Techniklexikon

LCD

(Liquid Crystal Display) Flüssigkeitsanzeige Festkörperphysik, Liquid Crystal Display, Flüssigkristallanzeige, verwendet (meist in nematischer Phase befindliche) Flüssigkristalle, um den Transmissions- oder Reflexionsgrad einer be- oder hinterleuchteten Anzeige zu verändern.

Eine Flüssigkristallanzeige besteht im Prinzip aus einem Plattenkondensator (Kondensator) mit der Flüssigkristallsubstanz als Dielektrikum. Zu ihrer Herstellung bringt man einen Tropfen Flüssigkristall auf eine Glasplatte und deckt diese dann mit einer weiteren Glasplatte ab. Die Innenseiten der beiden Glasplatten sind mit einer transparenten, jedoch elektrisch leitenden Schicht überzogen, die die eigentlichen Kondensatorplatten bilden. Die Dicke der aktiven Schicht wird durch Distanzstücke bestimmt, typischerweise im Bereich von 10 mm (siehe Abb. 1).

In der häufigsten LCD-Bauart, den sogenannten Twisted Nematics Displays (TND), liegt zwischen um 90 ° verdrehten Polarisationsfolien eine nematische Schicht, deren Stabmoleküle nahe diesen Folien durch besondere Vorbehandlung jeweils parallel zur Polarisationsebene ausgerichtet werden. Dazwischen ändert sich die Einstellung mit der Tiefe stetig wendeltreppenartig (»twisted nematics«). In gleicher Weise dreht sich bei geeigneter Schichtdicke auch die Polarisationsebene, das Licht geht durch beide Folien zum darunterliegenden Spiegel und wieder zurück: die Schicht sieht hell aus, bis man ein schwaches elektrisches Feld anlegt, das die Moleküle überwiegend parallel orientiert. Dann kommt kein Licht durch die Polarisatoren, der Feldbereich wird dunkel (siehe Abb. 2). Neuere sogenannte »supertwisted nematics« drehen den Polarisationsvektor sogar um 270 ° und erreichen so eine höhere Auflösung.

Da Flüssigkristalle sehr gute Isolatoren sind, ist der Stromverbrauch minimal. Hierin liegt u.a. die technische Bedeutung von LCDs.

LCD 1: Aufbau einer Flüssigkristall-Zelle.

LCD 2: Funktionsweise einer LCD: a) Ohne Feld stehen die Stabmoleküle senkrecht zum einfallenden Licht und wendeltreppenartig von oben nach unten angeordnet. Die Polarisationsrichtung des Lichts folgt der 90°-Drehung, so dass es auch den unteren Polarisator passieren und am Spiegel reflektiert werden kann. b) Ein elektrisches Feld zerstört die Orientierung der Moleküle und damit die notwendige Drehung der Polarisation. Das Licht wird dann am unteren Polarisator absorbiert.