Spieglein, Spieglein ... - Was man gegen hochglänzende Bildschirme tun kann (3Sat)

LCD-Monitore hatten über Jahre eine mattierte Oberfläche, auf der Lampen, Fenster oder weiße Hemden aus der Umgebung im Bild nicht mehr störend in Erscheinung traten. Bis verspiegelte Schirme auftauchten: zuerst in Notebooks, deren auffällige Displayoberfläche Designfreaks ebenso ansprach wie trendbewusste Gamer, später auch in Monitoren.

Das Besondere an diesen Notebooks waren die dargebotenen Farben: Sie wirken auf den spiegelnden Displays knackiger [--] zumindest, solange der Schirm keinem direkten Lichteinfall ausgesetzt ist. Objektkanten sehen auf den spiegelnden Displays schärfer aus, weil die dargebotene visuelle Information (Text, Zeichnungen, Fotos etc.) hier nicht an der Schirmoberfläche gestreut wird. Beides erscheint zunächst sehr vorteilhaft, doch in der Praxis unter realen Umgebungsverhältnissen hat man davon meist wenig.

[b]Störfaktoren[/b]

Die Reflexionen, wie sie typisch schon bei CRTs auftraten, stören und behindern in dreierlei Hinsicht: Sie mindern den Kontrast der dargestellten Information durch Überlagerung des reflektierten Lichts und sie entsättigen die dargestellten Farben durch die Überlagerung von meist weißem Licht aus der Umgebung [--] die Farben bleichen aus. Außerdem verursachen die deutlich sichtbaren Abbilder der reflektierten Lichtquellen einen Konflikt im menschlichen visuellen System: Betrachter versuchen automatisch, auf die dargebotenen Informationen zu fokussieren, indem sie die Brennweite ihrer Augenlinsen anpassen. Da sich die Information auf dem Bildschirm in etwa 40 bis 80 cm Entfernung zum Auge befindet, die reflektierten Objekte aber teilweise mehrere Meter entfernt liegen, treten bei diesem uneindeutigen Fokussierabstand Konflikte auf. Diese führen auf Dauer zu Kopfschmerzen und anderen negativen Begleiterscheinungen wie Ermüdung, unscharfes Sehen oder Augenreizungen.

Auf einem mattierten LC-Display entstehen durch reflektierte Störlichtquellen (Fenster, helle Bluse, weißes Hemd, Lampen etc.) keine deutlich erkennbaren Spiegelbilder, sondern lediglich helle, unscharfe Flecken ohne Details. Auf diese fokussiert das Auge nicht automatisch. Aufgrund der Streuung entsteht auf dem mattierten Schirm nur ein Bereich mit erhöhter Leuchtdichte. Dieser mindert den Kontrast etwas, hebt die Erkennbarkeit der dargestellten Informationen aber nicht völlig auf. Im nicht streuenden Schirm überlagert die reflektierte Störlichtquelle dagegen die Nutzinformation bis zur Unerkennbarkeit.

Die Leuchtdichteprofile der drei Schirme verdeutlichen auch, dass die reflektierte Leuchtdichte auf dem glänzenden Display jenseits der Spiegelrichtung (θs) schnell abfällt, während die Leuchtdichte im mattierten LCD auch außerhalb der Spiegelrichtung höher ist. Diese leicht erhöhte Leuchtdichte wird auch Schleierleuchtdichte genannt: Sie legt sich wie ein Schleier über die nähere Umgebung, hebt dadurch den Schwarzwert etwas an und mindert so den Kontrast der Anzeige; zusätzlich bleicht sie teilweise auch die dargestellten Farben aus. Allerdings ist die Schleierleuchtdichte am entspiegelten LCD erheblich geringer, als die gestreute Reflexion (der sogenannte Lambertsche Anteil) an der Phosphorschicht eines Röhren- oder Plasmadisplays.

[b]Röhren- und Plasmadisplays[/b]

Der Reflexionsgrad von Oberflächen lässt sich prinzipiell durch zwei Verfahren herabsetzen. Zum einen reduziert eine glatte Beschichtung bestimmter Dicke bei Lichteinfall mögliche Reflexionen durch eine destruktive Interferenz reflektierter Teilstrahlen (Lambda-Viertel-Folie). Je nach Art und Anzahl der verwendeten Schichten lässt sich die Intensität des reflektierten Lichts so auf 0,5 bis 0,25 Prozent der Störlichtquelle reduzieren. Zusätzlich begrenzt eine Mattierung die reflektierte Intensität in Spiegelrichtung. Messungen haben gezeigt, dass sich der Reflexionsgrad eines Displays durch die Kombination aus mattierter (streuender) Oberfläche und dielektrischen Antireflex-Beschichtung auf etwa 0,035 Prozent in Spiegelrichtung reduzieren lässt.

Obwohl die Mattierung der Schirmoberfläche so enorm wirksam ist, wurde und wird sie nicht zur Entspiegelung von Röhren- und Plasmadisplays genutzt. Grund sind die dicken Deckgläser der CRTs (10-30 mm je nach Größe der Röhre) und PDPs (einige mm). Hält man eine streuende transparente Schicht über eine Oberfläche mit definierter Bildinformation, kann man die Information umso schlechter entziffern, je weiter die streuende Schicht von der Oberfläche entfernt ist.

Durch eine Mattierung wird das Displaydeckglas [--] bei LCDs genauer gesagt der Polarisator [--] zu einer solchen streuenden transparenten Schicht: Die Bildinformation, die beim CRT und PDP wegen ihres dickeren Deckglases im Abstand von 10 bis 30 Millimeter zur Schirmoberfläche entsteht, würde durch eine Oberflächenmattierung im schlimmsten Fall bis zur Unkenntlichkeit verschmiert. Und sie würde beim Röhrendisplay entlang der Schirmfläche unterschiedlich stark unscharf, weil das Deckglas am Rand dicker ist als in der Mitte. Würde man die Displayoberfläche dagegen nur so wenig aufrauen, dass kein Verschmieren entsteht, ließen sich fast keine der unerwünschten Reflexionen unterdrücken.

Beim LCD entsteht die visuelle Information in der Flüssigkristallschicht nur etwa einen Millimeter hinter der Displayoberfläche. Hier zieht die Mattierung keine nennenswerten Unschärfen nach sich und es überwiegt der Gewinn durch die Mattierung [--] die stark reduzierten Reflexionen [--] den sehr geringen Schärfeverlust.

[b]Blendwirkung[/b]

Wenn Objekte oder Szenen auf dem Display nicht mehr erkennbar sind, weil innerhalb des Sehfeldes sehr hohe Leuchtdichten auftreten, bezeichnet man dies als Blendung. Durch Streuung des einfallenden Lichts innerhalb des Auges entsteht eine Schleierleuchtdichte, die sich mit Bilddetails auf der Netzhaut überlagert, den Kontrast reduziert und somit ein Erkennen verhindert. Außerdem adaptiert sich das Auge unwillkürlich auf die höhere Lichtintensität der Reflexion und kann dadurch vor allem dunklere Einzelheiten schlechter ausmachen.

Aktuelle Modelle zur Beschreibung der Unannehmlichkeiten durch Blendung (discomfort glare) unterscheiden nicht zwischen gleichförmigen und ungleichförmigen Störlichtquellen. Experimente haben jedoch gezeigt, dass die subjektiven Beeinträchtigungen unterschiedlich ausfallen. So wird die Blendung durch eine kleine Lichtquelle [--] zum Beispiel das Licht eines Xenon-Scheinwerfers [--] als unangenehmer empfunden, wenn der Betrachter auf die Quelle fixiert ist. Eine ausgedehnte gleichförmige Störlichtquelle (Himmel, Fenster, helle Wand) blendet mehr, wenn sie sich in der Peripherie des Sehfeldes befindet.

Derzeit wird der Kontrast, der ja wesentlich über die Bildqualität eines Displays entscheidet und deshalb in den Datenblättern angegeben wird, in den meisten Fällen im Dunkelraum gemessen. Dort ergeben sich viel höhere Werte als in einer hellen Umgebung, da keine reflektierte Leuchtdichte den Schwarzwert anhebt und damit den Kontrast reduziert.

Die Arbeit am Bildschirm und vor allem am Notebook findet allerdings oft in einer hellen Umgebung statt, deren Beleuchtungsverhältnisse nicht kontrollierbar sind [--] beispielsweise draußen auf der Terrasse oder am Fenster eines Zuges. Zwar können durch Drehen und Neigen des Bildschirms einige Störlichtquellen ausgeblendet werden. Doch spätestens, wenn sich eine weiße Bluse oder ein weißes Hemd im Bildschirm spiegelt, gibt es kein Entkommen. In heller Umgebung sind es deshalb hauptsächlich die Reflexionseigenschaften des Bildschirms, die über den Kontrast und damit über die ergonomische Leistungsfähigkeit und die Verwendbarkeit für eine bestimmte Anwendung entscheiden.

Angeregt durch die zunehmende Verbreitung von spiegelnden PC-Monitoren auch in der Büro arbeitsumgebung hat die TCO (Tjänstemännens Centralorganisation), der Dachverband der schwedischen Angestelltengewerkschaft, Ende 2008 eine Studie veröffentlicht, in der die Auswirkung von Blendungen und Störlichtreflexen untersucht wurde. Die Auswertung zeigt deutlich, dass Störlichtreflexe mit zunehmendem Glanz der Anzeige als unangenehm empfunden werden: Geringe bis mittelstarke Blendungen (discomfort glare) beeinträchtigten die Bildschirmnutzer stark. Bei sehr intensiver Überstrahlung (disability glare) ergriffen sie im Allgemeinen Maßnahmen, um die störenden Reflexe im Schirm zu beseitigen und kippten oder drehten beispielsweise das Display. Die Wissenschaftler kommen zu dem Schluss, dass im Arbeitsalltag Displays mit einem möglichst geringen Glanzgrad [--] also mattierte LCDs [--] eingesetzt werden sollten.

[b]Motivation gesucht[/b]

Angesichts solcher Studien muss man sich schon fast fragen, warum sich die spiegelnden Displays trotz ihrer unbestreitbaren ergonomischen Nachteile so am Markt behaupten konnten. Möglicherweise hat die subjektive Bewertung der Erscheinungsmerkmale glänzend und mattiert eine psychologische Basis, die nicht verhandelbar ist [--] manche Anwender bevorzugen auch bei der Wahl ihrer Einrichtungsgegenstände oder Schmuckstücke hochglänzende Oberflächen, andere sehen das Edle eher in mattierten Oberflächen.

Bis vor etwa fünf Jahren waren Flachbildschirme fast durchgängig mattiert, also blendfrei. Nur einige wenige [--] meist als Designerstück beworbene [--] Displays kamen mit glänzender Oberfläche daher. Auf ein solches Image hatten es dann wohl auch einige Marketing-Strategen abgesehen: Sie ließen die bis dahin übliche Mattierung der Displayoberfläche zunächst in Notebooks weg und priesen das Resultat als "kristallklaren" Schirm. Diese LCDs fanden schnell so regen Zuspruch, dass Notebooks mit mattierten Schirmen kaum mehr angeboten wurden. Irgendwann stießen auch die Monitorhersteller in das spiegelnde Horn und brachten ebensolche LCDs auf den Markt [--9 zunächst für Gamer, dann auch für "seriösere" Anwendungen im Büro. Inzwischen schwingt das Pendel wieder in die andere Richtung: Bei Monitoren sind glänzende Schirme stark rückläufig und für Notebooks werden die mattierten Displays nun ebenfalls wieder angeboten [--] allerdings teilweise als Sonderausstattung und gegen Aufpreis.

[b]Ergonomie verbessern[/b]

Die Hersteller sind sehr kreativ bei ihren Umschreibungen für spiegelnde Schirmoberflächen [--] brillant, glossy, glare, Super Bright, Crystalbright oder X-black machen es Käufern von Notebooks oder Monitoren nicht gerade leicht, spiegelnde von mattierten Displays zu unterscheiden.

Wer ein glänzendes Display besitzt und sich an den starken Reflexionen stört, kann es mit einer Folie entspiegeln. 3M bietet mit der Vikuiti ARMR200 eine mattierte Entspiegelungsfolie an, die das Display zugleich vor Kratzern schützt. Man soll die selbsthaftende Folie laut 3M selbst aufbringen, was bei sehr großen Diagonalen aber erfahrungsgemäß nicht ganz unproblematisch ist: Schief angesetzte Kanten und Lufteinschlüsse machen das LCD nach dem Draufstreichen der transparenten Schoner schnell unansehnlich bis unbrauchbar. Immerhin lässt sich die kratzfeste ARMR200 wieder rückstandslos entfernen [--] zumindest kurz nach dem Laminieren. Wenn man mehrere Tage wartet, kann beim Abziehen der Polarisator des LCDs beschädigt werden. Solche Folien kosten zwischen 23 Euro für ein 10-Zoll-LCD und 75 Euro für 22-Zöller. Einige Firmen bieten auch einen Laminier-Service an.

Alternativ zur dauerhaften Entspiegelungsfolie können Notebook-Besitzer auch Vikuiti Blickschutz Filter von 3M nutzen. Die mit schwarzen Mikrolamellen beschichteten Kunststoffscheiben werden wie ein Schutzschild vor das LC-Display geschoben und durch kleine aufgeklebte Laschen am Displayrahmen festgehalten. 143 exakt positionierte Lamellen pro Quadratzentimeter Scheibe schränken den möglichen Einblickwinkel stark ein und sorgen so dafür, dass nur ein frontal vor dem Schirm sitzender Betrachter das Bild sieht. Den Sitznachbarn im Zug, Flugzeug oder Internet-Café bleibt der Inhalt verborgen. Die dünne Folie hat eine mattierte und eine glänzende Seite [--] steckt man die mattierte Oberfläche nach vorn, wird der Schirm zugleich entspiegelt. Das ist zwar nicht der eigentliche Sinn der Blickschutzfolie, erfüllt aber doch seinen Zweck. Nachteil: Die Lamellen schlucken eine Menge Licht, weshalb solche Blickschutzfolien nur für helle Notebooks zu empfehlen sind.

[b]Fazit[/b]

In dunkler Umgebung ist die Klarheit der dargestellten visuellen Information bei spiegelnden Displays sowie die Sättigung der dargestellten Farben etwas besser. Allerdings sind Arbeitsumgebungen bis auf wenige spezielle Ausnahmen nie komplett dunkel und nur selten so eingerichtet, dass sich keine Störlichtquellen im Schirm spiegeln. Auch im Wohnzimmer oder etwa auf Reisen mit dem Zug fällt immer von irgendwo Störlicht auf das Display. Zweifellos fährt man hier mit einem mattierten Schirm deutlich komfortabler. Wer gar mit seinem Notebook unter freiem Himmel arbeiten möchte, muss sich und das spiegelnde Display schon sehr gezielt positionieren und darf keine helle Kleidung tragen, damit der Schirminhalt erkennbar bleibt.

Gestattet es die Umgebung, Störlichtquellen durch Drehen und Kippen des Bildschirms aus der Spiegelrichtung zu entfernen, sind Kontrast und Farbsättigung auf glänzenden Schirmen messbar, wenn auch in der Praxis nicht unbedingt erkennbar besser als bei mattierten Anzeigenoberflächen. Dem Sitzkomfort ist ein mattiertes Mobildisplay aber mindestens ebenso zuträglich wie dem Sehkomfort.

Weitere Informationen zum Entspiegeln von Displays liefert der Beitrag "Gegen Glare, Notebook-Displays entspiegeln" von Florian Müssig aus der Printausgabe 2/08 des c't magazins ab Seite 116.

Wie eine Entspiegelung funktioniert, erläutert der Artikel "Glänzend oder matt, Ärger mit verspiegelten Displayoberflächen" von Dr. Michael Becker und Ulrike Kuhlmann in der Printausgabe 10/09 des c't magazins ab Seite 152. Den Beitrag erhalten Sie auch als pdf-Datei im c't Kiosk.