkeit und -konsistenz, was sie zu einer schlechten Wahl für „farbkritische Arbeiten“ wie Design und Fotografie macht. Sie können dies im folgenden Bild sehen, das auf dem ASUS PG278Q aufgenommen wurde, und zwar in einer Art und Weise, die ziemlich repräsentativ für das ist, was Sie sehen würden, wenn Sie den Monitor aus einer normalen Betrachtungsposition am Schreibtisch betrachten.

Das folgende Bild zeigt den Dell S2716DG, ein weiteres TN-Modell, bei der Anzeige der Datacolor SpyderCHECKR 24 Testfelder. Es gibt ein gedrucktes Blatt mit Farbtönen, die alle im sRGB-Farbraum enthalten sind. Der Bildschirm zeigt ein Referenzfoto der gedruckten Farbtafel, das von Datacolor zur Verfügung gestellt wurde. Dieses sollte mit dem gedruckten Farbton ziemlich genau übereinstimmen, wenn der Monitor die Farbtöne innerhalb des sRGB-Farbraums korrekt ausgibt. Allerdings gibt es immer eine gewisse Diskrepanz zwischen der Darstellung von emittierenden Objekten (Monitor) und nicht emittierenden Objekten (Druckbogen). Die Farbtöne werden auf der rechten Seite des Bildschirms in der gleichen Reihenfolge wie auf dem gedruckten Blatt angezeigt, während die Reihenfolge auf der linken Seite des Bildschirms umgekehrt ist. Obwohl die genauen Farbtöne, die Sie sehen, aufgrund der verwendeten Kamera und des Bildschirms, auf dem Sie dieses Foto betrachten, von denen abweichen, die Sie im wirklichen Leben sehen würden, vermittelt es dennoch eine gute Vorstellung von den relativen Unterschieden. Es bietet auch eine sehr klare visuelle Demonstration der oben beschriebenen Probleme mit der Farbkonsistenz. Der helle schokoladenbraune Farbton und der goldgelbe (Gamboge) Farbton daneben sehen zum Beispiel viel tiefer aus, wenn sie in der Nähe des oberen Bildschirmrandes angezeigt werden. Der goldgelbe Farbton kommt dem gedruckten Farbton an dieser Stelle sogar recht nahe. Im unteren Bereich wirkt der braune Farbton viel lehmartiger. Und der goldgelbe Farbton ist ein hellerer Gelbton, der dem anderen Gelbton auf dem gedruckten Bogen näher kommt. Die Farbtöne haben aufgrund des Materials, auf das sie gedruckt sind, eine sehr subtile Textur. Diese ist in den Referenzfotos eingefangen und ist beim schwarzen Block am deutlichsten. Sie wird viel zu stark hervorgehoben, wenn der Farbton weiter unten auf dem Bildschirm angezeigt wird, und wird viel besser überblendet, wenn er weiter oben auf dem Bildschirm angezeigt wird, aufgrund der wahrgenommenen Gamma-Verschiebungen.

VA-Panels (Vertical Alignment)

Wenn ein LCD-Monitor versucht, Schwarz darzustellen, wird der Farbfilter so positioniert, dass so wenig Licht wie möglich (von jeder Farbe) von der Hintergrundbeleuchtung durchkommt. Die meisten LCD-Monitore leisten hier gute Arbeit, aber der Filter ist nicht perfekt, so dass die Schwarztöne nicht so tief erscheinen, wie sie sollten. Eine eindeutige Stärke des VA-Panels ist seine Effizienz beim Blockieren von Licht aus der Hintergrundbeleuchtung, wenn es nicht erwünscht ist. Dies führt zu tieferen Schwarztönen und höheren Kontrastverhältnissen von ca. 2000:1 – 5000:1 bei deaktivierten „dynamischen Kontrast“-Modi – ein Mehrfaches der anderen LCD-Technologien. Sie sind auch weniger anfällig für „Bleed“ oder „Clouding“ zu den Rändern des Bildschirms hin, was solche Bildschirme zu guten Kandidaten für Filmliebhaber und angenehm für die allgemeine Arbeit machen kann. Solche Probleme können leider immer noch einige Geräte aller Panel-Typen plagen.

Die BenQ EW-Serie – moderne VA-Panel-Monitore

Ein weiterer entscheidender Vorteil von VA sind die verbesserten Blickwinkel und die Farbwiedergabe im Vergleich zu TN. Die Farbverschiebung über den Bildschirm und „aus dem Winkel“ ist weniger ausgeprägt, Farbtöne können präziser dargestellt werden. In dieser Hinsicht sind sie bessere Kandidaten für farbkritische Arbeiten, aber sie sind in diesem Bereich nicht so stark wie die nachfolgend untersuchten IPS- und verwandten Technologien. Es gibt eine Abschwächung der Sättigung, wenn man einen Farbton in der Mitte des Bildschirms mit demselben Farbton an den Rändern oder am unteren Rand des Bildschirms vergleicht, und zwar aus einem normalen Betrachtungswinkel. Es gibt auch eine Verschiebung des Gammas, die bei Grautönen oder Pastellfarben am auffälligsten ist, aber auch an anderen Stellen beobachtet werden kann, wobei der besagte Farbton schon bei einer leichten Kopfbewegung heller oder dunkler zu werden scheint. Bei einigen VA-Modellen entsteht durch diese Verschiebungen fast ein „Kegel-“ oder „Tunneleffekt“, bei dem die peripheren Bereiche merklich dumpfer erscheinen als die zentrale Masse des Bildschirms. Dies verdeckt auch dunkle Details in der Mitte („Black Crush“, hohes wahrgenommenes Gamma) und kann in der Peripherie zusätzliche, unbeabsichtigte Details sichtbar machen (niedriges wahrgenommenes Gamma). Das Bild zeigt dasselbe SpyderCHECKR 24-System, das zuvor für das TN-Beispiel verwendet wurde, dieses Mal auf dem AOC CQ27G2(U) mit VA-Panel. Die vertikalen Verschiebungen in Sättigung und Farbdarstellung sind weniger extrem, aber natürlich immer noch vorhanden.

Eine häufige Schwäche bei VA-Modellen ist die stellenweise relativ geringe Pixelreaktivität. Bei der Darstellung bestimmter Farbtöne wechseln die Pixel relativ langsam von einem Zustand in den anderen – was bei Bewegungen auf dem Bildschirm zu stärkeren Unschärfen führt. In einigen schwerwiegenden Fällen kann es so aussehen, als würden die Dinge zu einer rauchähnlichen Spur „verschmieren“, wie im Video unten, aufgenommen mit dem AOC Q3279VWF, gezeigt wird. Dies ist ein ziemlich extremes Beispiel, einige VA-Modelle (wie wir in Kürze untersuchen werden) neigen nicht zu diesem Grad der Pixel-Reaktionszeitschwäche.

Zu den modernen VA-Panel-Typen, die in PC-Monitoren verwendet werden, gehören SVA (‚Super‘ Vertical Alignment), MVA (Multi-domain Vertical Alignment) und AAS (Azimuthal Anchoring Switch) VA-Panels. Neuere Modelle mit AU Optronics VA- und Samsung SVA-Panels verwenden im Allgemeinen eine effektive Pixelübersteuerung und leiden nicht unter diesen ausgedehnten „rauchartigen“ Spuren. Bei einigen Pixelübergängen sind sie sogar modernen IPS-Modellen ebenbürtig, was von den Herstellern durch irreführende und zu optimistische Angaben der Reaktionszeit ausgenutzt wird. Üblicherweise werden 4 ms angegeben, da einige Pixelübergänge mit dieser Geschwindigkeit zu erwarten sind. Andere Pixelübergänge, insbesondere wenn dunklere Farbtöne am Übergang beteiligt sind, sind immer noch relativ langsam. Genug, um die wahrgenommene Unschärfe mit etwas schmierigem Nachziehen deutlich zu erhöhen – wenn auch nicht immer in dem Ausmaß, wie es im obigen Video demonstriert wird.

Es gibt einen zunehmenden Trend zu VA-Panels mit hoher Bildwiederholrate, einschließlich 34″-35″ „UltraWide“ VA-Panels mit 100Hz+ Bildwiederholrate und verschiedene Bildschirmgrößen mit 144Hz+ 16:9 VA-Panels. Modelle wie der AOC C24G1 und der LG 32GK850G verwenden eine effektive und flexible Pixelübersteuerung und können ein anständiges 144Hz – 165Hz Erlebnis liefern. Anwender profitieren von der verminderten wahrgenommenen Unschärfe, wenn die hohe Bildwiederholfrequenz mit entsprechend hohen Bildwiederholraten betrieben wird, wobei viele Pixelübergänge schnell genug ausgeführt werden, um dort eine anständige Leistung zu erzielen. Aber es gibt immer noch einige Schwächen, mit einigen Pixelreaktionen, die wesentlich langsamer als optimal sind und an einigen Stellen ein „schweres pudriges“ oder „schmieriges“ Nachziehen verursachen. Einige Modelle, darunter auch der AOC C24G1, haben noch einen weiteren Trick im sprichwörtlichen Ärmel. Sie verfügen über Strobe-Hintergrundbeleuchtungsmodi (beim AOC MBR oder ‚Motion Blur Reduction‘ genannt), die die wahrgenommene Unschärfe, die durch Augenbewegungen verursacht wird, stark reduzieren können, vorausgesetzt, die Bildwiederholrate passt zur Bildwiederholfrequenz.

IPS- (In-Plane Switching), PLS- (Plane to Line Switching) und AHVA-Panels (Advanced Hyper-Viewing Angle)

Im Endergebnis sind diese drei Technologien im Wesentlichen sehr ähnlich; die Hauptunterschiede bestehen darin, dass die IPS-Technologie hauptsächlich von LG Display, die PLS-Technologie von Samsung und AHVA von AUO entwickelt wird. Diese werden manchmal einfach als „IPS-Typ“-Panels bezeichnet. Andere Panel-Hersteller haben ihre eigenen IPS-Technologien, darunter Innolux mit ihrer AAS-Technologie (Azimuthal Anchoring Switch) – die verwirrenderweise auch VA-Varianten hat. Und BOE mit seiner IPS-ADS-Technologie. Das eigentliche Verkaufsargument dieser Technologien ist ihre überlegene Farbgenauigkeit, Konsistenz und Blickwinkel im Vergleich zu den anderen LCD-Technologien. Jeder Farbton bleibt unabhängig von seiner Position auf dem Bildschirm mit seiner eigenen „Identität“ erkennbar. Dies wird bei einigen Modellen mit einer erweiterten Farbskala kombiniert (was den potenziellen Farbtonbereich und die Sättigung erhöht) und sorgt so für ein lebendiges und sattes Bild auf dem gesamten Bildschirm. Die Gamma-Konsistenz ist ebenfalls stark ausgeprägt, wodurch sichergestellt wird, dass dunkle Farbtöne auf dem gesamten Bildschirm weitgehend angemessen erscheinen, anstatt in einigen Bereichen des Bildschirms zu sichtbar und in anderen Bereichen viel zu maskiert zu sein. Diese Konsistenz bei Gamma und Sättigung macht IPS-Panels zu besonders guten Kandidaten für „farbkritische“ Arbeiten. Diejenigen, die eine über den gesamten Bildschirm gleichmäßige Farbdarstellung zu schätzen wissen, können sie auch gerne für Spiele, Filme und allgemeine Desktop-Arbeiten verwenden. Das Bild zeigt das gleiche SpyderCHECKR-24-System, das zuvor für die TN- und VA-Beispiele verwendet wurde, diesmal auf dem ASUS PA278QV mit IPS-Panel. Die Konsistenz ist deutlich besser als beim TN-Beispiel und auch besser als beim VA-Beispiel, wobei die Farbsätze auf der linken und rechten Seite des Bildschirms relativ ähnlich zueinander erscheinen.

Es gibt eine sehr gute Auswahl an erschwinglichen IPS-Monitoren von den meisten großen Herstellern, einschließlich Dell, LG, Acer, AOC und ASUS. Das bedeutet, dass auch Fotografen, Designer oder einfach normale Anwender mit einem geringeren Budget die Vorteile dieser Technologie nutzen können. Viele moderne IPS-Monitore sind auch viel reaktionsschneller als ihre VA-Gegenstücke und in einigen Fällen sind sie effektive Konkurrenten für viele TN-Monitore. Die Reaktionsfähigkeit war traditionell ein großer Schwachpunkt von IPS-Panels. Aufgrund dramatischer Verbesserungen bei der Pixelreaktion und der Bildwiederholfrequenz haben einige moderne Modelle die Gunst von Spielern gewonnen, die die Farbleistung in ihren Lieblingstiteln ohne viel unschönes Nachziehen nutzen. 144Hz+-Panels dieser Art sind mittlerweile üblich. Ein weiterer traditioneller Schwachpunkt war der Kontrast. Hier hat es einige Verbesserungen gegeben, wobei die meisten Panels dieses Typs ihren TN-Pendants in dieser Abteilung nun ähnlich sind (etwa 1000:1 Kontrastverhältnis ohne dynamischen Kontrast). Einige sind ein bisschen stärker, andere ein bisschen schwächer. Ein lästiges Problem, das einige Leute bemerkt haben, ist ein Glanz oder „Glühen“ beim Betrachten von dunklen Inhalten, das durch das Verhalten des Lichts in diesen Panels verursacht wird. Dies ist typischerweise am offensichtlichsten, wenn man aus dem Winkel heraus schaut, wie es beim BenQ PD2705Q im Video unten gezeigt wird. Im Allgemeinen können Sie dies an den Ecken von 21,5″+ Modellen beobachten, wenn Sie direkt von vorne auf den Bildschirm schauen, es sei denn, Sie sitzen recht weit hinten. Die meiste Zeit werden Sie auf hellere und farbenfrohere Farbtöne schauen, in denen diese Displays brillieren, aber es lohnt sich immer, über die Zahlen auf dem Papier hinauszuschauen.

Fazit

Es gibt drei Hauptkategorien von Panels, die bei modernen LCD-Monitoren verwendet werden; TN, VA und IPS-Typ. Bis vor kurzem war TN die am weitesten verbreitete, da sie eine gute Bildleistung und hohe Reaktionsfähigkeit zu einem angemessenen Preis bietet. VA hat Abstriche bei der Reaktionsfähigkeit gemacht und ist im Allgemeinen der langsamste aktuelle Paneltyp, bietet aber einen relativ starken Kontrast und eine bessere Farbleistung als TN-Technologien. IPS, PLS und AHVA sind die Könige der Farben und bieten die beständigste und genaueste Leistung in diesem Bereich, während sie exzellente Blickwinkel, eine respektable Reaktionszeit und einen angemessenen Kontrast bieten. Es liegt wirklich am einzelnen Anwender, die Vor- und Nachteile der Monitore, die er vergleicht, abzuwägen; das Verständnis der allgemeinen Leistungsmerkmale der verschiedenen Panels ist ein guter Ausgangspunkt.

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