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TN Monitore im Detail erklärt

Eines der Auswahlkriterien beim Kauf eines Monitors ist der Typ des Panels. Es gibt drei gebräuchliche Panel Typen für Computer Monitore: VA (Vertical Alignment), IPS (In-Plane Switching), und TN (Twisted Nematic).

Sie unterscheiden sich in erster Linie darin, wie die Flüssigkristalle in einzelnen Bildpunkten angeordnet sind und auf das Anlegen einer Spannung reagieren. Entsprechend der Menge an Spannung ändert sich ihre Ausrichtung.

Aus dem geringeren Aufwand bei der Herstellung und den daraus resultierenden Preisen sowie der schnellen Reaktionszeit ergibt sich, dass Monitore mit einem TN-Panel besonders bei Gamern äußerst beliebt und weit verbreitet sind.

 

Funktionsweise des TN-Panels

Der Aufbau des TN-Panels besteht aus mehreren Schichten. Zwischen zwei mit Elektroden beschichteten Glasscheiben befindet sich eine Flüssigkristallmischung, welche ohne vorhandene Spannung waagrecht zur Bildebene liegen. Außenseitig auf den Glasplatten befinden sich Polarisationsfilter. Auf der Innenseite liegt ein Farbfilter und darauf Elektroden. Das Licht der Hintergrundbeleuchtung trifft auf die Polarisationsfilter und Flüssigkristalle und wird, entsprechend der Spannung, abgedunkelt (Spannung an) oder durchgelassen (Spannung aus).

 

TN Panel Funktionsweise

 

Wird nun am Panel Spannung angelegt, ändern die Flüssigkristalle ihre Ausrichtung in der Senkrechte zur Bildebene. Dadurch verändern sich die optischen Eigenschaften des Panels. Das polarisierte Licht wird durchgelassen und erhellt den jeweiligen Bildpunkt. Je nach Stärke der angelegten Spannung, ändert sich die Ausrichtung der Flüssigkristalle mehr oder weniger stark, wodurch die Helligkeit des Panels reguliert werden kann. Dadurch das wenig Strom durch das LCD fließt, sind TN-Panels sehr energiesparend.

 

Pluspunkt Reaktionsgeschwindigkeit

Die Richtungsänderungen der Flüssigkristalle vom ein- zum ausgeschalteten Zustand erfordert bei allen Panel-Arten eine gewisse Zeitspanne. Genau dort spielt die Twisted Nematic Technologie ihre Stärken aus. Die sogenannte Reaktionszeit ist hier besonders kurz. Hersteller geben den Wert oft als grey-to-grey an, welcher bei TN-Panels oft einer Millisekunde entspricht. Das ist der Wechsel eines Bildpunktes von Farbzustand Grau zu Grau. Der Wechsel von Grau zu Grau dauert bei einem Monitor am längsten. Entsprechend sollte der grey-to-grey Wert niedrig sein. Die Umschaltzeit von Schwarz zu Weiß erfolgt deutlich schneller. Kann der Wert von 1ms nicht eingehalten werden, geben Hersteller gelegentlich den schnelleren Schwarz-zu-Weiß Wert an.

Doch hat sich die IPS-Technologie mittlerweile so weit entwickelt, dass die kürzeren Reaktionszeiten von einem TN-Panel nur bedingt als Vorteil anzusehen sind. Grundsätzlich ist ein schneller reagierendes Panel insbesondere für bewegten Bildern und schnelle Bildwechseln von Vorteil. Vor allem sind kurze Reaktionszeiten bei einem Gaming Monitor, speziell bei Shootern, beliebt. Je schneller die Reaktionszeit der Flüssigkristalle, desto schärfer bleibt das Bild bei schnellen Kameraschwenks. Die Schlierenbildung (das Hinterherziehen) wird minimiert.

144hz vs 60hz

Schlierenbildung rechts durch langsame Reaktionszeit

Trotz allem bringt eine kürzere Reaktionszeit nur einen Vorteil, wenn die Bildwiederholfrequenz entsprechend hoch ist. Liegt die Bildwiederholfrequenz eines Monitors bei 60 Hz, so wird alle 16,67 Millisekunden ein neues Bild angezeigt. Liegt die Reaktionszeit des Panels unter diesem Wert, ist keine Verzögerung bei der Bildanzeige zu erwarten. Tatsache ist jedoch, dass selbst die langsamsten VA-Panel bei etwa 12 ms liegen und somit diesen Wert deutlich unterschreiten.

Interessant wird dieser Wert erst, wenn es sich um einen Monitor mit höherer Bildwiederholfrequenz handelt. Hier sind drei Werte von Interesse: 120 Hz, 144 Hz und 165 Hz. Ein einzelnes Bild wird bei diesen Frequenzen rund 8,33 ms, 6,94 ms, und 6,06 ms lang angezeigt. Sobald das Panel eine geringere Reaktionszeit liefert, wird die Bildanzeige von der Reaktionszeit nicht negativ beeinflusst.

 

Weiterer Vorteil – Preis-Leistung

Während TN-Panels in der Praxis einem modernen IPS-Panel in Sachen Reaktionsgeschwindigkeit nicht haushoch überlegen sind, verhält es sich beim Preis anders. Die Herstellung von einem TN-Panel ist einfacher, wodurch auch die Preise niedriger ausfallen. Da Monitore mit einer höheren Bildwiederholfrequenz zusätzlich teurer sind, haben Monitore mit 144 Hz und TN-Panel einen deutlichen Preisvorteil gegenüber der verbreitetsten Konkurrenz-Technologie, dem IPS-Panel.

 

Schwächen des TN-Panel

Die beiden Pluspunkte Reaktionsgeschwindigkeit und Preis sind ein häufiges Kaufkriterium für Gamer. Dabei wird häufig außer acht gelassen, dass die Blickwinkelstabilität und damit die Farbtreue eines TN-Panels schlechter wird, je schräger darauf geblickt wird.

TN Monitor Blickwinkelstabilität

Farbverschiebung durch Blickwinkeländerung

Sitzt der Betrachter nicht möglichst mittig zum Monitor, so verfälschen sich Farben teils gravierend. Je schräger der Betrachter zum Monitor sitzt, desto schlechter ist die wahrgenommene Bildqualität. Der Kontrast nimmt ab und die Farbwiedergabe verschlechtert sich so sehr, bis schließlich vollkommen unnatürliche Farben sichtbar werden. Bei großen Bildschirmen ab 32 Zoll tritt das Problem an den Rändern selbst dann auf, wenn der Betrachter mittig sitzt.

IPS Display

Vergleich: IPS-Panel

Dieses Problem wird durch eine zusätzliche Schicht im Panel etwas kompensiert. Ein spezieller Film beeinflusst das Licht, welches das Panel durchdringt. Diese TN+Film-Panel erlauben auch eine schrägere Betrachtung des Monitors, ohne größere Verluste bei der subjektiven Bildwahrnehmung. In der Praxis ist der Unterschied zu IPS oder VA auch dann sichtbar.

Ein weiterer Nachteil entsteht durch die Funktionsweise mit polarisiertem Licht. Hierfür sind zwei Schichten von Polarisationsfiltern notwendig. Diese absorbieren immer einen gewissen Teil des Lichts, weshalb Monitore mit einem TN-Panel dunkler sind als Monitore mit einem VA- oder IPS-Panel. Entsprechend weniger stromhungrig sind diese allerdings.

 

Fazit – TN Monitore nur für reines Gaming empfehlenswert

Durch die schlechte Blickwinkelstabilität sind TN-Monitore wirklich nur dann zu empfehlen, wenn mit dem Bildschirm ausschließlich im Profi-Bereich gezockt werden soll. Die geringfügig bessere Reaktionszeit zum IPS-Pendant und der etwas günstigere Preis sollten keinen Kaufgrund liefern, wenn mit dem Monitor auch Bildbearbeitung betrieben oder Film- und Videos geschaut werden sollen. Als günstiger TN-Monitor mit 4K-Auflösung hat sich der Samsung U28E590D als Preis-Leistungs-Sieger bewährt. Mit Magic Angle bietet er auch eine teils verbesserte Blickwinkelstabilität und ist unter 300,- Euro erhältlich. Anders sieht die Lage bei 144Hz Monitoren aus. Hier ist der Preisunterschied zu IPS Geräten deutlich größer.