LCD-Technologie im Überblick Was In-Plane Switching leisten kann

In-Plane Switching und LCD-Technologie
In-Plane Switching garantiert eine gleichmäßige Farbwiedergabe unter verschiedenen Betrachtungswinkeln und bietet sich besonders für freistehende, großflächige Digital-Signage Bildschirme an.

Eine Welt ohne Displays ist unvorstellbar. Doch welche Technologie hat im Moment eigentlich die Nase vorn? Die folgenden Ausführungen erläutern, warum das In-Plane Switching bei modernen Displays bezüglich Kontrast, Betrachtungswinkel, Farbtiefe und Farbumfang sehr viele Pluspunkte aufzuweisen hat.

Für den Vergleich und die Erläuterung der technischen Vor- und Nachteile verschiedener Display-Technologien ist es sinnvoll, zunächst einige technischen Meilensteile der vergangenen Jahre revue passieren zu lassen und diese anschließend vergleichend zu betrachten. Betrachtet werden dabei die Einsatzorte, an denen die derzeit leistungsstärkste Form der LC-Displays benötigt wird.

Die LCD-Technologie hat sich rasant entwickelt

Die technische Basis der LCD-Technologie (Liquid Crystal Display) wurde bereits 1888 von Friedrich Reinitzer entdeckt. Das erste LC-Display kam allerdings erst sehr viel später auf den Markt, nämlich 1968 in den USA. Dieses Modell, quasi die Basis aller folgenden Displays, basierte auf dem DSM-Prinzip (dynamischer Streumodus). Dabei ändert eine zwischen zwei Elektroden befindliche Flüssigkristallschicht durch Anlegen einer Spannung ihre Lichtstreuungs-Eigenschaften, sodass man zwischen einem transparenten und einem wenig transparenten Modus umschalten kann. Je nach geometrischem Aufbau des Display lassen sich viele Einzelpunkte aus dieser Struktur bilden und diese Pixel jeweils separat ansteuern.

Nachdem es in den Siebzigern zu ersten Patenten und Weiterentwicklungen kam (LC-Displays wurden damals bereits in Taschenrechnern und Digitaluhren verbaut), setzten sich Ende der Achtziger so langsam die ersten Farb-Displays durch. Begünstigt durch die Architekturen tragbarer und batteriegespeister Geräte wie Handys, Notebooks oder Tablets, entwickelte sich die Technologie bis heute stetig weiter. Mittlerweile haben LC- und OLED-Displays (organische LED) alle anderen Display-Typen und erst recht die Elektronenstrahlröhre praktisch verdrängt. Dies betrifft Computermonitore (seit 2006) und Fernsehgeräte mit größeren Bilddiagonalen (seit 2008). Auch andere Anwendungsgebiete wie Oszilloskope sind schon seit Längerem in der Hand von Computer-angesteuerten LCDs. Diese Display-Kategorie beherrscht gegenwärtig mit über drei Vierteln aller verkauften Displays den Markt. Relativ junge Entwicklungen sind dabei z.B. Head-up Displays, also Anzeigesysteme, die Informationen in das Sichtfeld beispielsweise von Piloten projizieren, und natürlich auch Videoprojektoren. Die Entwicklung geht auch heute noch weiter; maßgeblich vorangetrieben wurden beispielsweise durch LG Electronics als weltweit agierendem Display-Hersteller, der nicht nur die LCD-Technologie allgemein, sondern im Speziellen auch die hier näher betrachtete IPS-Technologie (In-Plane Switching) forciert.

Die inneren Werte der LCD-Technologie

LCDs bestehen aus zwei dünnen Glasplatten, die jeweils mit 90 Grad zueinander gedrehten Polarisationsfiltern ausgestattet sind – das Display ist somit lichtundurchlässig. Durch die elektrische Ansteuerung der Flüssigkristalle mit Hilfe der Glasplatten-Elektroden wird die Polarisierung verändert. Polarisiertes Licht , das mit einer Hintergrundbeleuchtung und Polarisationsfiltern erzeugt wird, dringt nun durch die gesamte Anordnung – das Auge des Betrachters sieht hell.

In den 80er- und 90er-Jahren wurde aus Kostengründen meist auf die TN-Technologie (Twisted Nematic) gesetzt, da sich der Einsatz von IPS zu diesem Zeitpunkt wirtschaftlich noch nicht rentierte. TN wies jedoch mit der Weiterentwicklung einige Schwächen auf, die mit steigender Display-Größe zunehmend relevant wurden: Gelb- und Grauverfärbungen bei seitlichem Einblick am oberen und unteren Bildrand sowie ein limitierter Blickwinkel, unregelmäßiger Kontrast sowie mangelnde Farbstabiliät sind diverse K.O.-Kriterien für die TN-Technologie. Mitte der 90er-Jahre fokussierte sich die Forschung auf immer größere Bildschirm-Maße – es mussten zwangsläufig Alternativen gefunden werden. Die Lösungen waren VA- und IPS-Technologie.