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Flach-Bildschirme
Flat is beautiful
Flachbildschirme gelten als teure und edle Exoten, dabei erobern sie
täglich neue Einsatzgebiete. Im professionellen Einsatz sind sie
kaum noch wegzudenken, und langsam werden sie auch für
Privatanwender erschwinglich.
Die Vorteile von Flachbildschirmen liegen auf der Hand. Sie brauchen eine nur geringe
Stellfläche, sind sparsam im Umgang mit der Energie und überzeugen
durch vorbildliche Ergonomie, da ihnen keine Röntgen- oder magnetische Strahlung entweicht.
Keine Konvergenzfehler
Im Gegensatz zum CRT-Monitor (Cathode Ray Tube) treten außerdem keine Konvergenzfehler
auf, ebenso sind die Schärfe der Bilder wie auch die Leuchtdichte
und der Kontrast sehr gut. Neben dem geringen Gewicht sind das alles
Punkte, die selbst gute Röhrenmonitore nicht auf sich vereinigen können.
Daneben sind die TFT-Displays weder durch äußere Einflüsse wie elektromagnetische
Felder von Strommasten und Überlandleitungen noch durch
vorbeifahrende Züge oder das Erdmagnetfeld zu beeinflussen. Die
Darstellungsqualität bleibt stets dieselbe.
Die Bilder eines modernen LC-Panels (Liquid Crystal) sind im allgemeinen heller als die eines Röhrenmonitors.
Das Maß zur Bestimmung der Helligkeit wird Leuchtkraft genannt und in Candela pro Quadratmeter (cd/m²) angegeben. Die Werte herkömmlicher
Bildschirme liegen um 100 cd/m². Gute LC-Monitore bieten eine Helligkeit von 200 cd/m² und mehr. Die
Kontrastverhältnisse liegen bei sagenhaften Werten von 100:1 bis weit über 200:1.
Qualität hat seinen Preis
Doch auch bei den Flachbildschirmen reichen nur Spitzengeräte an das beschriebene
Ideal heran. Denn die Flat-Panel-Technologie hat noch mit einigen Kinderkrankheiten zu kämpfen. So
kommen die Farben in ihrer Sättigung nicht an die der CRT-Monitore heran. Der Grund liegt bei den heute üblichen LC-
Displays in der erforderlichen Hintergrundbeleuchtung. Diese strahlt in weißem Licht, Farbfolien im Flüssigkeits-
Panel sorgen für die Farben Rot, Grün oder Blau. Da aber die Folien nicht farbecht sind und das weiße Hintergrundlicht nicht
alle Grundfarben in der gleichen Intensität abgibt, haben LCD-Monitore Probleme damit, ein reines Rot, Grün oder Blau
darzustellen. Das Ergebnis sind matte Farben ohne Brillanz. Das gilt insbesondere für DSTN-Panels (Double Super Twisted Nematic), während TFT-
Displays (Thin Film Transistor) in diesem Punkt bereits deutlich aufgeholt haben. Dennoch haben nur wenige neue Spitzengeräte dieses
Problem soweit im Griff, daß ihre Farbtreue mit der eines CRT-Monitors konkurrieren kann.
Basistechnologien
Liquid-Crystal-Displays basieren auf den Eigenschaften einer Flüssigkeit, deren
Aggregatzustand zwischen flüssig und fest anzusiedeln ist. Diese sogenannten Flüssigkristalle lassen sich quasi als kristalline
Strukturen innerhalb einer Flüssigkeit beschreiben. Im einfachsten Modell geht man von stabförmigen Molekülen aus, die sich unter dem
Einfluß eines elektrischen Felds ausrichten. Im Falle eines LCD-Monitors nutzt man diesen Effekt aus, da die Moleküle polarisiertes
Licht führen können. Das Licht stammt von einer Hintergrundbeleuchtung und passiert, bevor es auf die Moleküle
trifft, einen Polarisationsfilter. Liegt keine Spannung an, gelangt kein Licht durch das Display, da die oberste Schicht des Displays
ebenfalls als Polarisationsfilter dient. Dieser ist gegenüber dem ersten um 90 Grad gedreht. Soll nun Licht an die Oberfläche und
damit zum Auge des Betrachters gelangen, muß an die Flüssigkeitskristalle eine Spannung angelegt werden. Die Moleküle bilden dann eine
Spirale, wobei die unteren parallel zur Richtung der ersten Polarisationsfolie und die oberen parallel zur oberen
Polarisationsfolie ausgerichtet sein müssen. Damit die Drehung genau definiert ist, sind die Schichten, zwischen denen sich die Flüssigkristalle
befinden, mit Strukturen entsprechend der Richtung der jeweiligen Polarisationsfolie versehen, an der sich die Flüssigkristalle bei
angelegter Spannung vorzugsweise ausrichten.
DSTN-Technik
Die LC-Farbdisplays der ersten Generation beruhen auf der sogenannten DSTN-Technik (Double-Super-Twisted-Nematic). Für den Aufbau der elektrischen Felder, die die
Lichtdurchlässigkeit steuern, sorgen hier elektrische Leitungen, die sich in Form eines Maschennetzes auf den die Flüssigkristalle
einschließenden Platten befinden. Dort, wo sich horizontale und vertikale Leitungen kreuzen, können durch Anlegen einer Spannung
die Kristalle ausgerichtet und Pixel erzeugt werden. Da sich die elektrischen Felder jedoch nicht exakt räumlich begrenzen lassen,
werden auch benachbarte Pixel beeinflußt. Dies führt zu einem verringerten Kontrast und einer geringeren Leuchtstärke.
Über der Kristallschicht befindet sich die RGB-Folie, die für die Farbmischung von Rot, Grün, und Blau zuständig
ist. Darüber befindet sich - nach dem zweiten Polarisationsfilter - eine Schutzschicht aus stabilem Glas oder Kunststoff. Durch die
zweite Polarisationsschicht ist der Blickwinkel bei DSTN-Bildschirmen stark eingeschränkt. Auch sind diese Bildschirme träge
im Bildaufbau, was sich insbesondere bei bewegten Bilder wie bei Videos bemerkbar macht. Dafür sind diese Displays deutlich günstiger
als die neuen.
Die Abkürzung TFT steht für Thin Film Transistor und besagt, daß das elektrische Feld jedes Pixels durch einen hinter dem Pixel liegenden Transistor
angesteuert wird. Damit lassen sich deutlich besser örtlich begrenzte, elektrische Felder aufbauen.
Der Aufbau eines TFT-Displays im Schema: Von hinten, im Bild oben, fällt Licht auf das Display. Der erste Polarisationsfilter läßt nur das Licht einer
Polarisation durch. Je nachdem, ob das Licht durch die Kristalle gedreht wird, gelangt es auch durch den zweiten Polarisationsfilter,
die Zelle leuchtet. |
