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VA-Monitore im Detail erklärt

Die Vertical Alignment (VA) Technologie gehört, neben TN (Twisted Nematic) und IPS (In-Plane Switching), zu den bedeutenden Arten, wie ein Monitor-Panel aufgebaut ist und funktioniert.

VA-Panels konnten sich in den letzten Jahren sehr zum positiven entwickeln, wodurch sie auch in 4K Monitoren immer mehr Einsatz finden. Sie sind nicht nur sehr gute Allrounder sondern auch beliebt bei Gamern und Fotografen.

Der Hauptunterschied zwischen den Technologien besteht in der Anordnung der Flüssigkristalle in den einzelnen Bildpunkten. Die Flüssigkristalle reagieren auf Spannung und lassen entsprechend der Höhe mehr oder weniger Licht durch.

 

Funktionsweise der Vertical Alignment Technologie

Der Aufbau des VA-Panels besteht aus mehreren Schichten. Zwischen zwei mit Elektroden beschichteten Glasscheiben befindet sich eine Flüssigkristallmischung, welche ohne angelegte Spannung senkrecht zur Bildebene liegen. Wird Spannung angelegt, dann kippen sie um bis zu 45° waagerecht zur Ebene des Panels. Wie weit die Kristalle kippen, hängt von der angelegten Spannung ab. Dabei lassen die einzelnen Bildpunkte zunehmend das Licht der Hintergrundbeleuchtung durch. Infolgedessen wird der Bildpunkt entsprechend hell.

 

VA Panel Funktionsweise

 

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 aus) oder durchgelassen (Spannung an).

 

Die Stärken von VA-Monitoren

Bereits die einfachen VA-Displays haben besondere Vorteile gegenüber anderen Display Technologien. Sie bieten die höchsten Kontrastwerte aller Display Technologien. Diese liegen bei einem statischen Kontrastverhältnis zwischen 3000:1 und 6000:1. Die Werte des dynamischen Kontrasts können dabei auf mehrere 10 Millionen zu 1 ansteigen. Mit diesen hohen Kontrastwerten steigt auch die Qualität der Farbwiedergabe. Zudem wirkt Schwarz deutlich dunkler und satter.

VA-Panel

Links: VA-Panel / Rechts: TN-Panel

VA-Displays übertreffen auch in diesem Bereich die Leistungen von TN und IPS deutlich. Dabei sind VA-Displays nicht nur sehr akkurat, sondern auch Blickwinkelstabil. Dies ist insbesondere gegenüber TN-Displays ein großer Vorteil, welche bereits in den Randbereichen des Displays bei gerader, mittiger Betrachtung, zur Darstellung von Falschfarben neigen.

 

Die Schwächen von VA-Displays

Keine Technologie ist vollkommen. Auch VA-Displays weisen eine Reihe von Schwächen auf. Die mit Abstand größte ist die Reaktionsgeschwindigkeit. Zwar werben die Hersteller mit Reaktionsgeschwindigkeiten von 1 bis 5 ms, welche TN bzw. IPS Monitoren entsprechen würden, jedoch sieht die Realität anders aus. Manche Hersteller schreiben zumindest, dass die Reaktionsgeschwindigkeit „äquivalent“ zu 1 ms bei anderen Displays sei. Dies bedeutet, dass durch diverse andere Technologien die subjektiv wahrgenommene Reaktionsgeschwindigkeit verbessert wird.

Die Wahrheit ist jedoch, dass VA-Panel diese Werte in der Realität nicht erreichen können. Tatsächlich liegt die Zeit, in der ein Pixel von sehr hellem Grau zu sehr dunklem Grau wechseln kann, bei ~10 ms. Soll der Pixel von Weiß zu Schwarz wechseln, dann liegt die gemessene Zeit darunter. Das Ergebnis ist sehr leicht an einem VA-Monitor zu erkennen. Wenn der weiße Mauszeiger über ein schwarzes Bild bewegt wird, dann zieht sich eine leichte Leuchtspur hinter dem Zeiger her.

Je höher die Reaktionsgeschwindigkeit, desto länger wird diese Spur. In der Praxis bedeutet dies, dass Videos und Spiele zur Schlierenbildung neigen und das Bild leicht unscharf wird. Hierbei sollte auch die Bildwiederholungsrate betrachtet werden. Bei einer Frequenz von 60 Hz wird ein Frame knapp 17 ms lang angezeigt. Kommt nun eine genauso lange Reaktionszeit hinzu, dann wirkt sich dies auf die Qualität von bewegten Bildern aus.

 

Höherer Stromverbrauch

Eine weitere Schwäche ist der Stromverbrauch. Die Veränderung der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle in einem VA-Panel erfordert mehr Energie als bei IPS oder TN, weshalb diese Monitore einen etwas höheren Stromverbrauch aufweisen.

 

Stetige Verbesserung der VA-Technologie durch Subpixel

Die Hersteller kennen die Stärken und Schwächen der VA-Panel und versuchen die Technologie immer weiter zu verbessern. Dabei sind vor allem drei Weiterentwicklungen besonders erwähnenswert: Multi-domain Vertical Alignment Panel (MVA), Patterned Vertical Alignment Panel (PVA) sowie Super-MVA (S-MVA) und Super-PVA (S-PVA) Panel.

 

Multi-domain Vertical Alignment Panel (MVA)

Bei MVA handelt es sich um Panel, bei denen die Pixel nicht nur in die üblichen Subpixel unterteilt sind, sondern zusätzlich aus drei Schichten bestehen. Dabei wird die Helligkeit des Pixels nicht nur durch den Winkel beeinflusst, in dem die Flüssigkristallmoleküle gekippt werden, sondern auch in welche Richtung sie gekippt werden. Dadurch können Kontrastwerte präziser gesteuert werden, wodurch die Bildqualität verbessert wird.

 

Patterned Vertical Alignment Panel (PVA)

Bei PVA handelt es sich um Panel bei denen jedes Pixel nicht nur in drei, sondern in vier Subpixel unterteilt ist. Auch dies verbessert den Kontrastwert deutlich, wobei hier jedoch nicht der Kontrast eines einzelnen Pixels bzw. Subpixels verbessert wird, sondern die Grenzen zwischen den einzelnen Pixeln durch die zusätzlichen Subpixel schärfer werden.

 

Super-MVA (S-MVA) und Super-PVA (S-PVA) Panel

Die Super-Varianten dieser beiden Technologien bieten gleich zwei Weiterentwicklungen. Einerseits wird die Reaktionsgeschwindigkeit verbessert, wodurch die Schlierenbildung merklich reduziert wird. Andererseits ist jedes Pixel in ganze acht Subpixel unterteilt. Dies verbessert die Kontrastwerte noch weiter. Da die Flüssigkristallmoleküle in noch mehr Richtungen gekippt werden können, wird zusätzlich auch die Bilckwinkelstabilität deutlich erhöht.

Der Nachteil dieser moderneren VA-Panel ist jedoch, dass der ohnehin höhere Stromverbrauch weiter ansteigt.

 

Gaming mit VA-Monitoren?

Wer die Angaben zu den realen Reaktionszeiten aufmerksam gelesen hat, der kann sich selber ausrechnen, dass VA-Monitore für schnelle Shooter nicht optimal sind. Dabei ist der Monitor umso weniger zu gebrauchen, je schneller die Handlung in einem Game ist. Die neuesten Modelle reduzieren die bekannten Schwächen der VA-Technologie etwas, jedoch erreichen auch modernste VA-Monitore in der Realität nicht die Leistung von IPS- oder gar TN-Monitoren. Für Casual-Gaming sind aber auch VA-Monitore sehr gut geeignet.

Tipp: Gaming Monitor Empfehlungen

 

Fazit

Trotz Schwächen bei der Reaktionszeit sind VA-Monitore eine sinnvolle Anschaffung. Auch in absehbarer Zeit wird die VA-Technologie nicht vom Markt verschwinden. Eine Tatsache ist, dass die hohen Kontrastwerte und die natürliche Wiedergabe von Farben in einigen Bereichen unverzichtbar sind. Dies sind einerseits technische Anwendungen, wie etwa in Kombination mit bildgebenden Verfahren im medizinischen Bereich. Hier ist auch die hohe Bildqualität deutlich stärker zu gewichten, als die hohen Betriebskosten durch den Stromverbrauch.

Für Privatpersonen sind VA-Monitore ebenso interessant. Insbesondere bei der Bildbearbeitung, bei der es auf keine hohe Reaktionsgeschwindigkeiten ankommt, zeigen VA-Monitore ihre Stärken. Hierbei lohnt die Anschaffung sowohl für semi- als auch für professionelle Fotografen zum Arbeiten. Auch als Allrounder für Web und Office sind VA-Panels bestens geeignet. Casual Gamer freuen sich über tolle Farben und sattes Schwarz.  Lediglich für schnelle Shooter sollte zu einem TN-Panel gegriffen werden.