Ein LCD sendet kein Bild aus. Es beginnt mit einer weißen Hintergrundbeleuchtung, die immer an ist, und nimmt ihr dann Licht weg — Schicht für Schicht, Pixel für Pixel — bis übrig bleibt, was ein Bild ergibt. Alles, was ein LCD gut kann, und alles, was daran kaputtgeht, folgt aus dieser einen Tatsache: Das Schwarz ist nur so gut wie die Abschattung, und ein Pixel fällt aus, wenn der Verschluss, der es steuert, nicht mehr reagiert. Diese Seite geht die Schichten der Reihe nach durch und zeigt genau, woher tote und hängende Pixel kommen.
Auf dieser Seite
- Aus welchen Schichten besteht ein LCD-Bildschirm? — das Sandwich, das aus einer weißen Lampe ein Bild macht
- Wie steuern Flüssigkristalle das Licht? — der elektrische Verschluss hinter jedem Subpixel
- Wie erzeugen Subpixel Farbe? — drei Filter, und warum Ihr Auge eine Farbe statt dreier Punkte sieht
- Was unterscheidet IPS-, VA- und TN-Panels? — drei Arten, dieselben Kristalle anzuordnen, mit unterschiedlichen Kompromissen
- Wie unterscheidet sich OLED vom LCD? — gar keine Hintergrundbeleuchtung, und was das am Ausfallverhalten ändert
- Warum bekommen LCD-Bildschirme tote und hängende Pixel? — an welcher Stelle im Stapel welcher Fehler entsteht, und welcher reparabel ist
- Wie testen Sie einen LCD-Bildschirm? — was jede einfarbige Fläche über die Schichten verrät
Aus welchen Schichten besteht ein LCD-Bildschirm?
Ein LCD-Panel ist ein Stapel aus Schichten, und das Licht durchquert sie alle auf dem Weg zu Ihnen:
- Die Hintergrundbeleuchtung. Eine Fläche weißer LEDs hinter dem Panel, eingeschaltet, sobald der Bildschirm an ist. Sie verändert sich nie, um das Bild zu formen.
- Ein Diffusor. Verteilt dieses Licht gleichmäßig, damit das Bild in der Nähe der LEDs nicht heller ist.
- Der erste Polarisator. Filtert das Licht auf eine einzige Ausrichtung herunter, wie ein Schlitz, der nur in eine Richtung schwingendes Licht durchlässt.
- Die Flüssigkristallschicht, unterteilt in Zellen — eine je Subpixel — jede mit eigenem Transistor.
- Farbfilter. Rot, Grün und Blau, je einer über jeder Zelle.
- Der zweite Polarisator, um 90° gegen den ersten verdreht.
Die beiden gekreuzten Polarisatoren sind der Schlüssel. Für sich genommen blockieren sie praktisch alles: Licht, das durch den ersten kommt, hat für den zweiten die falsche Ausrichtung. Der Flüssigkristall sitzt dazwischen und entscheidet Zelle für Zelle, ob er das Licht dreht, damit es hindurchkann.
Wie steuern Flüssigkristalle das Licht?
Flüssigkristalle geben der Technik ihren Namen: ein Aggregatzustand, der fließt wie eine Flüssigkeit, während seine Moleküle ausgerichtet bleiben wie in einem Kristall. Diese Ausrichtung lässt sich mit einer kleinen Spannung ändern, und das ändert, was mit dem hindurchtretenden Licht geschieht.
Ohne Spannung stehen die Moleküle in einer verdrillten Anordnung, die das Licht auf seinem Weg um 90° dreht — womit es perfekt zum zweiten Polarisator passt. Das Licht kommt durch, und das Subpixel leuchtet.
Mit angelegter Spannung richten sich die Moleküle gerade aus. Das Licht wird nicht mehr gedreht, trifft den zweiten Polarisator in der falschen Ausrichtung und wird blockiert. Das Subpixel wird dunkel. Variiert man die Spannung dazwischen, variiert man die Helligkeit stufenlos — so erzeugt ein Panel Abstufungen statt nur An und Aus.
Jedes Subpixel ist also ein elektrisch gesteuerter Verschluss, und das Panel besteht aus Millionen davon, die unabhängig arbeiten. Nichts hier erzeugt Licht — jede Zelle kann nur von der Hintergrundbeleuchtung dahinter abziehen. Deshalb ist LCD-Schwarz in Wahrheit sehr dunkles Grau, und deshalb macht ein völlig dunkler Raum den Unterschied sichtbar. Unser Bildschirm-Kontrasttest zeigt, wie gut Ihr Panel diese dunklen Abstufungen trennt.
Wie erzeugen Subpixel Farbe?
Jedes Pixel besteht aus drei nebeneinanderliegenden Subpixeln, über jedem ein Farbfilter: eines rot, eines grün, eines blau. Die Flüssigkristallzelle dahinter legt fest, wie viel Licht durchkommt, und Ihr Auge mischt die drei zu einer einzigen wahrgenommenen Farbe, weil sie bei normalem Betrachtungsabstand viel zu klein sind, um einzeln aufgelöst zu werden.
Alle drei auf voller Helligkeit ergeben Weiß. Alle drei geschlossen ergeben Schwarz. Rot und Grün bei geschlossenem Blau ergeben Gelb; Grün und Blau ergeben Cyan. Bei 256 Stufen je Subpixel sind das rund 16,7 Millionen Kombinationen — daher kommen die „16,7 Millionen Farben“ auf dem Datenblatt.
Moderne Smartphone-Panels packen über 300 Pixel pro Zoll, also etwa den Punkt, ab dem das menschliche Auge einzelne Punkte auf Armlänge nicht mehr auflöst. Diese Dichte ist auch der Grund, warum ein einzelnes defektes Subpixel auf einem Smartphone weit schwerer zu entdecken ist als derselbe Fehler auf einem großen, grob gerasterten Fernsehpanel.
Was unterscheidet IPS-, VA- und TN-Panels?
Alle drei sind LCDs und nutzen die Schichten von oben. Was sich unterscheidet, ist die Anordnung der Kristalle und die Richtung, in die sie sich bewegen — und daraus werden wirklich verschiedene Bildschirme:
- IPS richtet die Kristalle parallel zum Panel aus und dreht sie in dieser Ebene. Beste Farbtreue und mit Abstand die besten Blickwinkel, weshalb es Smartphones, Tablets und alles beherrscht, was für Gestaltungsarbeit genutzt wird. Historisch langsamer, wobei modernes IPS für die meisten Spiele schnell genug ist.
- VA richtet sie senkrecht zum Panel aus. Es blockiert Licht im geschlossenen Zustand deutlich wirksamer, sodass der Kontrast weit höher liegt und Schwarz wirklich dunkel aussieht — die übliche Wahl für Fernseher. Der Preis dafür ist ein Farbstich, sobald man aus der Mitte rückt.
- TN ist die ursprüngliche verdrillte Anordnung. Billig und sehr schnell, aber mit spürbar schlechteren Farben und Blickwinkeln. Heute vor allem auf günstige Modelle und Gaming-Displays mit hoher Bildwiederholrate beschränkt.
Der Paneltyp ändert auch, welche Pixelfehler zu erwarten sind. Günstigere Panels zeigen in der Regel mehr davon, schlicht weil die Fertigungstoleranzen weiter gefasst sind.
Wie unterscheidet sich OLED vom LCD?
OLED lässt Hintergrundbeleuchtung, Polarisatoren und Flüssigkristall vollständig weg. Jedes Subpixel ist eine organische Verbindung, die eigenes Licht erzeugt, sobald Strom hindurchfließt. Um Schwarz darzustellen, schaltet sich ein OLED-Pixel einfach ab — es gibt keine Lampe dahinter, die zu blockieren wäre, also ist Schwarz wirklich schwarz und der Kontrast praktisch unbegrenzt.
Dieser Unterschied verändert, wie die beiden Techniken ausfallen, und das zählt erheblich, wenn Sie einen Fehler eingrenzen:
- LCD fällt in Richtung hängender Pixel aus. Eine Kristallzelle, die nicht mehr reagiert, lässt Hintergrundlicht durch, wo sie blockieren sollte, und ergibt einen dauerhaft leuchtenden Punkt — oft rettbar.
- OLED fällt in Richtung toter Pixel aus. Es gibt kein Hintergrundlicht, das durchdringen könnte, also wird ein ausfallendes Subpixel dunkel statt hell — und ist nicht rettbar.
- OLED altert außerdem ungleichmäßig. Die organischen Verbindungen werden im Gebrauch dunkler, Blau am schnellsten, und genau das verursacht Burn-in. LCD tut das nicht.
Pixelfehler bei OLED erklärt, warum die LCD-Mittel dort nicht greifen.
Warum bekommen LCD-Bildschirme tote und hängende Pixel?
Jetzt erklärt die Struktur die Fehler exakt. Jedes Subpixel hängt an seinem eigenen Dünnschichttransistor, und ein 1080p-Panel trägt rund sechs Millionen davon.
Ein totes Pixel ist ein Transistor, der überhaupt keinen Strom mehr liefert. Die Zelle lässt sich nicht ansteuern, alle drei Subpixel bleiben dunkel, und das Pixel liest sich als schwarzer Fleck. Es ist nichts mehr da, an das man ein Signal schicken könnte — genau deshalb kann keine Software es zurückholen.
Ein hängendes Pixel ist ein Transistor, der noch Strom hat, aber nicht mehr schaltet. Die Zelle ist in einer Stellung eingefroren und lässt eine feste Lichtmenge durch ihren Farbfilter, ganz gleich, was das Panel anzeigen soll. Weil die Elektronik noch lebt, kann schnelles Durchschalten von Farben sie manchmal lösen — darauf beruht die gesamte Blinkmethode.
Backlight Bleeding ist etwas ganz anderes und wird ständig für einen Pixelfehler gehalten. Es ist Licht, das an den Rändern des Panels entweicht, wo die Schichten nicht perfekt abschließen — sichtbar als hellere Flecken in den Ecken eines schwarzen Bildes. Kein Pixel ist defekt, und keine Software wird daran etwas ändern.
Wie testen Sie einen LCD-Bildschirm?
Wer die Struktur kennt, testet leicht, denn jede Vollbildfarbe befragt eine andere Schicht:
- Schwarz zeigt alles, was Licht durchlässt, wo es das nicht sollte: hängende Pixel, Backlight Bleeding und Clouding.
- Weiß zeigt alles, was kein Licht durchlässt: tote Pixel und Staub auf dem Glas.
- Rot, Grün und Blau isolieren einzelne Subpixel. Ein defektes Subpixel versteckt sich auf seiner eigenen Farbe und zeigt sich auf den beiden anderen deutlich.
- Grau zeigt Gleichmäßigkeitsprobleme und Banding über die Hintergrundbeleuchtung hinweg.
Wie Sie einen Pixelfehler-Test durchführen behandelt die Vorbereitung, die das Ergebnis verlässlich macht, und unser Ratgeber zur Gesundheit von LCD-Bildschirmen ergänzt den Pixeltest um Kontrast-, Gleichmäßigkeits- und Beleuchtungsprüfungen.
