Flachbildschirm

Schaut man sich den Aufbau eines Taschenrechnerdisplays einmal genauer an, wird man eine immer wiederkehrende Struktur erkennen. In das Display eines Taschenrechners fällt das Tageslicht ein und wird von einem Spiegel wieder reflektiert. Je nach Stellung der Flüssigkristalle, wird das Licht entweder ungehindert durchgelassen oder eben nicht. Damit kann man einzelne Stellen auf dem Display verdunkeln und so ein Bild vortäuschen.
Die Stellung der Flüssigkristalle kann durch ein elektrisches Feld beeinflusst werden. Man muss demnach an jede einzelne Zelle im Taschenrechner einen kleinen Kondensator anbringen, der dann das Bild steuert. Das gleiche Grundprinzip wird auch bei TFT-LCD's angewandt.

Nachfolgend ist die Funktionsweise eines Twisted-Nematic-TFT dargestellt.

Ein LCD nutzt die optische Eigenschaft kleiner Kristalle, Licht in einem bestimmten Winkel abzulenken. Eine LCD-Zelle besteht aus zwei gegeneinander um 90° verdrehten Polarisationsfolien durch die kein Licht hindurch gelangen würde. Dazwischen befindet sich jedoch eine Schicht Flüssigkristalle, die so bemessen ist, dass sie im Urzustand Lichtwellen genau um 90° zurückdreht. Durch diese Drehung kann das Licht, die um 90° verdrehte Polarisationsfolie durchdringen. Der Betrachter nimmt das Licht der am hinteren Teil des Monitors befindlichen Leuchtstoffröhren als "volles Leuchten" wahr.

Durch Anlegen einer Spannung können die Flüssigkristalle jedoch dahingehend beeinflusst werden, dass sich ihr Abstrahlwinkel verändert, was wiederum für die LCD-Zelle eine verminderte Lichtdurchlässigkeit bis hin zur kompletten Undurchlässigkeit bedeutet. Diese stufenlos regelbare Spannung wird auf einer mit Transistoren besetzte Folie - dem TFT-Element (siehe weiter unten) - erzeugt.

Bei dieser Abbildung trifft das Licht auf den um 90 gedrehte zweiten Polarisationsfilter und wird durch diesen am Durchlass gehindert. Die spannungsgeladene Zelle bleibt also dunkel. Durch diesen Effekt lässt sich Licht gewissermaßen schalten.

Der Aufbau der Bildpunkte eines TFTs

Im TFT-Element wird nicht nur die Gesamthelligkeit, sondern gleichzeitig die Farbwiedergabe des Bildes geregelt. Das Licht für jeden Bildpunkt durchläuft eine Farbzelle, die aus 3 nebeneinander liegenden Farbfiltern (Rot, Grün, Blau) bestehen. Jeder Filter ist mit einem separat ansteuerbaren Transistor ausgestattet - ein TFT mit 1024 x 768 Bildpunkten besitzt also genau 3 x 1024 x 768 Transistoren - der die Lichtdurchlässigkeit jedes Farbbestandteils regelt. Durch additive Farbmischung entsteht so eine von beispielsweise 16 Mio. verschiedenen Farbpixelvarianten aus denen sich das dann das Gesamtbild zusammensetzt.
Die Bildpunkte sind entscheidend und je kleiner der Abstand, desto höher die mögliche Auflösung. Aber auch bei den TFTs gibt es natürliche Grenzen aufgrund der maximalen Darstellungsfläche. Hat man eine Diagonale von 15" oder 38 cm und einen Punktabstand von 0.297 mm, so macht eine Auflösung von 1280 x 1024 einfach keinen Sinn mehr.