Technische Optik in der Praxis

7.2 Displays 189
und ebenso viele LCD-Zellen. Die hohen Anforderungen an die Fertigung
begrenzen die Ausbeute und führen zu hohen Kosten.
Die Rückseitenbeleuchtung der transflexiven LCDs kann mit LEDs, EL
(Elektrolumineszenz) oder CCFLs (Kaltkathoden-Fluoreszenzlampen) erfolgen.
Batteriebetriebene Geräte mit Farb-TFT-LCDs werden aufgrund der
hohen Lichtdämpfung mit besonders heller CCFL-Hintergrundbeleuchtung
(typisch >100 cd/m 2 ) bei geringer Leistungsaufnahme (3 bis 6 W) ausgestattet.
In Videoprojektoren finden TFT-LCDs mit einem Kontrast bis zu 400:1,
1024 × 768 Punkten und 16,7 Millionen Farben Anwendung.
Kleine aktive LC-Displays mit 0,25 Zoll Bilddiagonale bietet Kopin corp.
an [13].
Im Bereich der großen Flachdisplays [14] bieten alle namhaften Hersteller
(Sharp, Hitachi, NEC, Toshiba usw.) von aktiven LCDs z. B. 16,1 Zoll-TFT-
LCDs als 1280 × 1024 × 3-Matrix an. Ein Highlight bildet das 20,1 Zoll-
Display gleicher Auflösung von Sharp mit einem Kontrast von 300:1 und einer
Helligkeit von 300 cd/m 2 . 28,0 Zoll werden bei VGA-Auflösung erreicht.
Passive Farb-LCDs sind ohne Hintergrundbeleuchtung als Reflexionsanzeigen
verfügbar. Diese LCDs kommen ohne lichtabsorbierende Farbfilter aus,
da die Farben spannungsabhängig durch die Flüssigkristalle selbst erzeugt
werden.
LCDs zeichnen sich neben der geringen Leistungsaufnahme durch eine
sehr geringe Bauhöhe von einigen Millimetern und hohe Lebensdauer aus.
Die Betriebstemperatur ist auf den Bereich oberhalb des Schmelzpunktes
und unterhalb des Klärpunktes (LC-Schicht wird flüssig) mit typisch 0 bis
50 ◦ Coder−20 bis 70 ◦ C begrenzt. Darstellungen mit LCDs sind flimmerfrei,
strahlungsfrei und ,,abhörsicher“.
7.2.4 LCD-Ansteuerung
Der Aufbau des elektrischen Feldes in der LCD-Zelle könnte durch Anlegen
einer Gleichspannung gemäß Abb. 7.10 erfolgen. Die damit verbundenen
elektrolytischen Vorgänge würden aber die Flüssigkristallschicht verändern.
LCDs werden daher grundsätzlich mit einer Wechselspannung betrieben, die
auch aus den allgemein verfügbaren Gleichspannungen erzeugbar ist.
Abbildung 7.12 veranschaulicht das prinzipielle Vorgehen und zeigt zwei digitale
Ansteuerschaltungen.
Durch Einsatz eines Negators werden die Umschalter vermieden. Das
EXOR-Gatter arbeitet beim High-Pegel am Dateneingang wie ein Negator,
wodurch die LCD-Zellelektrodenspannung mit der Frequenz (10 bis 100 Hz)
der Taktspannung UTakt umgepolt wird. Beim Low-Pegel von UDaten erhalten
beide LCD-Zellelektroden UTakt mit gleicher Phasenlage. Die Differenzspannung
über den Elektroden ist in diesem Fall Null. Diese Direktansteuerung
der Zellen kann nur bei einfachen LC-Displays, wie z. B. einer 7-Segment-
Anzeige mit 4 Stellen durch den Schaltkreis ICM7211(A) von Harris, angewandt
werden.