TFT-Monitor - Schauen Sie doch nicht länger in die Röhre

Sollten Sie vor der Entscheidung stehen, welcher Monitor-Typ für Ihre Anwendungen geeignet ist, werden Sie um die Auseinandersetzung mit TFT-Monitoren nicht herumkommen. Diese Flachbildschirme haben die klobigen Röhrengeräte inzwischen weitestgehend von Schreibtischen und aus Wohnzimmern verbannt und bestechen durch ihr geringes Gewicht und ein flimmerfreies, gestochen scharfes Bild. Dennoch ist TFT nicht gleich TFT. Hier finden Sie einige wichtige Punkte, die Ihnen die Orientierung erleichtern sollen. 

TFT (Thin Film Transistor): Funktionsweise und Bezeichnungen

Die Abkürzung weist auf die Verwendung von Dünnschicht-Transistoren in den Displays von Flachbildschirmen hin. Es handelt sich dabei um Aktiv-Matrix-LCDs (Flüssigkristall-Displays), deren Bildpunkte (Pixel) durch je drei dieser Transistoren angesteuert werden. Durch die Änderung der Spannung an den Flüssigkristallen verändern diese die Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtes. Das Licht wiederum wird mit einer Hintergrundbeleuchtung (früher Kaltkathodenröhren, heute mehrheitlich LEDs) erzeugt. Die Bezeichnung TFT-Monitor ist heutzutage synonym zu LCD-Monitor zu sehen, allerdings sollten sie genauer hinschauen, wenn von LED-Bildschirmen die Rede ist. In den meisten Fällen ist damit die Art der Hintergrundbeleuchtung gemeint – und nicht etwa organische LED-Bildschirme, die mit Hilfe organischer lichtemittierender Dioden (OLEDs) selbst das Bild erzeugen. Diese Technik ist (noch) äußerst jung und entsprechend kostenintensiv.     Im Gegensatz dazu ist inzwischen die Herstellung von TFT-Displays auch mit großen Bildschirm-Diagonalen preiswert möglich. Sie konkurrieren damit vermehrt mit Displays mit Plasmatechnologie und den betagten Röhrenfernsehern.

Einsatzgebiete

TFT-Displays werden in PC-Monitoren, TV-Geräten, großformatigen Infoscreens und (schwindend) in Mobiltelefonen, PDAs und Navigationsgeräten verbaut. TFT-Displays mit Diagonalen 6,4 bis 30 cm (2,5 bis 12 Zoll) werden außerdem gern in Kleingeräten wie Digitalkameras, Camcorder, digitalen Bilderrahmen, tragbaren Multimediageräten und in messtechnischen Geräten verwendet.

Entwicklungs- und produktionsseitig haben TFT-Displays an Größe, Brillanz und Kontrastreichtum enorm hinzugewonnen. Für den PC-Einsatz gelten Modelle mit einer Bildschirmdiagonale von weniger als 55 cm heute als nicht mehr zeitgemäß, da Mehrfachanwendungen (bspw. geöffneter Web-Browser, Textverarbeitung und Kommunikationsfenster) Platz auf dem Bildschirm benötigen. Als Bildschirme für TV und Video gelten inzwischen Bilddiagonalen von 100 cm bis 170 cm als Standard. TFT-Bildschirme sind oft mit Anschlüssen für beide Anwendungsbereiche ausgestattet, so dass ein PC-Monitor als Videogerät einsetzbar ist und umgekehrt. Aufgrund der geringeren Pixeldichte bei TV-Displays sind Computeranwendungen auf Fernsehern in der Regel etwas unschärfer. Darüber hinaus können großformatige TFT-Displays inzwischen auch als Infoscreens für Messen und Präsentationen eingesetzt werden. Displays dieser Größenordnung sind allerdings (noch) vergleichsweise teuer.   

Vor- und Nachteile von TFT-Displays

In direkter Konkurrenz zu TFT-Displays stehen Röhrenmonitore (CRT), Plasmabildschirme sowie neuartige Displays mit organischen Leuchtdioden (OLED). Generell gilt, dass sich TFT-Monitore mit konventioneller LCD-Technik und LED-Hintergrundbeleuchtung inzwischen sehr kostengünstig produzieren lassen und entsprechen preiswert in der Anschaffung sind.

Vergleich TFT – Röhre

Röhrenmonitore werden heutzutage nur noch dort eingesetzt, wo farbechte Wiedergabe, Kontraststärke und geringe Bildverzögerungsraten im Mittelpunkt stehen - etwa beim Grafikdesign, in der Drucktechnik, Film- und Videobearbeitung oder der Überwachungssicherheit. Im Office-Bereich haben sich TFT-Displays mehrheitlich durchgesetzt.

Vorteile des TFT-Bildschirms gegenüber dem Röhrengerät

• Platzersparnis durch geringe Gerätetiefe
• geringes Gewicht (transportabel)
• flimmerfreies, verzerrungsfreies und scharfes Bild
• strahlungsarm und unempfindlich gegenüber Magnetfeldern
• kein Einbrennen
• größere Bildschirmdiagonalen möglich

Nachteile des TFT-Bildschirms gegenüber dem Röhrengerät

• Kontrastarmut, Farbdarstellung - insbesondere der Schwarzwert fehlt
• Nachzieheffekte bei schnellen Bildwechseln
• ungleichmäßige Ausleuchtung
• Blickwinkelabhängigkeit

Vergleich TFT - Plasma

Im Gegensatz zu TFT-Displays wird bei Plasma-Bildschirmen das Bild durch Leuchtstoffzellen erzeugt, die durch ein ionisiertes Gasgemisch (Plasma) angeregt werden. Dadurch sind große Bilddiagonalen bei sehr geringer Bautiefe möglich. Plasma-Bildschirme bestechen durch einen höheren Kontrast und natürlichere Farben – dies gilt allerdings nur für dunkle Umgebungen. Fällt direktes Licht auf den Bildschirm, kann sich die Bildqualität merklich abschwächen. Zudem haben bereits einige Hersteller die Produktion von Plasma-Displays wieder eingestellt. 

Vorteile des TFT-Bildschirms gegenüber dem Plasmagerät

• geringerer Stromverbrauch
• kein Lüfter erforderlich
• kein Einbrennen
• robustere Bauweise
• Bildqualität bei direktem Lichteinfall und in hellen Umgebungen

Nachteile des TFT-Bildschirms gegenüber dem Plasmagerät

• geringerer Kontrast, Helligkeit und Farbsättigung
• ungleichmäßige Ausleuchtung
• Blickwinkelabhängigkeit
• Nachzieheffekte

Qualitätsmerkmale von TFT-Displays

Durch verschiedene Display-Technologien (z.B. TN, VA, ITS) und Zusatzmaßnahmen wie Filter und Art der Hintergrundbeleuchtung werden wesentliche Merkmale wie Auflösung, Schaltgeschwindigkeit, Farbtreue, Kontrast, Helligkeit und deren Blickwinkelabhängigkeit bestimmt. Diese Displaymerkmale bestimmen wiederum im Zusammenhang mit der weiteren Ausstattung den geeigneten Einsatzbereich eines TFT-Flachbildschirms. Produktionsbedingt treten bei den Displays Pixelfehler auf. Diese sind als immer leuchtende oder immer dunkle Bildpunkte erkennbar. Die Displays werden daher Pixelfehlerklassen zugeordnet, die damit ein grundlegendes Qualitätskriterium darstellen.

Die Pixelfehlerklassen

Die Tabelle definiert die maximal zulässige Anzahl und Art der Pixelfehler pro 1 Million Pixel.

Reaktionszeit

Ein weiteres Kriterium für die Bildqualität von TFT-Monitoren ist die Reaktionszeit. Diese gibt an, wie schnell ein Bildpunkt von schwarz zu weiß wechseln kann. Da sich diese Reaktionszeiten im Millisekundenbereich bewegen, ist die resultierende Latenz im Bildaufbau bei konventionellen Office-Anwendungen zu vernachlässigen. Soll das TFT-Display jedoch beispielsweise für extensive Darstellung und Bearbeitung von Bewegtbildern eingesetzt werden, empfiehlt sich ein Produkt mit niedriger Reaktionszeit. Durch den schnellen Bildwechsel wird ein Verschwimmen der Anzeige verhindert.    

Bildqualität im PC-Betrieb

Im PC-Betrieb werden verschiedene Auflösungen zwischen 640 x 480 und 2560 x 1600 Pixel genutzt. TFT-Monitore erreichen die beste Bildqualität in ihrer physikalischen Auflösung. Diese hängt vom Aufbau des Displays ab und ist gleichzeitig die höchste darstellbare Auflösung. Alle anderen - niedrigeren - Auflösungen werden auf die physikalische Auflösung umgerechnet oder es verbleibt ein schwarzer Rand. Die umgerechneten Darstellungen verlieren durch die Interpolation an Schärfe. Abhängig von der Displaygröße und dem Anwendungsbereich sollten Sie daher ein Display mit passender physikalischer Auflösung und geeignetem Format wählen.

Auflösung

Übertragung    

Für eine verlustfreie Übertragung der digitalen Bilddaten vom Rechner zum TFT-Monitor ist eine (digitale) DVI-Verbindung zwischen Grafikkarte des PC und dem Monitor empfehlenswert. Der Betrieb am analogen VGA-Anschluss führt bei hohen Auflösungen zu Qualitätseinbußen. Kontrastreichtum und davon unabhängig regelbare Bildhelligkeit, sowie gleichmäßige Ausleuchtung und wenige Pixelfehler sind weitere Qualitätsmerkmale. Eine schlechte Blickwinkelabhängigkeit macht sich bei großen Diagonalen und bei Teamarbeit vor einem Bildschirm negativ bemerkbar. Werden PC-Spiele mit schnellen Bildwechseln genutzt, sind darüber hinaus die Schaltzeiten und eine eventuelle Bildverzögerung des Displays von Bedeutung. Bei vielen Monitoren sind zusätzlich Anschlüsse für integrierte Lautsprecher, USB-Geräte und Speicherkarten vorhanden.

Bildqualität im TV-Betrieb

Auch im TV-Betrieb ist die Anzeigequalität abhängig von der physikalischen Auflösung. Während im PC-Betrieb jedoch hohe Pixeldichte und damit Auflösung im Verhältnis zur Größe qualitätsentscheidend ist, wird im Videobereich vor allem eine hohe Bildschirmdiagonale gewählt, um dem Kinoerlebnis durch großformatige Darstellung nahe zu kommen. Ein Display mit 1920 x 1080 Pixel im Format 16:9 unterstützt optimal den FullHD-Standard für hochauflösende Videos. Für die Einstufung in HD-Ready reicht jedoch auch eine Auflösung von 1280 x 720 Pixel. Großformatige TV-Geräte mit dieser Auflösung sind aufgrund ihrer geringeren Pixeldichte aber nur für gelegentliche Nutzung als PC-Monitor geeignet. Im TV-Betrieb sind Blickwinkelabhängigkeit und Schaltzeiten von größerer Bedeutung. Neben den technologisch vorgegebenen Eigenschaften wird durch zusätzliche Maßnahmen auf die Bildqualität Einfluss genommen.

• Kammfilter: verhindert Kantenbildung bei Bewegtbildern
• dynamische Hintergrundbeleuchtung: erhöht den Kontrast bei Bewegtbildern
• 100-Hz-Technik: verringert durch Berechnung von zusätzlichen Zwischenbildern ein Ruckeln bei Kameraschwenks

Bildgröße

Als Maßeinheit für die Bildgröße hat sich auch im deutschsprachigen Raum die Zoll-Größe durchgesetzt. Ein Zoll entspricht ca. 2,5 cm, ein 40 Zoll-Display misst also in der Diagonalen etwas mehr als 1 Meter. Im Office-Bereich hat sich eine Größe von 55 cm – 60 cm (22-24 Zoll) etabliert. Für TV-Monitore kann man auf folgende Faustregel zurückgreifen: Der Sitzabstand soll in etwa das 2,5-fache der Bildschirmdiagonale betragen.