News vom 29.08.2003

Informationen des Kioskspecials über die Ausgabemedien klassische Monitore und moderne TFT-Displays

Im Bereich der visuellen Ausgabegeräte lassen sich klassische Monitore von modernen Flachbildschirmen differenzieren. Kathodenstrahl-Monitore stellten in der Vergangenheit bei Kiosksystemen den Standard dar. Aufgrund des technischen Fortschritts haben sie diese Vorherrschaft jedoch an die modernen TFT-Displays abgeben müssen.

Klassische Monitore erzeugen das Bild in einer Kathodenstrahlröhre, indem ein Elektronenstrahl eine Phosphorschicht auf der Innenseite der Bildröhre zum Leuchten bringt. Erlischt der Strahl, so leuchtet der Bildpunkt der Phosphorschicht eine kurze Zeitspanne nach, bevor er wieder dunkel wird. Der Elektronenstrahl tastet die Bildoberfläche gleichmäßig in kurzen Abständen zeilenweise ab. Nachdem der gesamte Bildschirm bestrahlt wurde, springt der Elektronenstrahl wieder nach schräg oben links zurück und die Bestrahlung des Bildschirmes erfolgt erneut. Bei einer ausreichenden Bildwiederholrate nimmt das menschliche Auge ein konstantes Bild wahr. Dabei entstehen verschiedene Arten elektromagnetischer Wechselfelder, Röntgenstrahlungen und elektrostatische Aufladungen. Bei klassischen Farbbildschirmen wird die Farbwiedergabe durch die Kombination dreier Elektronenstrahlen erzeugt. Diese setzen sich aus den Farben Rot, Grün und Blau zusammen, wo auch die gebräuchliche Bezeichnung als “RGB-Monitor” herrührt.

Qualitativ hochwertige Monitore verfügen im Vergleich zu ihren Pendents aus dem Low-Cost-Segment über eine exaktere Steuerung des Elektronenstrahls. Da eine exakte Steuerung des Elektronenstrahls eine notwendige Bedingung für ein exzellentes Bild ist, verfügen Low-Cost-Monitore oftmals über ein kontrastärmeres, unschärferes Bild, als Monitore des Premium-Segmentes.

Im Praxiseinsatz lassen sich Lochmasken- und Streifenmasken-Monitore voneinander unterscheiden.

Die Lochmasken von Lochmasken-Monitoren lassen sich als dünne Metallplatten verstehen, welche in regelmäßigen, sehr engen Abständen mit Löchern versehen sind. Der Abstand der Löcher in der Lochmaske lässt sich oftmals als Indikator für die Qualität des Monitores heranziehen, da er eine wesentliche Determinante der Bildschirmauflösung darstellt. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass die Bildqualität um so höher ist, je enger die Löcher der Lochmaske beieinander liegen.

Im Gegensatz zur Lochmaske besteht die Streifenmaske aus einer Vielzahl dünner - bei hellem Bildschirmhintergrund sichtbarer - Fäden, welche senkrecht zu der phosphoreszierenden Bildschirmfläche gespannt sind. Während Streifenmasken-Monitoren im Vergleich zu Lochmasken-Monitoren früher oftmals eine deutlich sichtbare bessere Qualität in der Bildschirmdarstellung bescheinigt wurde, ist diese Pauschalisierung heutzutage aufgrund des technischen Fortschritts nicht mehr per se aufrecht zu erhalten. Ebenso wie bei den Lochmasken-Monitoren ist grundsätzlich davon auszugehen, dass die Bildqualität um so höher ist, je enger die Bildpunkte beieinander liegen.

Ein weiteres Qualitätsmerkmal der Kathodenstrahl-Monitore stellt die Wölbung der Bildschirmoberfläche dar. Am Anfang der technischen Entwicklung der Monitore fiel diese Wölbung noch sehr stark aus. Aufgrund des technischen Fortschritts können moderne Kathodenstrahler jedoch auch über (nahezu) plane Bildschirmoberflächen verfügen.

TFT-Displays

TFT-Displays sind im Gegensatz zu den ehemals den Markt dominierenden Kathodenstrahl-Monitoren nicht selbstleuchtend. Sie verfügen jedoch über eine Hintergrundbeleuchtung des Displays. Bei diesem Ausgabemedium wird polarisiertes Licht durch eine aus Flüssigkristallen bestehende Schicht geleitet. Durch Anlegen von Spannung an einen Bildpunkt ändert dieser seine Eigenschaften und ermöglicht oder verhindert, dass Licht bestimmter Wellenlängen auf dem Aktiv-Matrix-Display erscheint. Farbe erzeugen Flachbildschirme durch den Einsatz unterschiedlicher Filtermasken. Diese Bildschirme sind strahlungs- und flimmerfrei.

Bauartbedingt weisen sie im Vergleich zu den technisch überholten Kathodenstrahlröhren-Monitoren ein deutlich geringeres Volumen, ein deutlich geringeres Gewicht sowie einen deutlich viel niedrigeren Stromverbrauch auf.

Als nachteilig erweist sich zum gegenwärtigen Zeitpunkt ein im Vergleich zu Kathodenstrahlröhren-Monitoren geringerer Blickwinkel, unter welchem der Betrachter auf den Bildschirm schauen kann: Je größer der Blickwinkel des Betrachters zum Display, desto geringer fällt die Bildqualität aus. Aufgrund des technischen Fortschritts ist jedoch mittlerweile eine deutliche Erweiterung Blickwinkels eingetreten.

Stärken-/Schwächen-Analyse von CRT-Monitoren und TFT-Displays im Vergleich

Kriterium CRT-Monitor TFT-Display
Platzbedarf hoch gering
Gewicht hoch gering
Strahlung relativ hoch keine
Störempfindlichkeit relativ hoch relativ gering
Kontrast relativ hoch hoch
Blickwinkel hoch gering bis relativ hoch
Bildverzerrung bauartabhängig keine
Reaktionszeit sehr schnell relativ hoch
Energiebedarf hoch gering
Lebensdauer relativ lang relativ lang (Austausch der Backlight-Beleuchtung notwendig)
Preis relativ gering relativ hoch, jedoch stark fallend

Insgesamt ist zu prognostizieren, dass die Zukunft eindeutig den modernen TFT-Displays gehört. Der weiterhin stattfindende und sich kontinuierlich fortsetzende technische Fortschritt wird dafür sorgen, dass die bisherigen Stärken der TFT-Displays zukünftig noch positiver ausfallen werden, bei einer gleichzeitigen Reduktion ihrer bisherigen Schwächen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere der bislang relativ hohe Preis der Flachbildschirme anzuführen. Aufgrund einer stetig steigenden Nachfrage sowie Verbesserungen in der Fertigungstechnologie ist mit economies of scale zu rechnen, welche sich in einer signifikanten Preisreduktion manifestieren werden.

Zweidimensionale Ausgabegeräte in Form klassischer Kathodenstrahl-Monitore und moderner Flachbildschirme stellen das am meisten genutzte User-Interface von Kiosksystemen dar. Ergonomische Gestaltungen dieser Ausgabemedien tragen mit dazu bei, Ermüdungserscheinungen und negativen gesundheitlichen Beeinflussungen auf Seiten der Kiosk-Nutzer vorzubeugen. Mindestanforderungen für die ergonomische Gestaltung der Bildschirmausgabe formulieren die Bildschirmarbeitsverordnung sowie die DIN EN ISO 9241. Diese Mindestanforderungen lassen sich auf den Einsatz von interaktiven Kiosksystemen übertragen. Weitere Informationen des Kioskspecials über die Ausgabemedien finden sich in dem Menüpunkt "Ausgabegeräte".

Dr. Lars Fischer