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Flüssigkristallbildschirm


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Ein Flüssigkristallbildschirm (LCD L iquid C rystal D isplay Flachbildschirm) ist ein Bildschirm bei dem spezielle Flüssigkristalle genutzt werden die die Polarisationsrichtung von Licht beeinflussen können. Flüssigkristallbildschirme stellen die zur dominante Flachbildschirm -Technologie dar auch wenn andere Techniken teils Vorteile aufweisen.

Inhaltsverzeichnis

Anzeigetypen

Schadt-Helfrich-Zelle

Die einfache Flüssigkristall-Zelle

Flüssigkristalle sind organische Verbindungen die sowohl Eigenschaften von Flüssigkeiten auch Eigenschaften von Festkörpern aufweisen.

Ein einfaches Flüssigkristall-Anzeigeelement besteht aus der "Schadt-Helfrich-Zelle" : Die Innenseiten zweier Glasplatten sind mit transparenten Elekrodenschicht (Indium-Zinn-Oxidschicht ITO ) überzogen dazwischen befindet sich der Flüssigkristall. Moleküle ordnen sich in eine vorgegebene Richtung zur der mit Polyvinylalkohol (PVA) beschichteten und einer Vorzugsrichtung gebürsteten Oberfläche. Außerdem sind die beiden Platten mit um 90 Grad zueinander Polarisationsfiltern beschichtet. Auf der Rückseite befindet sich Spiegel der das einfallende Licht zurückwirft. (Je Einsatzgebiet kann das Display anstelle des Spiegels weiße Hintergrundbeleuchtung haben)
Daraus ergibt sich dass die Flüssigkristalle einer Schraubenform angeordnet sind bei einer um gedrehten Schraube (auch Verdrillwinkel von 90° genannt) man von TN = Twisted Nematic (engl.: twisted = verdreht).

Einfallendes Licht wird also vor dem in die Flüssigkeit polarisiert . Durch die Verdrillung der Molekülflächen folgt Drehung der Polarisationsrichtung des Lichts. Dies hat zur Folge dass das Licht den gegenübergesetzten passieren kann und die Zelle hell erscheint. Ruhezustand ist das Display durchsichtig diese Anordnung auch Normally-White-Mode genannt.
Legt man eine elektrische Spannung an die Elektroden an so tritt dem Einfluss des elektrischen Feldes eine Drehung Moleküle ein sodass sie sich senkrecht zu Elektrodenoberflächen ausrichten. Die Verdrillung ist damit aufgehoben Polarisationsrichtung des Lichts wird nicht mehr geändert damit kann es den zweiten Polarisationsfilter nicht passieren.
Die Funktion ist auch umkehrbar: ordnet die Polarisationsfilter parallel an dann ist die ohne Spannung hell und mit Spannung dunkel. spricht vom Normally-Black-Mode welcher wegen schlechteren Kontrasts selten verwendet

Die Schadt-Helfrich-Zelle ist ein spannungsgesteuertes Lichtventil . Ein Display kann theoretisch aus beliebig solcher Zellen bestehen. Beim Taschenrechner stellt eine 7-Segment-Anzeige jeweils eine Ziffer dar bei einem Monitor stellen drei Zellen zusammen gerade mal Pixel dar.

Weiterentwicklungen

Bei STN Displays (Super-Twisted-Nematic) wird der Verdrillwinkel der auf 180-270° erhöht. Dadurch kann ein höherer erreicht werden.

Bei TFT Displays hat jeder Bildpunkt drei Einzelzellen jede Grundfarbe eine) und kann einzeln angesprochen

Bei der IPS (In Plane Switching) Technologie befinden sich Elektroden auf einer Seite des Displays. Bei Spannung drehen sich die Moleküle in der die für TNs typische Schraubenform entfällt was zum Ergebnis hat dass der Betrachtungswinkel praktisch ist.

Vor- und Nachteile

Die Vorteile der LCDs liegen im Stromverbrauch der Strahlungsfreiheit einem absolut flimmerfreien verzerrungsfreien Bild geringem Gewicht sowie geringer Einbautiefe.
Ein großer Nachteil waren lange Zeit zur Entwicklung des TFT) ein schwacher Kontrast lange Schaltzeiten. Ein weiteres Problem war der Betrachtungswinkel; Neuere Techniken wie IPS schafften hier Außerdem muss bei der Herstellung die Bildauflösung festgelegt werden die Verwendung einer anderen kann zu Qualitätsverlusten führen. Darüber hinaus ist Herstellung relativ teuer.

Einsatzmöglichkeiten

In einfachen Digitaluhren und Taschenrechnern werden LCDs schon länger verwendet Bereiche wenig Platz und Strom kosten sollen. Verbreitung sie über weitere tragbare Geräte wie Mobiltelefonen Notebooks und ähnlichen.
In Zukunft werden die LC-Displays auch und nach die "Elektronenkanonen" in dessen Stammgebieten und Fernseher verdrängen. Für PCs wurden 2003 mehr LCDs als CRTs verkauft. [1]

Alternativen

Plasmabildschirme stellen eine weitere Möglichkeit dar Flachbildschirme realisieren. Auch wenn sie äußerlich TFT -Monitoren gleichen ist ihre Funktion - Zünden Edelgasen fürs Aufleuchten - eine andere.
Für große Displays stellen sie wegen Leuchtkraft eine Alternative dar. Wegen hohem Stromverbrauch schlechter Einsatzfähigkeit für kleine Displays sind sie mobilen Bereich keine Konkurrenz.

OLEDs (Organische Licht Aussendende Geräte) ist eine Zukunftstechniken die früher oder später LCDs ablösen Es sind praktisch Plastikfolien die durch Kunststoffelektronik-Bauteile Leuchten gebracht werden. Extrem dünn sind sie überall einsetzbar - noch einige Jahre Forschungszeit



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