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Entwicklung und Fortschritt von Monitoren

Entwicklung und Fortschritt von Monitoren


Displays gestern und heute

Es ist keine zehn Jahre her, da waren „Datensichtgeräte“ fast ausschließlich Röhrenmonitore. Als Bildschirm dient hier eine Fernseh-Bildröhre, die als „Braunsche Röhre“ vor etwa 100 Jahren erfunden und vom Prinzip her kaum verändert wurde. Bis etwa zum Jahr 2000 wurde deren Bildqualität und –Helligkeit von keiner anderen Technik erreicht, insbesondere nicht von seinerzeit erhältlichen LCD-Flachbildschirmen. Die damals übliche schlecht ausgeleuchtete passiv angesteuerte Bildmatrix erreichte geringe Kontrastwerte und gestattete allerdings nur einen kleinen Blickwinkel. Außerdem waren diese Bildschirme so träge, dass bewegte Bilder nur verschwommen wiedergegeben werden. Für Spiele, Videowiedergabe und andere Multimediaanwendungen waren sie deswegen kaum geeignet.
Die Technik ist nicht stehen geblieben: Moderne Flachbildschirme übertreffen inzwischen die alte Technik in jeder Hinsicht. Betagte Röhrenmonitore, die in vielen Haushalten und Büros heute noch ihren Dienst verrichten, können deshalb ohne Bedenken bezüglich der Qualität von einem der platzsparenden und energieeffizienten flachen Nachfolger ersetzt werden.


TFT brachte den Durchbruch

Der Durchbruch für Flachbildschirme kam etwa 2000 mit der Marktreife der TFT-Technik, bei der eine aktive Matrix aus Dünnfilm-Transistoren (englisch „Thin Film Transistor – TFT), die die einzelnen in einem Raster angeordneten LCD-Bildelemente („Liquid Crystal Display“ – Flüssig-Kristall-Anzeige) des Bildschirms(Pixel) ansteuert. Inzwischen hat diese Technik einen weitgehend ausgereiften Stand erreicht. Hohe Kontrastwerte (Unterschied zwischen dem hellsten und dunkelsten Bildelement), kurze Reaktionszeiten und großer Betrachtungswinkel sind heute selbst bei TFT-Monitoren der unteren Preisklasse Standard. Die Reaktionszeiten liegen der TFT-Technik im Millisekundenbereich und der Kontrast erreicht je bei typischen Office-Monitoren Werte zwischen 8.000 : 1 und 10.000 : 1. Multimediageräte, bei denen es auf brillante Bilder ankommt, liegen hier mit bis zu 70.000 : 1 wesentlich höher.
Auch der Betrachtungswinkel ist ein wichtiges Qualitätskriterium für Monitore. In einem Winkel von mindestens 160 Grad in horizontaler und vertikaler Richtung sollte das Bild ohne Einschränkungen erkennbar sein.


Der aktuelle Stand der Technik

Hohe Helligkeitswerte, kurze Reaktionszeiten, geringer Leistungsbedarf


Effiziente Hintergrundbeleuchtung mit LED

LCD-Bildelemente selbst leuchten nicht. Sie verändern in Abhängigkeit der anliegenden Spannung ihre Polarisation und werden so durchsichtig oder undurchsichtig für das von einer Hintergrundbeleuchtung (Blacklight) erzeugten Licht. Deren Energiebedarf ist der größte Posten bei der Stromaufnahme eines solchen Flachbildschirms. Als günstige Alternative zu den bisher verwendeten Beleuchtungssystemen, die wie die klassischen Leuchtstoffröhren funktionieren, haben sich in der letzten Zeit LED-Beleuchtungen („Light Emitting Diodes“ – Licht-emittierende Dioden) erwiesen. TFT-LED Monitore haben im Vergleich zu herkömmlichen TFT-Bildschirmen deshalb einen wesentlich geringeren Energiebedarf. Während der Leistungsbedarf bei Standard TFT-Bildschirmen im Bereich von 30 bis 50 Watt liegt, kommen LED-TFT-Typen typischerweise mit etwa 10 Watt aus. Die meisten Monitore schalten bei längerem Nichtgebrauch in den Standby-Betrieb, bei dem sie eine Leistung im einstelligen Watt-Bereich aufnehmen.


Multimedia stellt hohe Anforderungen

Unterhaltungselektronik und Computertechnik wachsen immer mehr zusammen. Heutige Computer sind nicht nur für die Arbeit gedacht, sondern man kann sie auch zum Fernsehen, Abspielen von DVD-Videos oder für Action Games benutzen. Für die optimale Darstellung sollte allerdings auch jeweils der passende Monitor gewählt werden. So geht bei TV und Video der Trend zu HD (High Definition – hohe Bildauflösung). Nur mit dafür geeigneten Bildschirmen lässt sich die faszinierende Bildqualität erleben. Um die großen Datenmengen vom Computer zum Monitor ohne Qualitätsverlust übertragen zu können, sollten diese Bildschirme neben dem Computer üblichen VGA-Anschluss (Video Graphic Array) auch über eine DVI – (Digital Visual Interface) und noch besser über eine HDMI-Schnittstelle (High Definition Multimedia Interface) verfügen.
Für Multimedia-Anwendungen, insbesondere Video und Fernsehen ist ein Bildschirmformat mit dem Seitenverhältnis von 16 : 9 optimal geeignet.
Für die in jüngster Zeit verfügbaren 3D-Spiele oder 3D-Videos gibt es inzwischen auch spezielle Monitore. Mit einer dazugehörigen Brille erhält man eine so verblüffend realistische räumliche Darstellung auf dem Bildschirm, dass man glaubt, man sei Teil der Handlung.
So gut wie alle Flachbildschirme sind heute mit einer Befestigungsmöglichkeit nach dem VEGA-Standard ausgestattet. Damit lassen sich die Bildschirme ganz einfach mit den als Zubehör erhältlichen vielfältigen Befestigungssystemen zum Beispiel an der Wand montieren.
 


Der Finger als Maus: Touchscreen-Displays

Mit dem Tablet-PC Apple iPad, der innerhalb kürzester Zeit große Verbreitung gefunden hat, ist das Touchscreen sehr populär geworden. Diese Bildschirme sind sehr praktisch, denn man benötigt zur Bedienung des Computers weder Maus noch Tastatur. Mit dem Finder werden Icons auf dem Bildschirm berührt, um die Funktionen und Anwendungen des angeschlossenen Computers zu steuern. Dazu müssen das Betriebssystem und die Benutzeroberfläche der Anwendungen allerdings entsprechend ausgelegt sein.


Großdisplays: Die Giganten unter den Großbildschirmen

LED-TFT-Monitore dürfen nicht mit den LED-Großdisplays verwechselt werden, die aus Tausenden einzelner LEDs bestehen, z.B. für Stadien oder Public Viewing auf öffentlichen Plätzen. Hier herrschen ganz andere Anforderungen als im heimischen Wohnzimmer: Erstens müssen hier die Abmessungen wesentlich größer sein und zweitens muss auf Grund der höheren Umgebungshelligkeit jeder einzelne Bildpunkt eine wesentlich höhere Lichtleistung abgeben können. Während herkömmliche LED-TFT-Bildschirme typischerweise eine Leuchtdichte von 200 bis 300 Nit (1 Nit = 1 cd/m²) erreichen, liegt die Leuchtdichte bei LED-Bildwänden im Bereich von einigen Tausend Nit. Wenn es nicht ganz so groß sein soll, eignen sich auch Plasma-Bildschirme, die mit einer Diagonalen von bis zu 4 m hergestellt werden, für das Public Viewing. Die Plasma-Technik zeichnet sich durch besonders natürliche Farbwiedergabe und großen Betrachtungswinkel aus.