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Die LCD-Technologie
Die Funktionalität der LCD-Technologie lässt sich am besten mit der einer Jalousie vergleichen. Wenn die Lamellen horizontal sind, kommt Licht durch, wenn die Lamellen vertikal sind, ist die Jalousie opak. Die LCD-Anzeige funktioniert auf die gleiche Weise. LCD steht für Liquid Crystal Display und beschreibt damit kurz und bündig Kristalle, die in einer Flüssigkeit schwimmen.
Diese Kristalle haben die Eigenschaft der oben beschriebenen Jalousie: Beim Anlegen einer Spannung richten sich diese Kristalle so aus, dass sie entweder durchscheinend werden oder das Licht blockieren. Ein allgemeiner Vorteil wurde bereits beschrieben. Ein sehr schwaches elektrisches Feld reicht aus, um die LCD-Zelle zu aktivieren, es fließt praktisch kein Strom. LCD-Displays sind daher sehr energieeffizient und daher prädestiniert für batteriebetriebene Geräte. Ein weiterer Punkt wird ebenfalls beschrieben: LCD´s sind nicht selbstleuchtend, Sie müssen für die Hintergrundbeleuchtung sorgen. Zwei Glasplatten, dazwischen die Flüssigkristalle, auf der Innenseite transparente Elektroden, das ist die Grundstruktur eines solchen Monitors. Für Farbbildschirme werden rote, grüne und blaue Filter hinzugefügt; additives Mischen (Additive Farbe ist Farbe , die durch Mischen einer Anzahl verschiedener Lichtfarben erzeugt wird, wobei Rot-, Grün- und Blautöne die gebräuchlichsten Grundfarben
sind, die im additiven Farbsystem verwendet werden) erzeugt die gewünschte Farbe eines Pixels (in der digitalen Bildgebung ist ein Pixel, Pel, Punkte oder Bildelement ein physikalischer Punkt in einem Rasterbild oder das kleinste adressierbare Element in einer alle Punkte adressierbaren Anzeigevorrichtung; also ist es das kleinste steuerbare Element eines auf dem Bildschirm dargestellten Bildes). Die Anordnung wird von hinten beleuchtet. Ein Polarisationsfilter an der Außenseite der ersten Glasplatte lässt nur Lichtwellen mit vertikaler Ausrichtung in die Flüssigkristallschicht eindringen. Die Kristallmoleküle haben sehr feine Rillen auf der Innenseite des Glases, so dass sie die Polarisationsrichtung der Wellen um 90 Grad drehen. Dies entspricht genau der Durchflussrichtung eines anderen Filters auf der Außenseite der vorderen Glasscheibe. Das Licht kann passieren – das Pixel erscheint hell. Wird dagegen ein elektrisches Feld angelegt, werden die Kristalle so ausgerichtet, dass die Ausrichtung der Lichtwelle (Licht ist elektromagnetische Strahlung in einem bestimmten Teil des elektromagnetischen Spektrums) erhalten bleibt, der vordere Polarisationsfilter blockiert wird und das entsprechende Pixel dunkel bleibt. Andere Flüssigkristalle funktionieren genau umgekehrt: Das elektrische Feld (Ein elektrisches Feld ist ein Vektorfeld, das jedem Punkt im Raum die Coulomb-Kraft zuordnet, die pro Einheit der elektrischen Ladung durch eine winzige Testladung an diesem Punkt erfahren würde) dreht sie und schaltet den Pixel hell. Aber diese Technik ist weniger verbreitet.
Der nächste Entwicklungsschritt war die Aufteilung der Bereiche eines LCD-Feldes in eine Matrix (Raster), so dass die einzelnen Felder Punkt für Punkt gesteuert werden können und diese Punkte später zu Schriften oder auch Bildern angeordnet werden können. Die erste schwierige Herausforderung auf dem Weg vom Clock-Display zum Farbbildschirm bestand jedoch darin, diese Matrix so fein aufzulösen, dass auch auf größeren Oberflächen keine Pixelstruktur mit bloßem Auge sichtbar war. Darüber hinaus ist zu beachten, dass ein Farbbildschirm drei Pixel pro Pixel in den drei Grundfarben benötigt. Ein weiteres Problem, das gelöst werden musste, war die grundlegende Trägheit, die diese Kristalle beim Wechsel von einem Zustand in einen anderen aufweisen, da die Flüssigkeit dieser Drehbewegung bis zu einem gewissen Grad widersteht. Dies führte zu einer sogenannten Bewegungsunschärfe (Motion Blur ist die scheinbare Schlierenbildung von schnell bewegten Objekten in einem Standbild oder einer Bildsequenz wie einem Film oder einer Animation) in der Bilddarstellung: Schnelle Einzelbewegungen waren als ?tracks? auf dem Bildschirm sichtbar, ein Tennisball in einem Spiel bekam beispielsweise eine Art Kometenschweif. Dieses Problem konnte nur mit einem sehr komplexen Maß gelöst werden (In der Mathematik, speziell der Maßtheorie, verallgemeinert ein komplexes Maß das Konzept des Maßes, indem es komplexe Werte zulässt): Jedem einzelnen Matrixpunkt auf dem Glassubstratträger ist ein eigener winziger Transistor zugeordnet, der sich ebenfalls räumlich direkt am Matrixpunkt befindet, um große Kapazitäten durch lange Leitungen (die auch verzögernd wirken) zu vermeiden, weshalb die Glassubstratträger auch als aktive Matrizen bezeichnet werden. Dieser Transistor (Ein Transistor ist eine Halbleitervorrichtung, die zum Verstärken oder Schalten von elektronischen Signalen und elektrischer Energie verwendet wird) drückt die Kristalle praktisch in die andere Position. Die Schaltelemente werden in Dünnschichttechnik auf die hintere Glasplatte aufgebracht, wobei mit dieser Technologie auch schnellere Flüssigkristalle eingesetzt werden können. Die Abkürzung TFT bedeutet “Dünnschichttransistor (Ein Dünnschichttransistor ist eine spezielle Art von Feldeffekttransistor, der durch Abscheiden dünner Schichten einer aktiven Halbleiterschicht sowie der dielektrischen Schicht und metallischer Kontakte auf einem Trägersubstrat hergestellt wird)”. Für Flachbildschirme von Desktop-Computern mit einer Auflösung von 1024 x 768 Pixel werden 2.359.296 Transistoren benötigt. Nur dieser Turbo für den LCD-Bildschirm macht nun den LCD (Ein Flüssigkristallbildschirm ist ein Flachbildschirm oder ein anderes elektronisch moduliertes optisches Gerät, das die lichtmodulierenden Eigenschaften von Flüssigkristallen nutzt) Display-Technologie voll geeignet für die Anzeige schnell bewegter Bilder.