Computerhardware: Bildschirm: TFT

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[Bearbeiten] TFT-Flachbildschirme

Prinzip eines TFT-DN-Monitors
1: Glas
2 & 3: Vertikale und horizontale Polarisationsfilter
4: RGB Farbfilter
5 & 6: Horizontale und vertikale Elektroden
7: Polyamidschicht
8: Zwischenraum

Bei Neukauf sind TFT-Bildschirme die erste Wahl, da es sowieso faktisch keine Alternativen gibt.

TFT ist die Abkürzung von Thin Film Transistor (Dünn-Film-Transistor). Das ist eine Weiterentwicklung der LCD Technik (Liquid Crystal Display). Allen TFT-Bildschirmen gemeinsam ist das Wirkprinzip:

Das Licht einer möglichst gleichmäßigen weißen Hintergrundbeleuchtung wird durch eine Matrix aus elektronisch gesteuerten Filtern geschickt, die das Licht mehr oder weniger abschwächen. Das „Restlicht“ durchläuft winzige rote, grüne und blaue Farbfilter und trifft dann das Auge des Betrachters, wo die drei Farben zu einer Mischfarbe verschmelzen.

Die Hintergrundbeleuchtung wird von vier Leuchtstoffröhren erzeugt, bei billigen Geräten sind es oft nur zwei. Im Zeichen von „Green IT“ nimmt der Anteil von Geräten zu, die weiße LEDs als Hintergrundbeleuchtung einsetzen. Das ist etwas teurer, aber es senkt den Stromverbrauch auf die Hälfte, ergibt bessere Bildqualität, gleichmäßigere Ausleuchtung und längere Lebensdauer.

Es gibt inzwischen mehrere Arten der TFT Technik. Am verbreitetsten sind die TN-Panele (Twisted Nematic), weil sie am billigsten herzustellen sind.

• Vorteil: Sie sind schnell (bis 1 ms Grau-zu-Grau)
• Nachteil: Die Farbwiedergabe ist mäßig (etwa 260 000 Farben)
• Nachteil: Bei größeren Blickwinkeln verringert sich der Farbkontrast.

[Bearbeiten] Vorteile von TFT-Bildschirmen im Vergleich zu CRT-Bildschirmen

• es gibt sie neu
• sie sind flach und leicht, benötigen eine geringe Stellfläche und haben ein geringes Gewicht. Sehr praktisch für LAN-Party-Besucher!
• sie erzeugen keinerlei schädliche Röntgenstrahlung und keine Magnetfelder
• ein guter, entspiegelter Monitor erzeugt weniger Reflexionen von Lichtquellen der Umgebung
• kein Flimmern, auch bei niedrigen Bildwiederholfrequenzen
• keine Konvergenzfehler – keine Ablenkung einzelner Bildpunkte durch externe Magnetfelder
• sehr gute Schärfe bei Standardauflösung des Bildschirms
• über einen digitalen DVI-Eingang lassen sich, bei entsprechend ausgerüsteter Grafikkarte, Qualitätseinbußen durch den oft schlechten analogen Ausgang heutiger Grafikkarten vermeiden

Makro-Ansicht des Ausschnittes eines Farb-TFT-Displays

[Bearbeiten] Nachteile von TFT-Bildschirmen im Vergleich zu CRT-Bildschirmen

Da die Matrix das Licht nicht erzeugt, sondern nur filtert, resultieren hieraus die ersten drei prinzipiellen Probleme:

• Eine große Helligkeit ist schwer zu erzielen.
• Statt echtem Schwarz kann nur ein dunkles Grau erzeugt werden.
• Die Farben sind weniger gesättigt als bei CRT Bildschirmen (Cathode Ray Tube = Röhrenbildschirm). Dadurch geringere Helligkeits- und teilweise auch Farbabstufungen insbesondere bei preiswerteren Modellen.

Weitere Probleme:

• Die Helligkeit und teilweise auch der Kontrast schwanken erheblich, je nach Betrachtungswinkel.
• Pixelfehler (einzelne ständig einfarbige Bildpunkte oder ständig schwarze Punkte) können auftreten und sind (rechtlich) unter Umständen kein Beanstandungsgrund (Umtausch nicht immer möglich). Manche Händler bieten gegen Aufpreis „100% pixelfehlerfreie“ Geräte an.
• Das bauartbedingte, feste Raster an Bildpunkten zieht Einbußen in der Bildqualität bei anderer als der physikalischen Auflösung nach sich, siehe unten.
• Durch schlechtere Reaktionszeiten kann es zu „Nachzieheffekten“ kommen, die insbesondere für Spieler und Sportübertragungen nachteilig sind. Bei neuen Modellen mit Reaktionszeiten von 2 bis 4 ms gibt es kaum noch Probleme.
• Der übliche Kontrast von 1000:1 reicht nicht aus, wenn der Raum sonnenüberstrahlt ist. Mit der neuen DFC Technologie (Digital Fine Contrast, seit 06/2006 auf dem Markt) sind Kontraste von 2000:1 und sogar 4000:1 lieferbar. Trotzdem sind feine Linien mitunter kaum zu erkennen.
• Die Bildfläche des Bildschirms ist mechanisch empfindlich. Nicht anstoßen oder kratzen, Vorsicht bei der Reinigung! Es gibt einige wenige Bildschirme mit einer Glasscheibe.
• Die Farbtöne hängen vom verwendeten Material ab und sind weder standardisiert noch lassen sie sich kalibrieren. Dadurch sehen die Farben auf Geräten verschiedener Hersteller unterschiedlich aus. Beim Briefschreiben und im Internet stört das nicht, aber beim Betrachten und Bearbeiten von Fotos und technischen Darstellungen schon.
• Es gibt mehrere Technologien für TFT-Flachbildschirme. Die meistverbreitete Technologie, das TN-Panel, verwendet statt der üblichen 8 Bit pro Farbe nur 6 Bit. Die Grafikkarte kann zwar 2^(8+8+8) = 2²⁴ = 16 777 216 Farben erzeugen, aber es werden nur 2^(6+6+6) = 2¹⁸ = 262 144 Farben dargestellt. Der Verlust an Feinauflösung der Farben wird durch Interpolation verringert: Durch Flimmern werden mit Hilfe dieser 262 144 Farben dann wieder mehr Farben simuliert. Das Flimmern ist bei starker Vergrößerung und zart abgestuften Gelbtönen (Blumen, Hauttöne) deutlich sichtbar.
• Zitat aus PC Praxis 03/2006 Seite 103: TN-Panels ... können nach wie vor nur den sRGB-Farbraum abbilden. Besonders im Hinblick auf die digitale Fotografie wird das immer mehr zu einem Problem, da Kameras zunehmend leistungsfähiger werden. Insbesondere die aktuellen Spiegelreflexmodelle können durchweg auf den AdobeRGB-Farbraum zurückgreifen, der aber größer ist als sRGB. Ergo kann ein TFT nicht alle Farben darstellen, die eine Digicam aufnimmt. Angesichts der Tatsache, dass derzeit für einen Adobe-RGB-fähigen Flachbildschirm noch knapp 4000 Euro fällig werden, besteht hier Handlungsbedarf. Denn noch bleibt Ihnen nichts anderes übrig, als auf einen CRT zurückzugreifen, wenn Sie höhere Ansprüche an Bildbearbeitung stellen. (mm)

In der Werbung für große Bildschirme findet man zunehmend Angaben wie „80% des Adobe-Farbraumes werden abgedeckt“. Auch gibt es mitunter Möglichkeiten für den Farbabgleich.

TFT-Bildschirme haben im Unterschied zu CRT-Bildschirmen ein festes Raster von Bildpunkten, bei einem 17" und 19" Gerät sind es 1280 Bildpunkte waagerecht und 1024 Pixel senkrecht. Liefert die Grafikkarte ein Bild mit 1280 x 1024 Bildpunkten, ist die Zuordnung eindeutig und das Bild ist scharf. Wenn Sie die Grafikkarte auf eine kleinere Auflösung einstellen, zum Beispiel 1024 x 768 Pixel, hat der Grafikprozessor im Bildschirm drei Möglichkeiten:

1. Es werden nur 1024 x 768 Pixel benutzt, der Rand des Bildschirms bleibt schwarz. Damit wird nur (1024/1280) x (768/1024) = 3/5 = 60 % des Bildschirms benutzt.
2. Jeder vierte Bildpunkt in der Waagerechten und jeder dritte in der Senkrechten wird weggelassen. Bei größeren Flächen und breiten Linien ist das kein Problem. Schmale Linien (zum Beispiel von Buchstaben) können aber nicht einfach weggelassen werden, ohne die Darstellung zu verstümmeln. Buchstaben würden sowohl in der Höhe als auch in der Breite ungleichmäßig oder unlesbar.
3. Der Prozessor im Bildschirm kann er nach komplizierten Formeln errechnen, welche Bildpunkte an welcher Stelle des Bildschirms weggelassen werden dürfen. Diese Berechnung heißt „interpolieren“. Je leistungsfähiger der verwendete Prozessor, desto bessere Interpolationsformeln kann er verwenden. Trotzdem wird das Bild IMMER ein wenig oder ein wenig mehr unscharf sein.

Brillenträgern und älteren Personen sind Schrift und Windows-Symbole in der höchsten Auflösung meist zu klein, sie ziehen meist eine Auflösung von 1024 x 768 oder sogar 800 x 600 Bildpunkten vor, was besonders unscharf aussieht. Daher ist vor allem diesem Benutzerkreis zu empfehlen, Ihren Wunschmonitor vor dem Kauf in der benötigten Einstellung sorgfältig zu prüfen.

Als Vorteil von TFT-Monitoren gilt der Nutzen für die Umwelt durch den geringeren Energieverbrauch. Ganz ungetrübt ist die Umweltfreundlichkeit aber nicht: Das verwendete LCD-Material ist hochgiftig und die Leuchtstoffröhren der Hintergrundbeleuchtung setzen beim Zerbrechen Quecksilberdämpfe frei.

Aktuelle TFT-Monitore verbrauchen durchschnittlich weniger Strom als aktuelle Röhrenbildschirme, aber der Unterschied ist nicht allzu groß. Die Hersteller von Röhrenbildschirmen haben, angespornt durch die TFT-Konkurrenz, den Energieverbrauch senken können. Andererseits ist der Energieverbrauch von TFT-Bildschirmen im Zuge der Weiterentwicklungen gestiegen. Zum einen hat die höhere Helligkeit den Energiebedarf der Hintergrundbeleuchtung erhöht. Zweitens benötigen modernere Flüssigkristalle (mit besserem Kontrast und kürzerer Umschaltzeit) mehr Energie.

[Bearbeiten] Spezifischer Nachteil eines 17"-TFT-Gerätes

Ein 15"-Gerät hat eine Auflösung von 1024 x 768 Bildpunkten, 17" und 19" haben 1280 x 1024 Pixel. Vergleicht man die Fläche und die Anzahl der Pixel, kommt man zu folgendem Ergebnis:

Ein 17"-Gerät ist um 17/15 = 1,13 = 13 % größer als ein 15" Gerät, muss aber auf dieser größeren Breite 1280/1024 = 1,25 = 25 % mehr Pixel darstellen. 25% mehr Bildpunkte bei 13 % größeren Abmessungen bedeuten, dass sämtliche Darstellungen mit fester Auflösung (z. B. in MS-Windows-Menüs verwendete Schrift) auf dem größeren 17"-TFT um 12 % kleiner aussehen als auf dem kleineren 15" Display. Darstellungen mit veränderlicher Auflösung können angepasst werden. Eine allgemeine Reduzierung der Auflösung auf einen Wert unterhalb der Standardauflösung führt zu Qualitätseinbußen in der Darstellung.

Auf einem 19"-TFT-Monitor werden die in MS Windows verwendeten Symbole und Menüschriften, die aus ebenso vielen Pixeln wie auf einem 15"-TFT-Display bestehen, genauso groß wie auf einem 15"-TFT-Monitor dargestellt.

[Bearbeiten] Wann ist ein TFT-Monitor zu empfehlen?

TFT-Bildschirme sind empfehlenswert, wenn

• wenn man nicht auf Gebrauchtgeräte zurückgreifen will
• beengte Platzverhältnisse herrschen
• von der Standardauflösung abweichende Auflösungen kaum eine Rolle spielen
• Actionspiele mit sehr schnellen Bewegungen nur gelegentlich gespielt werden
• nie regelmäßig mehrere Personen in unterschiedlichen Blickwinkeln auf den Bildschirm sehen müssen
• der Benutzer seinen Blickwinkel zum Bildschirm nur wenig variiert
• der Bildschirm repräsentativ aussehen muss
• wenn ein Röhrenmonitor keine Akzeptanz findet (z. B. im Wohnbereich)

[Bearbeiten] Gedanken vor dem Bildschirmkauf

Viele Leute kaufen einen neuen PC zwei- bis dreimal so oft wie einen neuen Monitor. Monitorkauf ist also eine Langzeitinvestition! Der Monitor ist das wichtigste Ausgabegerät. Ein mangelhafter Monitor verstärkt die Neigung zu Augen- und Kopfschmerzen, denn das Gehirn muss das von den Augen gelieferte unscharfe Bild nachbessern. Die Augenoptiker sind sich nicht einig darüber, ob ständige Anstrengung beim Sehen die Verschlechterung der Sehstärke beschleunigt.

Schätzen Sie zukünftige Entwicklungen ab! Denken Sie daran, wie schnell die Pixelzahl bei Digitalkameras in den letzten Jahren gestiegen ist. Auch im Internet gibt es einen Trend zu größeren Auflösungen und zunehmenden Detailreichtum bei Grafiken und Fotos. Das bedeutet für Sie:

Geizen Sie nicht beim Kauf des Monitors! Sie werden ihn jahrelang vor Augen haben!

Monitore werden zwar am Fließband produziert, trotzdem ist jedes Exemplar anders. Kaufen Sie möglichst keinen Bildschirm von der Palette oder im Versandhandel! Wenn Sie Wert auf Qualität legen, sollten Sie die Qualität nicht nur nach dem Vorführmodell beurteilen, sondern sich Ihr Exemplar in der höchsten Auflösung sowie in Ihrer gebräuchlichen Auflösung vorführen lassen!

Die Reaktionszeit von TFT-Bildschirmen wird von den Produzenten nach recht unterschiedlichen Methoden gemessen und ist teils geschönt. Es ist ratsam, Testberichte zu lesen.

Monitore mit integriertem Lautsprecher sind problematisch, da bei TFT-Monitoren die flache Bauweise es schwierig macht, einen guten Klang zu erhalten.

Ein „normaler“ Fernseher kann nicht an den PC angeschlossen werden, dafür braucht er eine Spezialbuchse. Die beliebte Kennzeichnung „HDTV vorbereitet“ sagt nichts über einen PC-Anschluss aus (eigentlich bedeutet diese Aussage nur, dass die Elektronik fähig ist, ein hochwertiges 1920 x 1080 HDTV-Bild so weit zu verschlechtern, dass es angezeigt werden kann).

Selbst wenn der Fernseher einen PC-Anschluss hat: Weil sich die Anzahl der Pixel bei Fernsehen (720 x 576 bzw. 1920 x 1080 bei HDTV) und PC unterscheidet, gibt es Schärfenprobleme bei TFT-Kombigeräten. Gegenwärtig (Ende 2008) gibt es kein Gerät, das gleichzeitig als Fernseher und als Computermonitor uneingeschränkt zu empfehlen ist. Sie werden sich wohl entscheiden müssen, was Ihnen wichtiger ist, und davon ausgehend die Bildschirmauflösung wählen.

Monitore sollten immer entspiegelt sein. Dadurch ist die Anzeige zwar weniger kontrastreich, dafür lässt sich das Bild aber auch bei Umgebungslicht betrachten.

Die immer beliebter werdenden Heimprojektoren (Beamer) verwenden die TFT-Technologie, daher gelten fast alle bisherigen Darlegungen auch für sie.

[Bearbeiten] Aufpassen!

Achten Sie beim Kauf auf das Prüfsiegel. Die schlechteste Norm ist MPR-1 darauf folgen MPR-2, TCO-92, TCO-95, TCO-99 und TCO-03. Letzteres ist das beste, jeder neue Bildschirm sollte es haben.

Achten Sie beim Kauf eines großen LCDs mit hoher Auflösung darauf, dass die Grafikkarte dessen hohe Auflösung erreicht. Die maximale Auflösung bei Single-DVI beträgt 1920 x 1200 Pixel. Wenn Sie einen Monitor mit einer größeren Auflösung über DVI anschließen, ist eine Dual-Link-Grafikkarte notwendig. Dual-DVI benutzt zwei DVI-Kanäle und kann eine Auflösung von maximal 2560 x 1600 Pixeln erreichen.