Funktionsweise eines TFT-Bildschirms
Egal ob am Computer, in Mobiltelefonen oder auf Digitalkameras, die Darstellungen von Grafiken oder Bildern sollen immer kontrastreicher und schärfer reproduziert werden, während die Geräte selbst immer kleiner und flacher werden. Mit den sperrigen Röhrenmonitoren der früheren Zeit hätten sich viele der heute alltäglichen elektronischen Geräte nicht verwirklichen lassen. So musste sich die Wissenschaft etwas einfallen lassen und fand die Lösung in den heute schon weit verbreiteten TFT-Bildschirmen.
Aufbau
Der Begriff TFT bedeutet “Thin Film Transistor ” und beschreibt damit die Transistoren die für die Steuerung der Flüssigkristalle zuständig sind. Vereinfacht vorgestellt besteht ein TFT aus einer Lichtquelle die ganz hinten im Aufbau sitzt. Davor sitzen zwei durchsichtige Filterplatten, die nur Licht eines bestimmten Schwingungsmusters passieren lassen.Diese Platten sind aber um 90° verdreht, sodass ohne das dazutun der Schicht zwischen den Platten der Bildschirm schwarz bliebe.
Im Zwischenraum sitzt aber eine sogenannte „Flüssigkristall-Glasschicht“ welche wie erwähnt von Transistoren gesteuert wird. Ein Transistor selbst ist ein elektronisches Bauteil, welches zum Schalten von elektrischen Signalen benutzt wird. Die in der Schicht sitzenden Kristalle haben die physikalische Eigenschaft die Schwingungsebene des Lichtes um genau 90° zu drehen, damit kann das Licht auch durch die zweite Platte dringen. Die Flüssigkristall-Glasschicht besteht aus sehr vielen kleinen Kammern (LCDs), von denen eine Kammer auch “Subpixel” genannt wird.
Davor wird nun noch eine Farbschicht angebracht, mit den Grundfarben Rot, Grün und Blau, sodass ein RGB-Farbraum entsteht und jede erdenkliche Farbe aus der Mischung dieser drei Farben produziert werden kann. So hat man nun blaue, grüne und rote Subpixel, deren dahinter liegende Kristalle von je einem Transistor angesteuert werden, und welche zusammen ein Pixel ergeben. Gängige Monitore haben heutzutage schon über 750000 Pixel d.h. sie bestehen aus über 2,25 Millionen einzelnen Subpixeln (LCDs).
Funktionsweise
Das Licht dringend nun also, ausgehend von der gleichmäßigen Lichtquelle, durch die erste Filterplatte, dann wird die Schwingungsebene des Lichtes durch die Flüssigkristalle um 90° gedreht und somit kann das Licht auch die zweite Platte durchdringen. Man hätte also einen ständig hell erleuchteten Bildschirm. Hier kommen nun die Transistoren ins Spiel: Wird an einem Flüssigkristall nun eine Spannung angelegt, so wird dieser verdreht und die Schwingungsebene des Lichtes wird nicht mehr komplett um 90° gedreht was zu Folge hat, dass das Licht des entsprechenden Subpixels nicht mehr vollständig durch die zweite Platte und somit auch nicht mehr vollständig auf den Bildschirm fallen kann. Mit der Spannung lässt sich also die Durchlässigkeit des Subpixels steuern. Liegt zum Beispiel an allen blauen und grünen Subpixeln eine Spannung an, so erhält man einen komplett roten Bildschirm, da nur noch diese Licht bis zum Bildschirm durchdringen kann.
Vor- und Nachteile
Der offensichtlichste Vorteil ist die Möglichkeit die Bildschirme extrem klein, leicht und vor allem flach gestalten zu können. Dabei ist das Bild im Vergleich zu Röhrenbildschirmen absolut flimmerfrei uns gestochen scharf. Des Weiteren entfällt bei dieser Technik die krebserregende Röntgenstrahlung der früheren Röhrengeräte. Auch ist der Stromverbrauch und somit die Betriebskosten dieser Geräte um ein vielfaches geringer.
Nachteile werden bei sehr schnellen Bewegungen offensichtlich. So kann es auf Grund der langsameren Reaktion der Kristalle zu Schlieren in der Darstellung kommen. Auch kommt es auf Grund des komplexen Herstellungsprozesses häufig zu Fehlern einzelner Pixel die sich nur schwer beheben lassen. Zu guter letzt sind die Preise für TFT-Bildschirme immer noch recht hoch, doch ist in der Zukunft ist mit fallenden Produktionskosten zu rechnen so dass TFT-Bildschirme die Röhrengeräte schon bald komplett ersetzt haben könnten.