TV Display Panels, worin liegt der große Unterschied!

Was ist ein TV Display Panel und wie ist so ein Display aufgebaut, bzw. welche Vor & Nachteile bieten die jeweiligen TV Displays?

Panel-Technologien

Panel-Technologien

Panel ist die Bezeichnung der Bauart und des Anzeigetypus eines LCDs. Diese bestimmen die Eigenschaften eines Monitors, Fernsehers oder Displays bezüglich der Farb- und Kontrastwiedergabe im Wesentlichen. Die drei Panel Technologien, die zurzeit den Markt dominieren sind Twisted - Nematic (TN), In-Plane-Switching (IPS) und Multi-Domain- beziehungsweise Patterned-Vertical-Alignment (MVA/PVA). Sie unterscheiden sich klar hinsichtlich des Preises, aber auch in der Qualität und Leistung. Der Kontrast, die Betrachtungswinkel und die Reaktionszeit sind Kriterien, die bei den jeweiligen Panel Technologien unterschiedlich ausgeprägt sind. Im vorliegenden Artikel werden die unterschiedlichen Technologien detailliert beschrieben und miteinander verglichen. Der vorliegende Text befasst sich ausschließlich mit LC-basierenden Displays. Im Techniklexikon können Sie sich auch über die alternativen OLED-Displays informieren.

TN-Panel (Twisted-Nematic-Panel)

Das TN-Panel ist das beliebteste Technologie Modell unter den LCD-Anzeigetypen. Das TN Panel überzeugt mit schnellen Reaktionszeiten und attraktiven Preisen. Monitore dieser Art sind deshalb besonders gut geeignet für den Büro- und Multimediabereich sowie für Spiele. Vor allem in Kombination mit einer LED-Hintergrundbeleuchtung benötigen diese Displays im Betrieb weniger Energie, häufig sogar deutlich weniger als 50 Watt. Wenn Sie Wert auf absolute Farbtreue und hohen Betrachtungswinkel legen, sollten Sie sich jedoch eher für ein IPS-Panel oder ein Modell mit PVA-/MVA Technologie entscheiden.

Die Details der TN-Panel-Technik

Die Pixel eines TN-Panels sind als sogenannte nematische Drehzellen gefertigt. Sie bestehen vereinfacht dargestellt aus zwei Polarisationsfiltern, die das gesamte Licht, welches nicht auf eine gewisses Ziel ausgerichtet gerichtet ist, heraus filtrieren. Wenn der Polarisationsfilter vom Licht durchquert wurde, tritt dass Licht nun in die Flüssigkristallschicht ein, die sich in der Mitte, zwischen den Filtern befindet. Im stromlosen Zustand könnte man diese Flüssigkristallschicht als schraubenförmig bezeichnen. Es gleicht einem um 90 Grad verdrehten Band. Wenn Energie hinzugefügt wird, hebt sich die Richtung der Polarisation des Lichtes, welches eintrifft, entlang des Bandes um 90 Grad. Nur so kann das Licht den zweiten Polarisationsfilter durchschreiten, da dieser ebenfalls um 90 Grad gedreht ist. Die Drehung der Richtung der Polarisation durch die flüssige Kristallschicht ist also wichtig, damit es dem Licht möglich ist den zweiten Polarisationsfilter zu passieren. Die Richtung in der sich die flüssigen Kristalle orientieren, verändert sich immer mehr, wenn Energie an die nematische Zelle gelangt. Die Verdrehung der Flüssigkristallschicht wird dabei zunehmend aufgehoben. Der einzelne Pixel wird zunehmend dunkler, weil immer weniger Licht in die richtige Polarisationsrichtung gedreht wird. Am Ende dieses Prozesses sind die flüssigen Kristalle vertikal angeordnet und das gesamte Licht das eintritt, wird vom zweiten Polarisationsfilter herausgefiltert, weil die Polarisationsrichtung nicht korrekt ist.

Positive und negative Eigenschaften der TN-Panels

Die Eigenschaften dieser Technik erklären auch die fundamentalen Positiv- und Negativaspekte eines TN-Panels: Durch die relativ einfache Technologie sind kurze Schaltzeiten möglich, denn die Drehzellen reagieren rasant. Die Herstellung dieser Technik ist außerdem ziemlich preisgünstig. Ein negativer Faktor des TN- Panels ist die Tatsache, dass mit den Drehzellen keine exakte Lenkung der Farbdarstellung und des Kontrastes erreichbar ist. Andere Panel-Technologien erfüllen ihre Aufgabe, besonders wenn es um die Darstellung von Grautönen geht, eindeutig besser.
Auch die Blickwinkelstabilität ist nicht optimal beim TN- Panel. Sie leidet, aufgrund der vertikalen Ausrichtung der Flüssigkristalle unter Spannung. Die Flüssigkristalle liegen nicht immer auf der selben Augenhöhe und auch Farbabweichungen treten speziell bei vertikaler Blickwinkeländerung häufig auf. Bei den alternativen Display Technik Systemen treten diese Symptome gar nicht, beziehungsweise in deutlich schwächerem Ausmaß auf.

Das IPS-Panel (In-Plane-Switching-Panel)

Die IPS-Panels ähneln in ihrer Struktur und Funktion der TN-Technologie und bestehen ebenfalls aus einer Flüssigkristallschicht zwischen zwei Polarisationsfiltern. Der Unterschied zum TN-Panel ist Folgender: Die Flüssigkristalle beim IPS-Panel sitzen parallel aufeinander und wechseln durch Drehen in der Ebene und nicht durch räumliche Verlagerung. Bei angelegter Spannung befinden sich die flüssigen Kristalle exakt auf der Polarisationsrichtung des Lichtes, welches ankommt, und absorbieren es. Nimmt die Spannung ab, rotieren die Kristalle zunehmend in der horizontalen Lage aus der Richtung der Polarisation des Lichtes heraus. Somit kann immer mehr Licht die Schicht durchqueren. Ohne Spannung sind die Flüssigkristalle dann um 90 Grad gedreht zur Polarisationsrichtung und behindern die Ausbreitung des Lichts nicht mehr. Die Flüssigkristalle drehen sich ausschließlich in der horizontalen Lage, also immer in derselben Perspektive zum Auge. Dadurch ermöglicht das IPS-Panel eine sehr hohe Blickwinkelstabilität. Negativer Faktor der Technologie ist die Tatsache, dass bauartbedingt IPS-Panels eine ausgeprägte Beleuchtung des Hintergrunds benötigen und dadurch verbrauchen sie mehr Energie und mehr Nutzungskosten entstehen als bei der TN- oder PVA-Panel Technologie. Dafür bieten die IPS- Panels wie bereits verdeutlicht sehr hohe Blickwinkelstabilität, hohen Kontrast und optimale Farbtreue. Die Reaktionszeiten und die Preise sind meist höher, als die von Panels mit TN-Technologie. Beliebte Technikgeräte, die sich dieser Panel-Technologie bedienen, sind beispielsweise das iPhone und das iPad aus dem Hause Apple.

PVA-/MVA-Panel

Charakteristisch für diese Technik sind die vertikal liegenden Flüssigkristalle im Inneren der Zelle. Wenn sie vertikal ausgerichtet sind, ermöglichen die flüssigen Kristalle die Expansion des Lichtes ausnahmslos. Wird Spannung angelegt, beginnen diese Flüssigkristalle sich gegeneinander in die Horizontale zu lehnen, bis sie letztendlich die Ausdehnung des Lichtes komplett unmöglich machen. Panels mit dieser Technik bieten im Vergleich zu den alternativen Panel Technologien die besten Schwarzwerte, beziehungsweise den besten Kontrast. Jedoch erreichen sie nicht ganz das Niveau des IPS-Panels in Bezug auf die Farbtreue. Es gibt neben den vorgestellten Panels noch eine Vielzahl an Unterarten und erweiterten Modellen der Technologie, wie beispielsweise P-MVA Panels und S-PVA Technologien. Die PVA Panels taugen eher weniger für schnelle Games und Filme, da sie höhere Reaktionszeiten haben, im Vergleich zu TN und IPS-Panels. Vor allem beim Wechsel der Farbe von Grau auf Grau ist bei diesen Panels mit höheren Reaktionszeiten zu rechnen. Die Produktion und Herstellung von PVA-Panels ist relativ aufwändig und kompliziert, deshalb sind diese Panels in der Regel etwas teurer.

Vergleich der Panel-Technologien

 

 

Blickwinkel:

Kontrast:

Effizienz:

Reaktionszeit:

Preisniveau:

TN Panel

 

Befriedigend

Gut

Sehr gut

Sehr gut

Niedrig

IPS Panel

 

Sehr gut

Gut

Befriedigend

Gut

Hoch

PVA/MVA Panel

 

Sehr gut

Sehr gut

Gut

Gut

Hoch