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- Hintergrund • Standpunktfrage
- LCD-Blickwinkel hinterfragt
erstellt am 16.12.2010 von Christian Hill und Christian Trozinski
Bild ist nicht gleich Bild, besonders wenn man von der üblichen frontalen Betrachtungsposition abweicht. Wir haben nicht nur die Herstellerangaben hinterfragt, sondern auch nach Lösungsansätzen gesucht.
LCD-Hersteller werben mit Blickwinkeln von bis zu 178 Grad, doch in der Praxis bleichen Farben meist ab zehn Grad Abweichung aus und der Bildkontrast schwindet auf den seitlichen Sitzplätzen dahin. Somit sind diese Angaben mit Vorsicht zu genießen, denn am Rande des Spektrums erfüllt bereits ein Mindestkontrast von 10:1 die Norm, für ein erträgliches Fernsehbild ist dieser aber absolut unzureichend. Dabei ist das Blickwinkelphänomen bei LCD-Fernsehern keinesfalls neu und diese Schwäche seit den Anfangstagen bekannt. Man könnte meinen, dass seitdem die Panel- Hersteller Herr des Problems geworden wären. Tatsächlich existieren einige Lösungsansätze, jedoch scheinen diese im Kampf um den Kunden keine Rolle zu spielen. Stattdessen rücken in der Werbung andere Marketing-Mittel, wie beispielsweise riesige Kontrastverhältnisangaben, in den Vordergrund.
- VA-Panel: Die Flüssigkristalle stehen nahezu senkrecht zwischen den Glasplatten. Sind diese im angeregten Zustand, wird das Licht umpolarisiert, sodass es den zweiten Filter passieren kannBild: Auerbach Verlag
- IPS-Panel: Die Flüssigkristalle richten sich parallel zu den Glasplatten aus und rotieren stets in gleicher Ebene – mit positivem Einfluss auf den BetrachtungswinkelBild: Auerbach Verlag
Das verdrillte Molekül
- Das Bild eines LCD-Fernsehers mit VA-Panel vermittelt einen farbenfrohen und kontrastreichen Eindruck, allerdings nur bei frontaler BetrachtungBild: Auerbach Verlag
Den namensgebenden Werkstoff des LCD, den Flüssigkristall, muss man sich als Molekülkette vorstellen, die sowohl flüssige als auch kristalline Eigenschaften aufweist. Aufgrund dieses Umstands ist er beweglich wie ein Fluid, kann aber auch einfallendes Licht polarisieren, wie es für Feststoffe typisch ist. Diese speziellen Eigenschaften macht man sich für die Bilderzeugung zunutze, indem die Flüssigkristalle zwischen zwei Glasplatten in einzelne Zellen eingeschlossen werden. Diese Zellen entsprechen den einzelnen Bildpunkten (engl. Pixel), die das Bild aufbauen. Das Licht der Hintergrundbeleuchtung wird zunächst durch einen Polarisationsfilter geleitet, bevor es die Flüssigkristalle erreicht. Bei einem VA-Panel stehen die Flüssigkristalle senkrecht und das Licht passiert die Schicht ungehindert (keine Spannung angelegt). Ist der zweite Polarisationsfilter senkrecht zum ersten ausgerichtet, kann das Licht diesen nicht passieren; steht er parallel zum ersten, geht das Licht hindurch. Man spricht hierbei von "Normally- Black" (Display ist im Ruhezustand dunkel) oder "Normally-White" (Display ist im Ruhezustand hell). Um die Flüssigkristalle in eine abweichende Ausrichtung zu zwingen, hat man auf den beiden anliegenden Glasplatten nahezu durchsichtige Elektroden angebracht. Wird durch diese nun ein elektrisches Feld angelegt, richten sich die Flüssigkristalle neu aus und die Umpolarisation des Lichts findet statt.
Mehrere Schwächen des LC-Displays sorgen für Kontrast- und Farbverluste bei verändertem Betrachtungswinkel. So gelingt es, das LC-Panel bei entsprechendem Blickwinkel zu "durchschauen" und somit in die aktivierte Hinterleuchtung des Displays zu blicken. Eine weitere systembedingte Schwäche ist in der Ausrichtung der Flüssigkristalle zu suchen: Je weiter entfernt sich die Kristalle von der Elektrode befinden, desto ungenauer gerät die Ansteuerung. So kann es passieren, dass ein Teil des Lichts zur Seite abgelenkt oder gebrochen wird, was in farblichen Ungenauigkeiten, Aufhellungen und Kontrastschwächen oder eingeschränkten Farbräumen mündet.
Horizonterweiterung
- Im Gegensatz dazu wird bei einem seitlichen Schnappschuss das Ausmaß der Aufhellung und Farbverfälschung sichtbar – das Bild bleicht ausBild: Auerbach Verlag
Es existieren bereits verschiedene Lösungsansätze, die sich dieser Problematik annehmen. Hersteller versuchen beispielsweise, durch geschickte Anordnung von Filtern den seitlichen Blick durch das Panel einzuschränken. Eine wesentlich effektivere Lösung verspricht das IPS-Panel: Hierbei sind die Flüssigkristalle ausschließlich stab- und gleichförmig ausgerichtet. Die Elektroden sind nur auf einer Seite der Flüssigkristallschicht angebracht und das elektrische Feld verläuft nunmehr parallel zu ihr. Infolgedessen können die Kristalle über weite Strecken hinweg äußerst gleichmäßig ausgerichtet werden und das Display erstrahlt heller, weil eine lichtabsorbierende Elektrodenschicht entfällt. Dadurch kann sich das Bild gleichmäßig in alle Richtungen ausbreiten und von allen Seiten klar und unverfälscht betrachtet werden. Doch kein Vorteil ohne Nachteil: Die gleichförmige Ausrichtung der Kristalle verhindert eine effektive Lichtblockade und somit auch ein tiefes Schwarz. IPS-Displays schimmern bläulich, der Kontrasteindruck in dunklen Räumen kann nicht überzeugen. Um tiefes Schwarz und einen optimalen Blickwinkel zu gewährleisten, wäre eine aufwendige LED-Hintergrundbeleuchtung mit einer Vielzahl von Segmenten in Kombination mit einem IPS-Panel vonnöten. Aufgrund des Kostenfaktors und der eingeschränkten Panel-Verfügbarkeit wird dieser Aufwand von den Herstellern aber meist gemieden und stattdessen auf die Plasmatechnologie verwiesen.
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