Überblick über die Display-Technologien bei Fernsehern: OLED, QD-OLED, Neo QLED, LCD, IPS-Panel, VA-Panel, FALD

Der folgende Artikel gibt einen Überblick über die verschiedenen Display-Technologien und hilft Dir zu verstehen, welcher Fernseher mit welchem Panel der Richtige für Dich ist. Auch erfährst Du Tipps, wie Du welches Panel erkennen kannst. Folgende Fragen haben uns unsere Leser gestellt, die wir mit diesem Artikel unter anderem beantworten wollen:

  • Was ist ein OLED-Panel?
  • Was ist ein QD-OLED-Panel?
  • Was bedeutet QLED?
  • Was sind Mini-LED- und Micro-LED-Fernseher?
LG QNED Mini LED LCD Aufbau 2021 (© LG)
LG QNED Mini LED LCD Aufbau 2021 (© LG)

Grundlagen

Das Fernseher-Panel stellt die Bewegbilder eines Films dar. Das farbige TV-Display zeigt i.d.R. die Farben über das Mischen von drei Grundfarben an: Rot, Grün und Blau. Über die Mischung der drei Grundfarben kann jede andere Farbe bis hin zu weiß (rot, grün und blau in derselben Intensität und Helligkeit) dargestellt werden (additive Farbmischung).

Damit ein Display jeden Teil des Bildes in einer bestimmten Farbe darstellen kann, wird das Bild in kleine Teilbereiche, die Pixel aufgeteilt. Ein Pixel wird dabei aus jeweils einem Subpixel bestehend aus den drei Grundfarben rot, grün und blau gebildet. Zählt man alle Pixel über die Horizontale und Vertikale zusammen, erhält man die Displayauflösung; z.B. FullHD mit 1920 Pixeln in der Horizontale und 1080 Pixeln in der Vertikale, abgekürzt auch 1920 x 1080. Die Auflösung Ultra HD hat mit 3840 x 2160 Pixel eine Verdopplung der Pixeldichte und Anzahl pro Horizontale und Vertikale.

Liquid Crystal Display (LCD)

Das Liquid Crystal Display, abgekürzt LCD, verwendet genau die drei Grundfarben und die Subpixel mit jeweils einer Farbe, um das Pixel in der passenden Farbe und Helligkeit dar zu stellen. Ein LCD besteht dabei aus einer Flüssig-Kristall-Schicht, die durch das Anlegen von elektrischer Spannung in Stufen transparent wird und somit Licht durchlässt. Dabei wird die Polarisationsrichtung des durchdringenden Lichts beeinflusst. Damit ein LCD also funktioniert, braucht es polarisiertes Licht.

VA LCD und IPS LCD mit ihren Subpixeln auf einem Ultra Wide Monitor (natürlich nicht in Kombination möglich...)
VA LCD und IPS LCD mit ihren Subpixeln auf einem Ultra Wide Monitor (natürlich nicht in Kombination möglich…)

Bei einem modernen LCD-TV ist jedes Pixel einzeln ansteuerbar, so dass jedes Pixel bzw. jedes Subpixel in seiner Helligkeit einzeln gesteuert werden kann. Damit die Pixel einzeln angesteuert werden können (die Spannung jeweils einzeln an die Liquid Crystal Schicht angelegt werden kann), braucht es eine Schicht von Transistoren hinter dem Liquid Crystal. Die Transistoren können die Pixel dann einzeln steuern. Diese Technik wird Aktiv-Matrix-Display genannt, die dünne Schicht der Transistoren nennt sich Thin Film Transistor (TFT).

Mit den beiden Schichten Liquid Crystal und Thin Film Transistor haben wir damit die beiden Technologien identifiziert, die für die Helligkeit eines jeden Subpixels verantwortlich sind. Ein LCD mit Hintergrundbeleuchtung besteht jedoch noch aus weiteren Schichten. Am Anfang steht die Hintergrundbeleuchtung, die für die Ausleuchtung des Panels sorgt. Auf die verschiedenen Möglichkeiten der Hintergrundbeleuchtung gehen wir hier später ein. Vor der Hintergrundbeleuchtung ist die Diffusor- und Lichtleiter-Schicht, die das durch die Beleuchtung erzeugte Licht über das ganze Panel streut und (idealerweise gleichmäßig) verteilt.

Wurde das Licht gleichmäßig verteilt, durchdringt es eine Polarisations-Schicht, da liquid crystals die Helligkeit über die Polarisationsrichtung steuern. Eine Polarisation findet sich beispielsweise auch im Kino, wenn man einen 3D-Film schaut. Die 3D-Kino-Brillen sind Polarisationsfilter-Brillen, die nur bestimmtes polarisiertes Licht zum Auge durchdringen lassen. Für den 3D-Effekt werden je Auge unterschiedliche Polarisationsrichtungen gewählt und das Display bzw. der Projektor zeigt zwei stereoskopische Bilder unterschiedlich polarisiert an.

Das polarisierte Licht durchdringt nun die TFT- und LC-Schicht und wird je nach eingestellter Transparenz durchgelassen oder komplett blockiert. Das Licht wird durch die liquid crystals in eine bestimmte Richtung polarisiert. Nach der LC-Schicht folgt die Schicht mit den Farbfiltern, die die eigentliche Farbe über die Subpixel darstellen. Je Subpixel hat das Licht jetzt eine bestimmte Wellenlänge (Farbe) und durchdringt anschließend eine weitere Polarisationsschicht, die um 90° gedreht ist und so nur Licht mit bestimmter Polarisation vollständig oder nur in Teilen durchlässt. Hinter der zweiten Polarisationsschicht kommt als Abschluss eine Frontabdeckung, die meist Reflexionen des Umgebungslichts reduziert und das Panel abschließt.

Eine grobe Zusammenfassung findest Du unter Wie funktioniert ein LCD-Bildschirm. Ein gutes Video (mit leider nicht so guter Tonspur) mit einem LCD-Eigenbau findest Du bei Youtube.

Es gibt verschiedene Techniken für die Liquid Crystal Schicht. Bei aktuellen LCD-Fernsehern wird entweder ein IPS-Panel oder ein VA-Panel verwendet. Wie die jeweiligen Panels aufgebaut sind, wird im Folgenden erläutert.

VA-Panel – Vertical Alignment

VA steht für Vertical Alignment und bezeichnet die Liquid Crystal Art, die sich bei dem Anlegen von elektrischer Spannung vertikal ausrichtet. Damit ist die Art bezeichnet, wie sich die Flüssigkristalle bewegen.

VA-Panels haben bei der Darstellung von dunklen Bereichen bzw. der Farbe Schwarz die Eigenschaft, dass sie das Licht der Hintergrundbeleuchtung sehr gut blockieren können. Das ist eben genau bei dunklen Szenen im Bild notwendig. Der Kontrast eines Panels wird durch den Quotienten aus der hellsten Stelle des Panels und der dunkelsten Stelle des Panels bei der Anzeige eines Bildes angegeben (Kontrast = Helligkeitswert/Schwarzwert). Bei VA-Panels ist durch das gute Blockieren der Helligkeit bei dunklen Stellen der Kontrast sehr hoch.

Samsung Q70R Subpixel Struktur des VA LCD Panels
Subpixel Struktur des VA LCD Panels am Beispiel des Samsung Q70R

Tippt man mit dem Finger auf ein VA-Panel, entstehen bei der Berührung Druckpunkte, die die Farbe und Helligkeit in diesem Bereich anders darstellen. Es findet also eine kurzzeitige Veränderung des Bildes bei der Ausübung von Druck statt. Daran kann man ein VA-Panel sehr gut erkennen.

In der Makro-Ansicht kann man VA-Panels durch die rechteckige Subpixel-Struktur gut erkennen, die sich aus den Farbfiltern grün, rot und blau zusammensetzen.

VA-LCD-Pixel

IPS-Panel – In Plane Switching

IPS ist die Abkürzung für In Plane Switching und bedeutet übersetzt: in einer Ebene schaltend. Die Moleküle in der LC-Schicht drehen sich in einer Ebene bei Anlegen einer Spannung und können so das Licht polarisieren. Ergebnis ist eine gleichmäßige Abstrahlung des durchdringenden Lichts nach allen Seiten. Bei einem IPS-Panel kann der Blickwinkel sehr groß sein, ohne dass sich Farbe oder Helligkeit verändert. Den größeren Blickwinkel muss man leider mit einem etwas schwächeren Kontrast gegenüber der VA-Technologie „bezahlen“, weil das Licht auch bei dunklen Bereichen weniger gut weggefiltert wird.

IPS LCD Subpixel
Subpixel Struktur des VA LCDs am Beispiel des LG SK7900

Hat man ein IPS-Panel und tippt mit dem Finger darauf, gibt es keine Veränderung an den Farben und der Helligkeit. Wegen des guten Blickwinkels und der Stabilität bei Druck sind IPS-Panels häufig in Digital Signage Systemen oder beispielsweise bei Smartphones eingesetzt.

Weitere Details zu IPS vs. VA findest Du in einem Artikel von digitalfernsehen.de. Die Subpixel von IPS-Panels sind Pfeilförmig, so dass man diese in einer Makroaufnahme erkennen kann.

IPS-LCD-Pixel

Hintergrundbeleuchtung bei LCDs

Bei LCDs werden oft Hintergrundbeleuchtungen eingesetzt. Dabei kommt es vor allem auf die Größe des Displays an. So wird die Hintergrundbeleuchtung je nach Größe, Typ und Verwendung durch unterschiedliche Verfahren zum Einsatz gebracht.

Kaltkathodenröhren (CCFL)

Viele Jahren wurde bei der Hintergrundbeleuchtung auf die Kaltkathodenröhren (eng. Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) gesetzt. Diese war vor allem in LCD-Fernseher und Computer-Monitoren verbreitet. Eine CCFL braucht immer einen Inverter und die Röhren nehmen im Vergleich zu LEDs bis zu 40% mehr Strom auf.

Die Kathoden befinden sich innerhalb des TVs in einer Wanne. Damit die Wärme gut abgeleitet und die Lichtausbeute erhöht wird, ist die Wanne geformt ausgebaut. Aus diesem Grund sollte das LCD-Panel mit CCFL immer senkrecht betrieben werden. Bei einem horizontalen Betrieb kann es nämlich zu einem Hitzestau kommen. Dadurch nutzen die Röhren schnell ab und last den gesamten Bildschirm mit einer rasanten Geschwindigkeit altern. Die reguläre Betriebszeit eines Bildschirms mit der CCFL-Technologie liegt bei etwa 20.000 Betriebsstunden.

CCFL hat außerdem den Nachteil, dass die Schaltzeiten (bei Dimming) meist mit 2-3 ms sehr lang sind. Damit eignet sich CCFL nicht so gut für das Dimming der Hintergrundbeleuchtung.

Light Emitting Diode (LED)

Die CCFL-Technik ist mittlerweile durch die LED-Technik abgelöst worden. LED bei LCDs immer auf die Hintergrundbeleuchtung und nicht auf die einzelnen Pixel. LED steht für Light Emitting Diode. Die LED-Hintergrundbeleuchtung besteht aus vielen LEDs, die auf der Rückseite des Fernsehers angebracht sind. Gegenüber der CCFL hat die LED den Vorteil, dass sie einerseits schneller schaltet (nämlich sofort) und weniger Energie verbraucht.

Die LEDs können dabei unterschiedlich im Panel verbaut sein. Es gibt die Unterscheidung zwischen Edge-LED und Direct LED-Aufbauten. Bei Edge LED sitzen die LEDs in den Kanten des Fernsehers und müssen über die oben genannte Diffusor- und Lichtleiter-Schicht sehr gut verteilt werden. Bei Edge LED können die LED-Leisten dabei seitlich oder oben und unten oder seitlich und oben und unten eingebaut sein.

Aufbau Backlight LED Edge seitlich Aufbau Backlight LED Edge unten

Im Gegensatz zu Edge LED sitzen bei Direct LED die LEDs verteilt auf der Display-Fläche, also direkt hinter der TFT- und LC-Schicht. Dadurch kann das Licht in der Regel über die Diffusor- und Lichtleiter-Schicht besser verteilt werden und die Ausleuchtung ist regelmäßiger. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit für Lichthöfe auf dem Panel deutlich geringer ist. Als Nachteil gegenüber der Edge-LED-Technik ist die Bauhöhe: bei Direct LED muss logischerweise die LED-Leisten hinter der Diffusor-Schicht liegen. Bei Edge-LED liegen die LEDs neben der Diffusor-Schicht.

Aufbau Backlight Direct LED

Lokales Dimming (local dimming) und full array local dimming (FALD)

Die Hintergrundbeleuchtung strahlt bei einfachen Modellen mit konstanter Helligkeit. Das wirkt sich jedoch bei dunklen Szenen schlecht auf die Schwarzwerte aus, weil auch ein Teil des Lichts durch die LC-Schicht durchdringt. Schwarz sieht dann eher wie grau aus und der Kontrastwert ist schlecht.

Eine Verbesserung bringt die Dimming-Technologie. Ein einfacher Schritt zum Dimming, also zur Reduzierung der Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung ist das komplette Dimming der Beleuchtung je Helligkeit einer Szene. Dabei eigenen sich LEDs aufgrund der geringen Schaltzeiten sehr gut für Dimming.

Kann man einzelne Bereiche (sogenannte Dimming-Zonen) einzeln steuern und die Helligkeit lokal für bestimmte Zonen reduzieren, spricht man von local dimming oder lokalem Dimming. Ergebnis von local Dimming ist die Kontrastverbesserung im Bild, da dunkle Bereiche gedimmt werden, helle Bereiche jedoch mit ausreichend Helligkeit versorgt werden können. Bei der Edge LED Beleuchtung stellt sich das lokale Dimming schwierig dar, da natürlich entweder nur horizontal oder vertikal gedimmt werden kann.

Die beste Kombination aus Dimming-Technologie und LED-Beleuchtung stellt die full array local dimming (FALD) Technik dar. Bei FALD werden die LEDs als Direct LEDs über die gesamte Bildschirmfläche verteilt. Die LEDs werden dann gruppiert und in Dimming Zonen eingeteilt. Bei FALD kombiniert man also die Vorteile der Direct LED Technik und führt gleichzeitig ein lokales Dimming mit (am besten sehr vielen) Dimming-Zonen ein. Ergebnis ist ein Bild mit hohem Kontrast, weil dunkle Stellen gedimmt und helle Stellen mit guter Ausleuchtung dargestellt werden können. Stellt man sich als Bild einen Nachthimmel mit Sternenklarer Nacht und einer Vielzahl von leuchtenden Sternen vor, ist das durch die FALD-Technologie mit hohem Kontrast und allen Details darstellbar.

Aufbau Full Array Local Dimming Backlight mit Dimmingzonen

Bei dem Beispielbild ist ein FALD-Backlight illustriert, welches aus 5 Spalten und 4 Zeilen aufgebaut ist. Daraus ergeben sich 5 x 4 = 20 Dimmingzonen, die der Fernseher separat in der Helligkeit kontrollieren kann. Im Bild ist die Dimmingzone in der Mitte heruntergeregelt und die Dimmingzonen darum ebenfalls etwas. Die anderen Zonen strahlen hingegen mit höherer Helligkeit. In der Praxis finden sich hunderte Dimmingzonen, das Beispiel ist hier nur auf einige wenige reduziert. Es gibt beispielsweise Fernseher von Sony oder Samsung mit 512 Dimmingzonen.

Einen Überblick über Fernseher mit Full Array Local Dimming Technik findest Du ebenfalls bei uns.

Mini LED Hintergrundbeleuchtung (auch Mini LED Fernseher genannt)

Die Mini LED Hintergrundbeleuchtung findet mit dem 2021 TV Lineup der großen Hersteller einen breiteren Einsatz, zumindest in den Premium-TVs. Bei der Mini LED Hintergrundbeleuchtung sind kleinere LEDs (in der Regel mit blauem Licht) als Hintergrundbeleuchtung integriert. Durch die Größe können deutlich mehr Mini LEDs als herkömmliche LEDs verbaut werden, so dass eine gleichmäßigere Ausleuchtung möglich ist. Die Mini LEDs findet meist in Kombination mit der Full Array Local Dimming Technik (FALD) statt, bei der die Mini LEDs wiederum zu Dimming Zonen zusammengefasst werden (siehe oben). Meist ist auch hier eine höhere Anzahl an Dimming Zonen möglich, so dass in kleinen Bereichen gedimmt und dadurch der Kontrast erhöht und die Schwarzwerte verbessert werden können.

Die Mini LED Hintergrundbeleuchtung kann dann natürlich mit weiteren Farbverbesserungstechniken wie den Quantum Dots / QLEDs oder der Nano Cell Technik eingesetzt werden. Zusammengefasst kann man sagen, dass die Mini LED Beleuchtung eine Verbesserung der LED-Beleuchtung ist, sich aber technisch eben grundsätzlich von OLED oder Micro LED unterscheidet.

Quantum Dot Enhanced LED (z.B. QLED, SUHD und Nano Crystal bei Samsung)

Eine Verbesserung der LED-Hintergrundbeleuchtung lässt sich über das ausgesendete Licht bzw. die Reinheit der einzelnen Grundfarben darstellen. Idealerweise sollte eine Hintergrundbeleuchtung nur genau die Grundfarben rot, grün und blau mit ganz dezidierten Wellenlängen abstrahlen. Das ist leider bei LEDs nicht der Fall, hier mischen sich leider noch andere Farben hinzu. Um die Grundfarben reiner darzustellen, muss man also die Hintergrundbeleuchtung verbessern. Hierzu hat man sich der Quantenpunkte (Quantum Dots) bedient. Quantum Dots heißen auch Nano Crystal oder Nano Kristalle.

Die Quantenpunkte sind nicht größer als zwei bis 100 Nanometer und werden einer Folie aufgebracht und zwischen Hintergrundbeleuchtung und TFT- und LC-Schicht eingebracht. Durchscheint das Licht die Nanokristall-Schicht, werden die Atome in den Kristallen zum Leuchten angeregt und senden ihrerseits Licht in einer bestimmten Wellenlänge in rot und grün. Für die Hintergrundbeleuchtung wird blaues Licht von LEDs eingesetzt, weil blaues Licht energiereicher als rotes und grünes Licht ist.

Ergebnis der Quantum Dot Enhanced LEDs ist die reinere Darstellung von Farben, da die Grundfarben mit einer bestimmten Wellenlänge über die Quantenpunkte ausgesendet werden.

Samsung verwendet für seine TVs der Top-Serie jeweils andere Begriffe für die Quantum Dot Technologie. Mit der JS-Serie in 2015 wurden Nano Crystals eingesetzt. In 2016 wurden Quantum Dots bei der KS-Serie eingesetzt. Bei der QLED-Serie aus 2017 sind es QLEDs. Letztendlich beschreiben alle Begriffe die selbe Technologie für die Hintergrundbeleuchtung – mit kleineren Unterschieden (z.B. die maximale Helligkeit).

Nano Cell Display von LG

LG sprach auf der Consumer Electronics Show 2017 (CES 2017) von einem sogenannten Nano Cell Display und setzt die Technik mittlerweile bei mehreren TV-Lineups ein. Was genau verbirgt sich hinter dem Begriff Nano Cell?

LG setzt für das Mehr an Farben seit Jahren ein IPS-Panel ein. Das reicht aber noch nicht und sie haben in 2017 die Nano Cells in die TVs genommen. Nano Cells sind Partikel im Nanometer-Bereich (Größe ca. 1-2 nm). In einem Artikel von Display Daily zur Nano Cell Technolgie (LG: we don’t need no stinking quantum dots) wird herausgehoben, dass das Nano Cell Display von LG bei LG Display (LGD) IPS NanoColor genannt wird. Die Nano-Partikel sind hierbei auf der Paneloberfläche vor dem Liquid Crystal Layer verteilt und funktionieren als Farbfilter und als eine Diffusionsschicht (diffusion layer). Der Farbfilter sorgt für bessere Farben, die Diffusionsschicht für einen breiteren Betrachtungswinkel. Die oben beschriebene QLED-Technik hingegen sitzt direkt bei der Hintergrundbeleuchtung und ändert das Licht an der Quelle.

Das Licht, welches den Liquid Crystal Layer passiert hat, durchläuft also erst später eine zusätzliche Farbfilterschicht mit Nano Cells. Das geht leider zu Lasten der Helligkeit (bzw. der Effizienz der Hintergrundbeleuchtung). LG Displays gibt Werte von die Farbraumabdeckung von 90% in DCI-P3 an. Das ist gut, Samsung schafft jedoch mit der Quantum Dot Technik ca. 96% in DCI-P3. Bei der Blickwinkelstabilität hinsichtlich der Farben spielt das Nano Cell Display jedoch auf und soll bis 80 Grad noch das volle Farbspektrum abbilden.

Peter Palomaki hat sich die Nano Cell Technologie mit einem SJ8500 aus 2017 näher angeschaut und einige Untersuchungen vorgenommen, die es von LG in dieser Form eben nicht aus den Datenblättern gibt: eingesetzt wird ein Hintergrundbeleuchtung mit blauer LED und einer Phosphor-Dotierung (Ce:YAG). Hinzu kommt ein Farbfilter, der die Wellenlängen des Lichts von blau, grün und rot filtert und eine organische Verbindung (Abs594, organic compound, Dyes) in einer Kunststoff-Folie (polymer film). Die organische Verbindung sind die Nano Cells und dient dabei als Lichtabsorber, der bestimmte Wellenlängenbereiche zwischen dem Spektrum der Farben grün und rot herausfiltert. Ergebnis ist ein schmales Spektrum des Lichts in bestimmten Wellenlängenbereichen, nämlich genau bei blau, grün und rot. Die Grundfarben mischt der Fernseher dann über die das Liquid Crystal Display zu neuen Farben zusammen.

Nano Cell Displays (aus 2017) haben also eine Filterschicht aus Nano-Partikeln (ca. 1-2 nm) groß, die die Farben verbessern und die Blickwinkelabhängigkeit reduzieren.

OLED Display (WOLED)

OLED steht für organic light emitting diode und stellt im Vergleich zur LCD-Technik einen anderen Ansatz dar. Bei OLED-Panels bildet jedes Subpixel einen eigenen Leuchtpunkt. Das bedeutet, dass jedes Subpixel eine eigene OLED hat, die auch einzeln gesteuert werden kann.

Der Aufbau eines OLEDs ist damit mit viel weniger Schichten verbunden. Die OLED-Schicht hat für jedes Pixel insgesamt drei OLEDs. Da die OLEDs natürlich selber leuchten, entfällt die Hintergrundbeleuchtung. Auf die OLED-Schicht folgt die Farbfilter-Schicht, welche jedes Subpixel in rot, grün und blau aufteilt.

Wie ist dann der Kontrast bei OLED-Displays? Durch die Eigenschaft, dass jedes Pixel bzw. das dahinterliegende OLED abgeschaltet werden kann, sind dunkle Stellen auf dem Display wirklich schwarz. Erinnern wir uns an die Berechnung des Kontrasts: Kontrast = Spitzenhelligkeit / Schwarzwert. Setzt man für die Leuchtdichte des Schwarzwertes 0 cd/m² erhält man als Wert eine undefinierte Zahl, da der Bruch durch null geteilt wird. Beim Kontrast spricht man hier jedoch von unendlich. Der Kontrastwert eines OLED Panels ist durch diese Eigenschaft als unendlich hoch und damit sehr kontrastreich.

Auf der folgenden Seite findest Du eine Übersicht über die Fernseher mit OLED Panel.

Samsung und LG haben in 2012/2013 Consumer-TVs mit OLED-Panel auf den Markt gebracht. Bei Samsung ist es bis 2017 bei dem Modell KE55S9 geblieben. LG hat die OLED-Produktion weiter ausgebaut und hat seit 2016 eine Premium-TV-Serie mit OLED Panels (LG OLED 6er aus 2016, LG OLED 7er aus 2017).

Zwischen den OLED-Panels von Samsung und LG gab es jedoch konstruktions-bedingte Unterschiede. Samsung setzte beim KE55S9 (Foto von der Subpixel-Struktur des KE55S9) ein RGB-OLED-Panel ein. Dabei hat jedes Subpixel entweder die Farbe rot, grün oder blau. Da blaue OLEDs in der Produktion von Samsung keine starke Leuchtkraft haben, wurde das blaue Pixel doppelt so groß angelegt. Die RGB-OLED-Fertigung ist aktuell noch aufwändig, so dass Samsung vermutlich deswegen die Produktion (vorerst) eingestellt hat. Das folgende Bild zeigt die Subpixel-Struktur mit dem doppelt so großen blauen Subpixel.

RGB-OLED-Pixel

LG hingegen setzt auf die WOLED-Technologie und setzt dabei nur weiße OLEDs mit einem passenden Farbfilter je Subpixel (in rot, grün oder blau) ein. Damit die Leuchtkraft des Panels höher ist, wird noch ein viertes weißes Subpixel eingesetzt (ohne Farbfilter), was für eine ausreichende Helligkeit sorgt. Sony setzt in 2017 ebenfalls ein LG OLED-Panel ein. Die folgende Illustration zeigt die Subpixel-Struktur bei einem WOLED-Panel von LG.

WOLED-Pixel

Quantum Dot OLED / QD-OLED Display (RGB)

Die nächste Entwicklungsstufe der OLEDs wurde 2022 durch Samsung Display eingeleitet. Es wurden OLEDs konzipiert und auf den Markt gebracht, die mit einer RGB-Subpixel-Struktur ausgestattet sind. Die OLEDs basieren auf blauem Licht, welche für die Grundfarbe Blau zuständig sind. Die zwei weiteren Grundfarben Rot und Grün werden mittels Quantum Dots von höherfrequentem blauen Licht umgewandelt.

Damit sorgen die Quantum Dot OLEDs für eine höhere Spitzenhelligkeit, eine bessere Farbraumabdeckung sowie einige weitere Eigenschaften, die eine Verbesserung darstellen.

Subpixel-Aufbau Samsung OLED TV S95B schematisch
Subpixel-Aufbau Samsung QD OLED TV Panel im Modell S95B (schematisch)

Viele Details kannst Du in unserem Rategeberbeitrag zur QD-OLED-Technik nachlesen. Mehr Details zum Unterschied der QD-OLEDs und der White OLEDs (WOLEDs) findest Du in unserem Artikel.

Micro LED Display

Micro LED bzw. Micro LED Displays sind das neuere Gegenstück zu den OLED Displays. Sie bestehen aus anorganischen Halbleitern, wohingegen die OLEDs aus organischen Halbleitern bestehen (mehr Details dazu bei ledlager.de). Durch die anorganischen Stoffe ist eine LED deutlich langlebiger und robuster als eine OLED. Außerdem soll bei gleicher Helligkeit die Leistungsaufnahme geringer sein.

In der Vergangenheit war es jedoch immer ein Problem, die LEDs so klein zu bekommen, dass sie als selbst-leuchtende Subpixel in einem Display eingesetzt werden können. Oder vielmehr: in einem Consumer-tauglichen LED-TV, der nicht eine zu extreme Größe hat, aber dennoch eine State of the Art Auflösung des Displays mitbringt. Die Herausforderung war, die LEDs kleiner zu bekommen. Durch zu große LEDs benötigt man zu viel Platz bei einer Full HD oder UHD Auflösung und kommt so zu riesigen Displaydiagonalen, was nicht für zu Hause taugt.

Samsung hat mit dem Micro LED TV-Konzept bereits seit einigen Jahren große Micro LED TVs auf den Markt gebracht. Zu horrenden Preisen, z.B. mit The Wall. Samsungs Konzept ist, hierbei, dass über einzelnen Module ein TV zusammengesetzt werden kann. Die Module enthalten eine gewisse Anzahl an Micro-LEDs, die dann wiederum zu einem (kleineren) Full HD Fernseher, zu einem größeren UHD Fernseher oder zu einem riesigen 8K Fernseher zusammengesteckt werden können; nur dadurch, dass mehr Module verbaut werden.

Besondere Herausforderungen gibt es natürlich bei der Ansteuerung der einzelnen Module sowie bei dem Abstand zwischen den Modulen. Denn diese müssen natürlich nahtlos ineinander greifen, so dass sich keine sichtbare Kante zwischen den Module ergibt, die das TV-Bild unterteilen würden.

Micro LEDs bzw. Micro LED TVs sind eine spannende Technologie, die aber leider noch einige Jahren (Stand Anfang 2021) benötigen wird, um Consumer-tauglich und damit bezahlbar zu werden.

LCD vs. OLED – Ein Vergleich zwischen LCD und OLED

Wir haben jetzt beide Display-Technologien LCD und OLED kennengelernt. Was sind jetzt die genauen Unterschiede zwischen LCD- und OLED-Panels und was ist wann besser?

Thema LCD OLED
Blickwinkel Der Blickwinkel ist bei VA-Panels sehr gering. Schaut man zu weit seitlich auf das Panel, entstehen Änderungen an Farben und Helligkeit.

IPS-Panels ermöglichen einen deutlich größeren Blickwinkel als VA-Panels.

Bei OLED-Panels ist der mögliche Blickwinkel ohne Farbverschiebungen und Helligkeitsverlusten sehr hoch, da OLEDs selber strahlen und das Licht nicht polarisiert werden muss.
Kontrast Der Kontrast beträgt bei VA-Panels bis zu 5000:1. Bei IPS-Panels ist der Kontrast wie oben beschrieben bauart-bedingt deutlich kleiner. OLED-Panels haben durch die Abschaltbarkeit einzelner Pixel ein unendlich hohes Kontrastverhältnis.
Bildschirmdiagonale Die LCD-Technik ist mittlerweile viele Jahre alt. Bildschirmdiagonalen bei Fernsehern sind mit 100 Zoll oder mehr mittlerweile kein Problem mehr. Die OLED-Technik ist im Vergleich zur LCD-Technik relativ neu. Die Hersteller (insbesondere LG) von OLED-Panels haben in den letzten Jahren ihr Wissen bei der Herstellung ausbauen können und produzieren aktuell problemlos Panels mit 55 und 65 Zoll. Einige wenige Modelle gibt es auch mit 77 Zoll.
Farbraumabdeckung LCDs erreichen mittlerweile durch die Verbesserungen der Hintergrundbeleuchtung (Stichwort: Quantum Dots) eine sehr gute Farbwiedergabe und damit auch eine hohe Farbraumabdeckung (im DCI-P3 Farbraum bis zu 100%). OLEDs haben wie die Top-LCD-Fernsehern eine sehr hohe Farbraumabdeckung, die sich ebenfalls im Bereich von 95-98% bei DCI-P3 bewegt.
Spitzenhelligkeit Die Spitzenhelligkeit liegt bei LCD-Panels mit LED-Hintergrundbeleuchtung bei bis zu 2000 cd/m² (Stand 2017). OLEDs haben den Nachteil, dass sie nicht ein so hohe Spitzenhelligkeit erreichen könne wie LCDs. Diese liegt (Stand 2017) bei ca. 900 cd/m² und damit deutlich unter den Spitzenreitern der LCD-Fernseher.
Schwarzwert Der Schwarzwert ist durch die Hintergrundbeleuchtung und die Dimming-Möglichkeiten beim LCD-TV vorgegeben. LCD-TVs erreichen unter guten Bedingungen eine Leuchtdichte bei schwarz von 0,02 cd/m². OLEDs können einzelne Pixel abschalten, so dass diese nicht mehr leuchten und die Leuchtdichte bei 0 cd/m² liegt.
Input Lag Der Input Lag ist für Spiele am TV entscheidend und beschreibt die Zeit, die ein Bild von der Signalverarbeitung des TVs bis zur Darstellung benötigt.

Bei LCD-Panels liegt der Input Lag bei sehr guten TVs im Bereich von 18-20 ms und ist damit absolut ausreichend; auch um schnelle Spiele spielen zu können. Der Input-Lag hängt jedoch stark vom TV-Modell ab.

Nach aktuellem Stand (2017) erreichen OLED-Fernseher von LG einen Input Lag von ca. 35 ms und sind damit etwas schlechter als die LCD-TVs.
Lebensdauer LCD-Panels haben durch die Erfahrungen der Hersteller mittlerweile eine sehr lange Lebensdauer. Die Panels an sich können bis zu 60.000 – 100.000h ein Bild anzeigen. Meistens ist es bei solchen Zeiträumen sowieso die Elektronik, die früher schlapp macht und kaputt geht. OLED-Panels wird nachgesagt, dass sie schneller altern und keine hohe Lebensdauer haben. Insbesondere kann es vorkommen, dass die verschiedenen Farben von OLEDs unterschiedlich schnell altern. Das kann zu Farbverschiebungen führen. Im Consumer-Einsatz ist OLED als TV-Technologie noch nicht so alt, als dass man bereits erste Aussagen treffen könnte. Hersteller wie LG sprechen von 100.000h Lebensdauer.
Image Retention Unter Image Retention versteht man, ob ein Bild, welches lange auf dem TV angezeigt wird (z.B. ein Senderlogo) auch bei Bildwechsel noch angezeigt wird.

Bei LCDs ist das nicht der Fall, auch wenn man viele Stunden ein und das selbe Logo auf derselben Stelle anzeigt.

OLEDs neigen dazu, Bilder bei langer Darstellung auch weiter anzuzeigen. LG hat hierfür extra einen Algorithmus in die Fernseher integriert, welche im Standby die Image Retention Bilder minimieren bzw. vollständig entfernen soll. Daher soll man einen OLED-TV auch im Standby nicht vom Strom nehmen.
Tiefe des Panels LCDs haben mit der LED-Hintergrundbeleuchtung immer eine bestimmte Dicke bzw. Tiefe des TVs. Diese beträgt bei vielen Modellen zwischen 35 und 70mm. OLED-Panels bringen es an der dünnsten Stelle des Displays auf ca. 6 mm, so dass man sie fast als Rasiermesser-scharf bezeichnen kann (was LG auch tut). Leider besteht ein TV jedoch nicht nur aus dem Panel, sondern es braucht noch Elektronik und Anschlüsse. LG hat dies so gelöst, dass viele dieser Dinge in den Standfuß eingelassen sind.
Übersichten TVs mit IPS Panel TVs mit SUHD Panel TVs mit QLED Panel TVs mit OLED Panel

Mehr Details zu LCD vs. OLED findest Du in einem englischsprachigen Artikel von flatpanelshd.com.

Ein Tear-Down, also ein Auseinanderbauen eines OLED- und eines LCD-Panels findest Du in diesem Video von LG. Es ist von 2016, an dem eigentlichen Aufbau hat sich grundlegend nichts geändert. Daher ist es auch heute noch aktuell.

Vor- und Nachteile der Displaytechnologien (IPS vs. VA vs. OLED)

Vor- und Nachteile von IPS-Panels

Bei diesen Panels wird die Farbe besonders farbgetreu wiedergegeben. IPS-Panels finden sich daher häufig im Professional-Bereich bei Computer-Monitoren. Zudem ist ein weiterer Vorteil, dass die Blickwinkelabhängigkeit bei diesem Display ungewöhnlich niedrig ist. Denn bei anderen Panelarten ändert sich der Kontrast sowie die Farbe je nach Blickwinkel äußerst schnell. Dies ist im Alltagseinsatz sehr angenehm, da man seinen Sitzposition nicht an das Display anpassen muss.

Ein Nachteil der IPS-Panels liegt in den Reaktionszeiten bei Änderungen. Während andere Display-Typen eine Reaktionszeit von zwei Millisekunden aufweisen, weist der IPS eine Reaktionszeit von fünf Millisekunden auf. In der Praxis macht dies zumindest beim Fernsehen allerdings nicht viel aus. Wer hingegen über den Display Konsolenspiele spielt, könnte an dem Bildschirm die Auswirkungen spüren.

Auf der folgenden Seite findest Du eine Übersicht der Fernseher mit IPS-Panel.

Vor- und Nachteile von VA-Panels

Bei der VA-Technologie ist das Kontrastverhältnis bauartbedingt deutlich höher als bei einem IPS-Panel. Möchte man also gute Schwarzwerte und ein hohes Kontrastverhältnis haben, sollte man eher zu einem VA-Display (oder OLED) greifen. Die Farbwiedergabe ist beim VA-Panel im Vergleich zum IPS-Panel etwas schlechter. Insbesondere die Blickwinkelabhängigkeit kann die Sitzposition vor dem Fernseher einschränken.

Vor- und Nachteile von OLED-Panels

OLED-Displays haben erhebliche Vorteile gegenüber den anderen Displayarten. Das Display bzw. die Pixel sind selbstleuchtend und können einzeln abgeschaltet werden. Dadurch haben OLED-Panels absolute Schwarzwerte und ein unendliches Kontrastverhältnis. Der Blickwinkel fällt zudem sehr breit aus.

Unbekannt ist aktuell noch die Lebensdauer von OLED-Paneln. Obwohl LG als Haupthersteller von OLED-Fernsehern bzw. OLED-Paneln über die Jahre die Preise reduziert hat, sind OLED-TVs immer noch sehr teuer. Zudem gibt es OLED-Fernseher nicht in den großen Bilddiagonalen; üblich sind bei OLED 55 und 65 Zoll.

Auf der folgenden Seite findest Du eine Übersicht über die Fernseher mit OLED Panel.

Welche Displaytechnologie ist die Richtige für mich?

Diese Frage ist leichter beantwortet als die meisten nun sicher vermuten. Jeder hat ein eigenes Bedürfnis, wonach die Bildschirme ausgerichtet sein sollten.

  • Wer immer mit mehreren Personen fernsieht und seitlich auf das Bild schaut, wählt einen Fernseher mit OLED- oder IPS-Panel.
  • Wer jedoch gerne in abgedunkelten Zimmern bzw. abends fernsieht, der braucht keinen TV mit hoher Spitzenhelligkeit. Hier kann also auch ein TV mit OLED- oder IPS-Panel verwendet werden.
  • In einem hellen Zimmer sollte man vor allem auf Fernseher mit OLED- oder VA-Panel setzen. Diese verfügen über einen sehr guten Kontrast und können somit im hellen Zimmer gut zur Geltung kommen.
  • Möchte man nicht Early-Adaptor sein und der OLED-Technik noch ein wenige Reifezeit gönnen, muss man natürlich zu einem LCD-Panel greifen. Die Top-Modelle der Hersteller sind häufig mit VA-Panel ausgestattet, um hohe Spitzenhelligkeiten und ein gutes Kontrastverhältnis zu erreichen.

Fazit

Unser Artikel hat die vielen aktuell relevanten Display-Technologien aufgeführt und grob erläutert. Welche Displaytechnologie von der Ausstattung und vom Preis die richtige für einen ist, muss jeder selber entscheiden. Die Display-Technologie ist natürlich ein wichtiges Kaufkriterium, jedoch sollte es nicht das einzige sein: jeder Hersteller hat sein eigenes TV-Lineup, welches eine Vielzahl von Modellen umfasst und unterschiedliche Ausstattungsmerkmale hinsichtlich Auflösung, Smart-TV-Fähigkeit, 3D-Fähigkeit, PVR und noch vieles mehr mit sich bringt.

Du kennst jetzt die Unterschiede zwischen den einzelnen Paneltechnologien. Schaue im nächsten Schritt, welche Fernseher einen bestimmten Panel-Typen haben.

 

OLED TVs mit OLED Panel
LCD TVs mit IPS Panel TVs mit SUHD Panel TVs mit QLED Panel
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