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Wie funktioniert ein TFT Bildschirm technisch?

Tablet mit Touchscreen Bedienung

Den TFT Bildschirm nennt man auch TFT-LCD-Display. Die Abkürzung TFT kommt vom Englischen und ist aus den Wörtern “Thin Film Transistor” aufgebaut. Es geht um eine Technik, die für Herstellung von Flachbildschirmen angewandt wird. Sie kombiniert zwei Verfahren in einem: Flüssigkristalle der LCD-Technik und Dünnschichttransistoren. Dabei steuern die Flüssigkristalle den Stromfluss in den Thin Film Transistors (TFTs). Flüssigkristallbildschirm (TFT Bildschirm) oder auch LCDs genannt, finden sich heute in vielen technischen Geräten wie z.b. Taschenrechnern Tabletcomputern wie das iPad und Monitorn wieder. Um zu verstehen,
wie LC-Display funktionieren, ist es sinnvoll sich das Innere eines solchen Bildschirms anzuschauen.


Eine TFT-Zelle besteht aus unterschiedlichen übereinander gelagerten Schichten, die von einem Hintergrundlicht durchstrahlt werden. Das benötigte Hintergrundlicht wird im unteren Bereich des Monitors erzeugt. Das Geheimnis jedoch liegt in der Glasplatte, die oberhalb aufgebracht ist. Die Glasplatte besteht aus verschiedenen Schichten. Zunächst befinden sich an beiden Enden sog. Polarisationsfilter, die um 90° zueinander gedreht sind. Der obere Polarisationsfilter polarisiert das bisher nicht polarisierte Hintergrundlicht, und erzeugt somit Licht mit nur einer Polarisationsebene. Der untere Polarisationsfilter absorbiert es schließlich, weil dieser um 90° gedreht ist. Damit der untere Polarisationsfilter das polarisierte Licht nicht absorbiert, müsste sich die Polarisationsebene des Lichts um 90° drehen. Dies geschieht mit Hilfe eines Flüssigkristalls. Für LC-Displays werden Flüssigkristalle mit einer Phase benötigt, die sich twisted nematic nennt. Die Startmoleküle des Flüssigkristall sind in dieser Phase bereits um ca. 90° Grad gedreht. Damit diese jedoch die Polarisationsebene korrekt drehen, werden Schichten aus Polyimid aufgebracht, sodass sich die Startmoleküle parallel zu diesen Schichten ausrichten. Die Polarisationsebene des Lichts wird schließlich gedreht und passiert somit den unteren Polarisationsfilter bzw. Polarisator. Um die Lichtstärke variieren zu können, sind die Innenseiten zweier Glasplatte mit einer transparenten jedoch elektrisch leitenden Schicht überzogen. Je höher die angelegte Spannung an diesen Schichten desto mehr verdrehen sich die Startmoleküle im Flüssigkristall so, dass das Licht nicht mehr um 90° Grad gedreht und somit vom unteren Polarisator erneut absorbiert wird. Einem solchen Element wird schließlich ein Farbfilter beigefügt, sodass das Licht farbig austritt. Um viele weitere Farben erzeugen zu können, werden zwei weitere solcher Elemente benötigt. An allen drei Elementen kann nun Spannung angelegt werden, wodurch die Lichtintensität und damit die Farbintensität eingestellt werden kann. So kann eine Mischfarbe aus rot, grün und blau erzeugt werden. Diese drei Elemente stellen die Subpixel eines einzigen pixels bzw. Bildpunkte eines Monitors dar. Diese sind jedoch so klein und zahlreich auf dem Monitor, dass das Auge die drei Farben zu einer einzigen Farbe verschmelzen lässt. So entsteht das Bild des Flüssigkristallbildschirms.
Nachteil dieser Technik ist: eine ziemlich lange Ansprechzeit (einige Millisekunden).

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