liquid crystal display

Liquid Crystal Displays (LCD) sind Flüssigkristallanzeigen für PC-Monitore, Handys, Computerspiele, vor allem für mobile Geräte der Kommunikations- und Unterhaltungselektronik.

Basis der LCD-Displays sind Flüssigkristallzellen in TN-Technologie (Twisted Nematic). Bei dieser Technologie wird der Effekt ausgenutzt, dass polarisiertes Licht, das durch Flüssigkristallmoleküle geht, in seiner Polarisationsebene gedreht wird. Bei Anlegen eines elektrischen Feldes an die Flüssigkristallzelle orientieren sich die Flüssigkristallmoleküle parallel zum elektrischen Feld, wodurch die Drehung der Polarisationsebene aufgehoben wird. Die parallele Ausrichtung der Moleküle bezeichnet man als nematisch.

Aufbau der passiven TN-Zelle

Bei den LCD-Displays unterscheidet man zwischen den passiven und aktiven Verfahren. Das passive Verfahren benutzt zur Lichtreflexion einen Spiegel, der sich unterhalb der TN-Zelle befindet. Liegt keine Spannung an, fällt polarisiertes Licht durch die TN-Zelle auf den Spiegel, wird dort reflektiert und tritt wieder aus der TN-Zelle aus. Die Anzeige sieht dadurch silbrig aus. Wird eine Spannung angelegt, so wird das Licht in der TN-Zelle nicht polarisiert und kann damit die zweite Polarisationsebene nicht passieren und fällt nicht auf den Spiegel. Es wird kein einfallendes Licht reflektiert.

Andere Verfahren benutzen anstelle des Spiegels eine Hintergrundbeleuchtung, damit man die LCD-Anzeige auch im Dunkeln sehen kann.

LCD-Textdisplay, Foto: Schuricht

Die aktiven Flüssigkristallanzeigen arbeiten mit Dünnschichttransistoren, daher auch der Name TFT-LCD, für Thin Film Transistor. Dabei wird die Ausrichtung der Flüssigkeitskristalle durch eine angelegte elektrische Spannung beeinflusst. Die Kristalle verändern ihre Eigenschaften und reflektieren das Hintergrundlicht oder lassen es durch, was man als reflektiven bzw. transflexiven Betrieb bezeichnet. Die Dünnschichtdioden übernehmen dabei die Ansteuerung der Flüssigkeitskristalle. Dieses Verfahren zeichnet sich durch hohe Kontrastwerte aus und hat den Vorteil, dass es bei Tageslicht eingesetzt werden kann.

LCD-Displays haben Kontrastverhältnisse von ca. 1.000:1. Zur Verbesserung dieses Verhältnisses gibt es mit High Dynamic Range (HDR) ein Verfahren bei dem die Hintergrundbeleuchtung ungleichmäßig in Abhängigkeit vom Bildinhalt erfolgt. An Stellen mit hellerem Bildinhalt wird der Hintergrund heller ausgeleuchtet, an dunklen Stellen dunkler. HDR-Displays bringen es so auf einen Dynamikumfang von bis zu 200.000:1.

Der Anschluss von LCD-Displays an Personal Computer (PC) erfolgt digital über die DFP-Schnittstelle, die DVI-Schnittstelle, DisplayPort, die PnD-Schnittstelle oder die UDI-Schnittstelle. LCD-Displays werden als Anzeigenmodule in elektronischen Geräten wie Uhren, Taschenrechnern, Messgeräten, Fahrzeugen, Automaten usw. eingesetzt.