Technische Optik in der Praxis

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horizontale Ebene, in der das nachgeordnete Polarisationsfilter mit horizontaler
Orientierung Licht passieren läßt. Die LCD-Zelle ist transparent. Mit
äußerer Spannung bleibt die vertikale Polarisation des Lichtes in der Zelle
erhalten. Das Licht kann das zweite Polarisationsfilter nicht passieren. Die
LCD-Zelle ist lichtundurchlässig. Das führt zu schwarzen Zeichen auf weißem
Grund. Diese TN-LCDs sind bei einfachen Anwendungen wie in Uhren, Taschenrechnern,
Meßinstrumenten usw. stark verbreitet.
Die Polarisationsfilter führen zu Verlusten (bis zu 70%) und reduzieren
den Kontrast zwischen den beiden Schaltzuständen auf ca. 10:1. STN-LCDs
(super twisted nematic) arbeiten mit 180 bis 270 ◦ -Drehung (meist 240 ◦ )
der Polarisationsebene und liefern bei größerem Blickwinkel, Kontrastwerte
um 20:1. Durch Interferenz entstehen anstelle von Schwarz und Weiß meist
Blautöne wie Dunkel- und Hellblau, die mit Hilfe einer weiteren komplementären
STN-Zelle kompensiert werden können. Das ist insbesondere für
den Aufbau von Farb-LCDs erforderlich. In Farb-LCDs besitzt jede Zelle ein
eigenes Farbfilter. Ein farbiger Bildpunkt besteht dann aus drei Zellen mit
den Filtern für Rot, Grün und Blau.
Bei kleineren LCDs genügt es, nur eine Elektrodenseite zu strukturieren
und die Gegenelektrode ganzflächig auszubilden. Komplexe Anzeigen werden
beidseitig strukturiert.
LCD-Anzeigemodule werden in einer großen Palette von numerischen,
alphanumerischen und Matrix-Standardformaten, wie z. B. die der Reihe DV-
1610 von Data Vision mit 16 Zeichen von 8 mm Größe oder die 128 × 16
Punkte-Matrix für Betrachtungsabstände bis zu 40 m von Seikhosha, sowie
als kundenspezifische Varianten angeboten. Die Betriebsspannungen betragen
meist nur wenige Volt bei Leistungsaufnahmen ohne Hintergrundbeleuchtung
im µW-Bereich. Die Ansprechzeiten von STN-LCDs sind mit typisch 300 ms
recht groß und begrenzen die Multiplexrate. Der Multiplexbetrieb ist bei
LCDs wesentlich komplizierter als bei LEDs.
LCD-Grafikmodule besitzen eine Matrixstruktur, deren Auflösung z. B.
800 × 600 Bildpunkte betragen kann. Derartige STN-LCDs sind für lowcost-Notebooks
in Größen von 10,4 bis 13 Zoll gebräuchlich.
LCDs stellen ein Schlüsselelement für Multimedia-Anwendungen dar. Dazu
müssen Geschwindigkeit, Auflösung, Farbanzahl, Kontrast und Blickwinkel
bei geringeren Preisen weiter verbessert werden. In Notebooks und PCs dominieren
aktive TFT-LCDs mit 800 × 600 und 1024 × 768 RGB-Bildpunkten
[12]. Die typische Ansprechzeit unterschreitet 50 ms. Aktive LCDs besitzen
abschaltbare TN-Zellen. Das Schalten muß sehr hochohmig und unmittelbar
an jeder Zelle erfolgen, um die Ladung auf den Zellelektroden,
das elektrische Feld und den Zellzustand solange zu erhalten, bis die LCD-
Zelle wieder angesprochen wird. In TFT-LCDs (thin film transisitor) finden
Dünnfilmtransistoren als Schalter Anwendung. Eine Farb-TFT-LCD mit
einer Auflösung von 640 × 480 RGB-Punkten besitzt 921 600 Transistoren