LC-Displays TEI SS 02 10. Juni 2002 Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol.

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1 LC-Displays TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

2 Themenübersicht Einführung Prinzip Matrixverfahren Technologien
Vor- und Nachteile Anwendungsgebiete Ausblick Quellenangaben TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

3 1. Einführung LCD = Liquid Crystal Display = Flüssigkristallanzeige
Historische Daten: 1888 Friedrich Reinitzer entdeckt LCs um 1960 LCs erstmals technisch genutzt um 1973 erste kommerzielle LC-Displays um 1983 LC-Displays in Digitaluhren, Taschenrechnern, etc. Mitte 80er LC-Displays für Laptops TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

4 2. Prinzip Flüssigkristalle
vereinen Eigenschaften von Festkörpern und Flüssigkeiten leiten das Licht verändern bei angelegter Spannung ihre Ausrichtung Leuchten nicht selbst, sondern verändern die Intensität des Licht Schematischer Aufbau: 1.Polarisationsfilter > Flüssigkristallschicht < 2.Polarisationsfilter TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

5 2. Prinzip TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

6 3. Matrixverfahren 3.1 Passiv Matrix Aufbau:
an transparenten horizontalen und vertikalen Elektrodenstreifen werden angesteuert Der Schnittpunkt von horizontaler und vertikaler Elektrode = Unterpixel elektrische Feld entlang der gesamten Elektroden Nachteile: sehr lange Ansprechzeit bewegten Bilder >>> Gesamtbild verschmiert sehr geringer Betrachtungswinkel schlechter Hell-Dunkel-Kontrast TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

7 3. Matrixverfahren 3.2 Plasma Vorteile: sehr guter Kontrast
schnelle Ansprechzeit Nachteile: sehr hoher Stromverbrauch TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

8 3. Matrixverfahren 3.3 Aktiv Matrix Aufbau:
versch. Lösungen zur Ansteuerung Häufigste: TFT-LCD = Thin-Film-Transistor LC-Display - Dünnschichttransistoren (Silizum) Verstärken Steuersignale Vorteile: sehr geringer Stromverbrauch Betrachtungswinkel ca. 160 Grad Nachteil: relativ teuer TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

9 3. Matrixverfahren TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

10 4. Technologien 4.1 Heller Bildpunkt
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11 4. Technologien 4.2 Dunkler Bildpunkt
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12 4. Technologien 4.3 Veränderungen
- Erhöhter Drehwinkel von 180° oder 270° - STN-LCD >> Super-Twisted-Nematic Vorteil: erhöhter Kontrast (über 7:1) Nachteil: Farbverschiebungen Anwendung: einfache Textverarbeitungsgeräte TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

13 4. Technologien 4.3 Veränderungen
- Zwei nematische Schichten mit +240° (aktiv) und –240° (passiv) - DSTN-LCD >> Double Super-Twisted-Nematic Vorteil: nochmals erhöhter Kontrast (über 15:1), keine Farbverschiebungen Nachteil: Komplexerer Aufbau (doppelte Dicke) Anwendung: Laptopdisplays TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

14 4. Technologien 4.3 Veränderungen
- zusätzliche Folie als dritte nematische Schicht - TSTN-LCD >> Triple-Super-Twisted-Nematic Vorteil: nochmals erhöhter Kontrast (über 18:1), Hauchdünn bisher >> Passive Matrix TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

15 4. Technologien 4.3 Veränderungen - aktive Matrix
- TFT-LCD >> Thin-Film-Transistor Vorteil: schneller als TSTN, höherer Kontrast, größerer Betrachtungswinkel Nachteil: Aufwendig herzustellen Anwendungsgebiete: Moderne Flachbildschirme TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

16 4. Technologien 4.3 Veränderungen
- zusätzlicher Film auf der Oberfläche - TN+Film-LCD >> Twisted-Nematic+Film Vorteil: Verbesserung des Blickwinkels (140°), kostengünstig herzustellen Nachteil: schwaches Kontrastverhältnis, langsame Reaktionszeiten TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

17 4. Technologien 4.3 Veränderungen
- LCs richten sich horizontal zum Substrat aus - IPS-LCD >> In-Plane-Switching Vorteil: hervorragender Betrachtungswinkel (bis zu 170°) Nachteil: Reaktionszeiten und Kontrast verbessern sich kaum im Vergleich zum konventionellen TFT. TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

18 4. Technologien - Teilbereiche der Farbzelle (Domains) werden
4.3 Veränderungen - Teilbereiche der Farbzelle (Domains) werden horizontal ausgerichtet - MVA-LCD >> Multi-Domain-Vertical-Alignment Goldener Mittelweg: Blickwinkel bis 160°, hohe Kontraste und schnelle Reaktionszeiten. TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

19 5. Vor- und Nachteile 5.1 Vorteile 5.2 Nachteile
geringerer Platzbedarf Flimmerfreiheit/Bildwiederhol- frequenz Linearität Bildschärfe keine lokalen geometrischen Verzerrungen keine schädlichen Strahlungsemissionen Starten ohne Aufwärmzeit geringere Reflexion niedriger Stromverbrauch 5.2 Nachteile Betrachtungswinkel schnelle/rasche Bildwechsel Helligkeitsschwankungen Preis TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

20 6. Anwendungsgebiete CRT: TFT:
Grafiker (benötigen fotorealistische Darstellung) Benutzer die gern und ausgiebig spielen Videobearbeitung TFT: Standardbüroanwendungen Ergonomische Vorteile TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

21 7. Ausblick neue Anwendungen werden möglich
neue flüssigkristalline Materialien - feinere Elektrodenstrukturen - kürzere Schaltzeiten TFT-LC-Displays Erhöhung des Blickwinkels digitalen Ansteuerung der LC-Displays neue Herstellungsverfahren - extrem dünne und leichte LCDs auf fast jedem Material TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol

22 8. Quellen Internet: www.heise.de www.hpfsc.de www.lci.kent.edu
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23 Fragen ??? TEI SS Juni Christian Eßer, Silvana Gelbke, Richard Rygol