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Die LCD-Panels eines Fernsehers

11.14.2023

LCD-Panels haben sich in den letzten 10 Jahren nicht grundlegend verändert. LCD ist die Abkürzung für "Liquid Crystal Display“ und beschreibt das aktive Element der Anzeige, das aus Flüssigkristallen besteht. Bei einem LCD-Display befindet sich die Lichtquelle hinter dem Panel und strahlt Licht von einer Reihe von LEDs (Light Emitting Diodes) aus, während Hersteller früher voluminösere Leuchtstofflampen (CCFL) verwendeten. Die LEDs können entweder entlang der Kanten des LCD-Panels (Rand- oder kantenbeleuchtete LED) oder hinter dem LCD-Panel (direkte oder hintergrundbeleuchtete LED) platziert werden.

Bei randbeleuchteten LEDs ist es schwierig, die Lichtintensität lokal auf dem Bildschirm zu steuern, da die LEDs Licht nur von den Rändern abstrahlen. Dieses Licht muss mithilfe eines Lichtleiters so reflektiert werden, dass es die gesamte Bildschirmfläche abdeckt. Daher kann die Lichtintensität nur in Bändern gesteuert werden. Bei LEDs mit Hintergrundbeleuchtung sind die Dioden hinter dem Panel platziert, was eine bessere lokale Steuerung ermöglicht, da die LEDs in einem Raster angeordnet und möglicherweise einzeln oder in Zonen angesprochen werden können. Die bisher höchste Diodenzahl in einem LCD-Display beträgt 5200, was nur auf einem großen 100-Zoll-Panel möglich ist. Jede Diode beleuchtet daher etwa 6400 Pixel (Ultra-HD-Auflösung).

Typischerweise wird Licht durch mehrere Kunststoffschichten reflektiert, die der homogenen Lichtverteilung dienen. Diese Lichtdiffusorschichten sitzen zwischen den LEDs und dem LCD-Panel, was bedeutet, dass die gesamte Hintergrundbeleuchtungseinheit viel Platz einnimmt und den Fernseher dicker macht.

Um die Lichtintensität für jede der Grundfarben zu steuern, verwenden LCDs in jedem Pixel Flüssigkristalle. Durch Beeinflussung eines elektrischen Feldes lassen sich diese Kristalle in der Zelle drehen und so den Lichtdurchsatz regulieren. Sobald die Lichtintensität einer Grundfarbe auf das gewünschte Maß eingestellt ist, durchläuft sie einen Farbfilter, der alle Wellenlängen außer Rot, Grün oder Blau herausfiltert. Wenn Sie sich dem Bildschirm nähern, können Sie diese roten, grünen und blauen Subpixel sehen, die in Dreierpaaren ein Pixel ergeben.

Wie schnell ein LCD-Panel die Farbe ändern kann, hängt davon ab, wie schnell sich die Flüssigkristalle in eine neue Position bewegen können. Dies bestimmt den Grad an Unschärfe/Nachlauf, den Sie im Bild sehen. Idealerweise sollen die Flüssigkristalle sofort die neue Position (Farbe) einnehmen. Dies ist jedoch nicht möglich und normalerweise benötigen die Flüssigkristalle dafür eine gewisse Zeit (gemessen in Millisekunden), sodass es zu Unschärfen/Schleifspuren kommen kann.

Wenn Licht durch die Flüssigkristalle dringt, kann die Lichtintensität nicht mehr in alle Richtungen aufrechterhalten werden. Wenn Sie an eine Glühlampe denken, kann diese die gleiche Menge Licht in alle Richtungen ausstrahlen (sie wird als Lambert-Strahler bezeichnet), aber in einem LCD-Display bedeutet die Verwendung von Flüssigkristallen, dass das Panel den größten Teil des Lichts direkt nach vorne abstrahlt. Oder mit anderen Worten; Licht und Farbintensität wirken nur direkt vor dem Bildschirm am stärksten und reinsten. Dieses Phänomen ist wichtig, um das Konzept der „Blickwinkel“ zu verstehen.