Flüssigkristallanzeige

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Flüssigkristallbildschirm (Touchscreen) eines Tablet-PCs
Flüssigkristallanzeige auf der Rückseite einer Digitalkamera
Kombination aus Ziffernanzeige und Skalenanzeige auf der nicht selbst leuchtenden Flüssigkristallanzeige eines Digitalmultimeters
Innenleben eines handelsüblichen TFT-Monitors. Leuchtröhren mit Diffusorelementen, TFT-Folie mit Ansteuerplatine
Ein Full HD-Flüssigkristallmonitor

Eine Flüssigkristallanzeige (englisch liquid crystal display, LCD) oder ein Flüssigkristallbildschirm ist eine Anzeige (engl. display) oder ein Bildschirm, dessen Funktion darauf beruht, dass Flüssigkristalle die Polarisationsrichtung von Licht beeinflussen, wenn ein bestimmtes Maß an elektrischer Spannung angelegt wird.

LCDs bestehen aus Segmenten, die unabhängig voneinander ihre Transparenz ändern können. Dazu wird mit elektrischer Spannung in jedem Segment die Ausrichtung der Flüssigkristalle gesteuert. Damit ändert sich die Durchlässigkeit für polarisiertes Licht, das mit einer Hintergrundbeleuchtung und Polarisationsfiltern erzeugt wird.

Soll ein Display beliebige Inhalte darstellen können, sind die Segmente in einem gleichmäßigen Raster angeordnet (siehe Pixel). Bei Geräten, die nur bestimmte Zeichen darstellen sollen, haben die Segmente oft eine speziell darauf abgestimmte Form, so insbesondere bei der Sieben-Segment-Anzeige zur Darstellung von Zahlen (siehe auch Matrixanzeige).

Eine Weiterentwicklung ist das Aktiv-Matrix-Display, das zur Ansteuerung eine Matrix von Dünnschichttransistoren (engl. thin film transistor, TFT) enthält. Bei Flachbildschirmen dominiert diese Technik seit etwa 2005.

In der Werbung wird seit etwa 2009 häufig von LED-Fernsehern gesprochen. Dabei handelt es sich in den meisten Fällen ebenfalls um Flüssigkristallbildschirme (LCDs) zur Bilddarstellung, bei denen zur Hintergrundbeleuchtung LEDs eingesetzt werden (LED-Backlight). Bildschirme mit organischen Leuchtdioden (OLEDs) sind für großflächige Fernsehgeräte noch nicht allgemein erhältlich.

LCDs finden Verwendung an vielen elektronischen Geräten, etwa in der Unterhaltungselektronik, an Messgeräten, Mobiltelefonen, Digitaluhren und Taschenrechnern. Auch Head-Up-Displays und Videoprojektoren arbeiten mit dieser Technik.

Geschichte[Bearbeiten]

1904 veröffentlichte Otto Lehmann sein Hauptwerk Flüssige Kristalle.[1] Im Jahre 1911 beschrieb Charles Mauguin die Struktur und die Eigenschaften von Flüssigkristallen. 1936 patentierte die American Marconi Wireless Telegraph Company die erste praktische Anwendung der Technologie, das Flüssigkristall-Lichtventil. 1962 erschien die erste wichtige englischsprachige Publikation über Molekulare Struktur und Eigenschaften von Flüssigkristallen (Original: Molecular Structure and Properties of Liquid Crystals) von George William Gray.

Pionierarbeiten über Flüssigkristalle wurden in den späten 1960er Jahren vom britischen Radar Research Establishment in Malvern geleistet. Das dortige Team unterstützte die fortschreitenden Arbeiten von George William Gray, der mit seinem Team an der Universität Hull in Kingston upon Hull (England) schließlich flüssigkristalline Cyanobiphenyl-Verbindungen synthetisierte, die die Anforderungen bezüglich Stabilität und Temperaturverhalten für LCD erfüllte.

Das erste funktionierende LCD basierte auf dem dynamischen Streumodus (engl. dynamic scattering mode, DSM) und wurde 1968 in den USA von einer Gruppe bei der Radio Corporation of America (RCA) unter der Leitung von George H. Heilmeier eingeführt. Heilmeier gründete die Firma Optel, die einige LCDs nach diesem Prinzip entwickelte.

Am 4. Dezember 1970 meldeten Martin Schadt und Wolfgang Helfrich, damals im Central Research Laboratory der Firma Hoffmann-LaRoche tätig, das erste Patent über die „nematische Drehzelle“ (auch TN-Zelle, Schadt-Helfrich-Zelle, twisted nematic field effect) in der Schweiz an.[2] Das Patent wurde in 21 Ländern erteilt, nicht jedoch in Deutschland.

Am 22. April 1971 reichte James Fergason von der Kent State Universität in den USA seine Patentanmeldung über den twisted nematic field effect in Flüssigkristallen ein[3] und stellte 1971 in seiner Firma ILIXCO, die heute (2005) LXD Incorporated heißt, LCD mit dieser Technik her. Sie ersetzten schnell die schlechteren DSM-Typen.

Ideen, welche heute in Aktiv-Matrix-Displays verwendet werden, entstanden bei der Konzeption von Flüssigkristall-Balkenanzeigen (engl. bar graph displays). So wurde 1971 ein LC-Matrixdisplay für Balkenanzeigen bei der Firma Brown, Boveri & Cie, Baden, Schweiz, entwickelt, wobei jedem LC-Segment eine Diode (nichtlineares Element) vorgeschaltet und ein zusätzlicher Kondensator als Speicherelement parallelgeschaltet wurde.[4]

Am 28. Juni 1973 wurde in den USA eine Anordnung zur Balkenanzeige zum Patent angemeldet, bei welcher Interdigital-Elektroden auf nur einer Glasplatte angebracht werden, um ein elektrisches Feld parallel zu der Glasplatte zu erzeugen und die Flüssigkristalle in einer Ebene umzuorientieren (in-plane switching, IPS, siehe Anzeigetypen).[5]

Am 7. Juli 1983 mit einer Ergänzung vom 28. Oktober 1983 reichten H. Amstutz und seine Miterfinder des Forschungszentrums der Firma Brown, Boveri & Cie, Baden, Schweiz, eine Patentanmeldung ein,[6] welche die Basis für Super-Twisted Nematic STN-LCD bildete (siehe Anzeigetypen). Mit STN-LCD ließen sich erstmals monochrome, passive Matrixanzeigen mit ausreichender Auflösung für einfache Bilddarstellungen realisieren (siehe Darstellung einer Weltkarte unter Elektronische Ansteuerung). Dieses Patent wurde in vielen Ländern erteilt. Vor allem asiatische Hersteller wurden Lizenznehmer (weltweit über 60).

Am 9. Januar 1990 meldeten G. Baur und seine Miterfinder der Fraunhofer-Gesellschaft in Freiburg i. Br. ein Patent in Deutschland an,[7] welches die konkrete Basis für optimiertes In-Plane Switching in Matrixanzeigen (IPS-LCDs) bildete. Dieses Patent wurde in vielen Ländern erteilt, von der Firma Merck KGaA Darmstadt, dem weltweit größten Hersteller von Flüssigkristallsubstanzen, übernommen und an viele Firmen lizenziert.

Am 18. September 1992 mit Nachtrag vom 20. Januar 1993 machten K. Kondo und seine Miterfinder bei Hitachi eine Patentanmeldung in Japan,[8] welche als weiteres wesentliches Element des In-Plane Switching eine spezifisch geeignete Verbindungstechnik der Dünnfilmtransistoren in Matrixform darlegte. Später erfolgte eine weitere Hitachi-Patentanmeldung, welche die Blickwinkelabhängigkeit dieser Art von FK-Anzeigen verbesserte.

Anzeigetypen[Bearbeiten]

Schadt-Helfrich-Zelle
Vergrößerte Subpixel (TN-Panel)
Vergrößerte Subpixel (Multi-Domain-VA-Panel)

Twisted Nematic (TN)[Bearbeiten]

In Flüssigkristalldisplays verwendete Flüssigkristalle sind organische Verbindungen, die sowohl Eigenschaften von Flüssigkeiten als auch von Festkörpern aufweisen. Sie sind einerseits mehr oder weniger fluide als eine Flüssigkeit, andererseits zeigen sie Eigenschaften wie Doppelbrechung.

Ein einfaches Flüssigkristall-Anzeigeelement lässt sich mit der Schadt-Helfrich-Zelle (nematische Drehzelle, engl. twisted nematic, TN-Zelle) realisieren. In nebenstehender Darstellung sind nur die Bestandteile der unteren Hälfte einer solchen Drehzelle nummeriert. Die Bezugsnummern (x) sind in dieser Beschreibung eingefügt. Die Innenseiten zweier sehr dünner Glasplatten (Substrate) (4) sind mit einer transparenten Elektrodenschicht (Indium-Zinn-Oxidschicht, ITO) (3) überzogen, dazwischen befindet sich die Flüssigkristallschicht (1) von weniger als 10 Mikrometer Dicke. Die Flüssigkristallmoleküle ordnen sich in eine vorgegebene Richtung, nämlich parallel zu der beispielsweise mit einem Polyimid (2) beschichteten und in einer Vorzugsrichtung gebürsteten Oberfläche. Die Vorzugsrichtungen der beiden Substratplatten sind um 90° zueinander verdreht. Bei der Herstellung handgefertigter Prototypen kann man zum Bürsten Polystyrolschaum oder mit samtartigen Textilien beschichtete Walzen benutzen.

Zusätzlich sind die beiden Substratplatten (4) mit um 90° zueinander verdrehten Polarisationsfiltern (5) beschichtet. Auf der Rückseite dieser Anordnung kann sich ein Spiegel (6) befinden (Reflektor oder Transreflektor), der das einfallende Licht zurückwirft (reflexive Betriebsart). In der transmissiven Betriebsart befindet sich anstelle des Reflektors eine Beleuchtungseinheit hinter dem Anzeigeelement.

Aus den gegeneinander verschraubten Substratplatten ergibt sich eine schraubenförmige Struktur im Flüssigkristall; bei einer um 90° gedrehten Schraube spricht man von TN. Einfallendes Licht wird also vor dem Eintritt in die Flüssigkristallschicht linear polarisiert. Durch die Verdrillung der Moleküle folgt eine Drehung der Polarisationsrichtung des Lichtes, wodurch das Licht den zweiten Polarisator passieren kann und die Zelle lichtdurchlässig (transparent) ist. Da das Display im Ruhezustand durchsichtig ist, wird diese Betriebsart als Normally-White-Mode bezeichnet. Legt man eine elektrische Spannung an die Elektroden an, so tritt unter dem Einfluss des elektrischen Feldes eine Drehung der Flüssigkristallmoleküle ein, die sich parallel zum elektrischen Feld ausrichten. Die Verdrillung wird damit zunehmend aufgehoben, die Polarisationsrichtung des Lichts wird nicht mehr gedreht und damit kann es den zweiten Polarisationsfilter nicht mehr passieren.

Ordnet man die Polarisationsfilter parallel zueinander an, dann ist die Zelle ohne Spannung dunkel und wird erst mit zunehmender Spannung transparent. Man spricht dann vom Normally-Black-Mode. Die Schadt-Helfrich-Zelle ist also (wie andere Flüssigkristallanzeigen auch) ein spannungsgesteuertes Lichtventil. Ein Bildschirm kann aus beliebig vielen solcher Zellen (Bildelemente, Pixel) bestehen. Beim Taschenrechner stellt eine einfache 7-Segment-Anzeige jeweils eine Ziffer dar, bei einem farbfähigen Bildschirm werden pro Bildelement (Pixel) drei Teilbildelemente (Subpixel) für die Grundfarben Rot, Grün und Blau verwendet.

Super-Twisted Nematic (STN)[Bearbeiten]

Bei STN-Displays (engl. super-twisted nematic) wird der Verdrillwinkel der Moleküle auf 180° bis 270° erhöht. Dadurch kann eine steilere elektro-optische Kennlinie und so eine verbesserte Multiplexbarkeit als bei TN-Displays erreicht werden. Aufgrund verschiedener technischer Beschränkungen gelingt es nur mit einigem Aufwand (doppelte Zelle = DSTN-Zelle, Kompensation mit doppelbrechenden Verzögerungsfolien – retarder sheets), die Darstellung farbneutral zu gestalten (d.h. nur Graustufen zwischen Schwarz und Weiß zu erzeugen). Stattdessen sind die Hellzustände gelblich und die Dunkelzustände fallen dunkelblau (mit Violett-Ton) aus.

Double Super-Twisted Nematic (DSTN)[Bearbeiten]

Es wurde verschiedentlich versucht, eine Schwarz-Weiß-Darstellung auf dem Passiv-Matrix-Display zu erreichen: mit der Guest-Host-Technik, dem OMI-Verfahren von Martin Schadt („Optical Mode Interference“) und der Double-Super-Twisted-Technik. Durchgesetzt hat sich letztere als DSTN-Technik.

Das Aufbauprinzip dieser DSTN-Zelle ist im Bild zu erkennen. Es liegen nun zwei STN-Schichten vor. In der aktiven Zelle – das ist diejenige, an die ein elektrisches Feld gelegt werden kann – ist der Flüssigkristall um 240° gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Die passive Zelle enthält ebenfalls nematisches Material, das hier aber um 240° mit dem Uhrzeigersinn gedreht vorliegt. Beide Zellen sind so zueinander gedreht, dass die Orientierung der Stäbchen an der Eingangsseite senkrecht zu der an der Ausgangsseite ist. Die Polarisationsfolien sind ebenfalls um 90° gegeneinander gedreht.

Aufbauschema einer DSTN-Flüssigkristallzelle

In der konventionellen TN- oder STN-Zelle erhält man nach dem Durchgang linear polarisierten Lichtes genau betrachtet nicht einfach linear polarisiertes Licht mit verdrehter Schwingungsebene, sondern elliptisch (oder zirkular) polarisiertes Licht. Die Spitze des elektrischen Feldvektors beschreibt eine Ellipse oder einen Kreis. Solches Licht geht durch den Polarisator hindurch, wobei die durch den Dichroismus bewirkte Farbaufspaltung – abhängig von der Polarisation und der Folienorientierung am Strahlaustritt – zu farbigem Licht führt.

Zur Funktion von DSTN-Zellen

Im Bild ist die Arbeitsweise von DSTN-LCD verdeutlicht: Weißes Licht fällt auf den hinteren Polarisator (im Bild unten) und wird dort linear polarisiert. Dann gelangt es in die aktive STN-Zelle, die (ohne Feld) nun zirkular polarisiertes Licht daraus erzeugt. Dieses Licht ist – wie bei der herkömmlichen STN-Zelle – durch Dichroismus verändert. Der Weg durch die anschließende passive Zelle (die das gleiche Flüssigkristall-Material enthält wie die erste – aktive – Zelle, aber in entgegengesetzter Richtung verdreht) führt zur Kompensation der Farbaufspaltung (die Phasendifferenz wird gleich Null). Als Ergebnis liegt linear polarisiertes Licht vor, das die gleiche Schwingungsebene aufweist wie zuvor nach dem Passieren der hinteren Polarisationsfolie. Weil aber der vordere Polarisator um 90° verdreht ist, lässt er kein Licht durch: Der Bildschirm ist an dieser Stelle schwarz.

Liegt an der aktiven Zelle ein elektrisches Feld an, dann geht das linear polarisierte Licht aus dem hinteren Polarisator dort glatt hindurch, ohne verändert zu werden. Erst in der passiven Zelle erfolgt nun zirkulare Polarisation. Weil aber zirkular polarisiertes Licht von Polarisatoren nicht zurückgehalten wird, ist der Bildschirm an dieser Stelle hell. Durch genaues Justieren sowohl des verwendeten Materials als auch der Zellenabmessungen wird das durchgelassene Licht weiß.

Auf diese Weise wurden Displays realisiert, die ein sauberes Schwarz-Weiß mit einem Kontrastverhältnis von bis zu 15:1 bieten.

Triple Super-Twisted Nematic (TSTN; heutzutage als TN oder Film-TN bezeichnet)[Bearbeiten]

Aufbauschema einer TSTN-Flüssigkristallzelle: Das Licht der Beleuchtung (6) wird polarisiert (2), gefiltert (3), durchquert die hintere Glasscheibe (4), den STN-Flüssigkristall (5), die vordere Glasscheibe (4), die vordere Filterfolie (3), den vorderen Polarisator (2) und tritt schließlich farbig aus (1).

Der komplexe Aufbau einer DSTN-Flüssigkristallzelle bedingt einen relativ hohen Aufwand bei ihrer Herstellung. Es wurde deshalb ein neues Verfahren entwickelt, das zu flacheren Displays mit geringerem Gewicht führt. Diese neue Lösung trägt den Namen „Triple Super-Twisted Nematic“-LCD (TSTN). Das Bild zeigt das Aufbauprinzip eines solchen TSTN-Displays.

Hier findet sich nur eine STN-LC-Zelle. Die Farbstörungen der normalen STN-Technik werden durch zwei spezielle Folien ausgeglichen, die vor und hinter der Zelle – zwischen Polarisator und Glas – angebracht sind. Diese Folien sind verantwortlich für einen weiteren Namen dieser Technik: FST, was bedeutet „Film-Super-Twisted“ (gelegentlich bezeichnet man Displays, in denen nur eine Kompensationsfolie verwendet wird, als FST-, solche mit zwei oder mehr Folien als TST-LCD; ebenfalls geläufig ist die Bezeichnung FSTN für Film-STN). Der verbesserte Kontrast (bis zu 18:1), das geringere Gewicht und die flachere und weniger aufwendige Bauweise haben TSTN-LC-Displays zum Durchbruch verholfen. In Notebook-Computern wurden solche Displays als „VGA-Bildschirm“ erstmals realisiert.

Vertical-Alignment (PVA und MVA)[Bearbeiten]

Bei der Patterned-Vertical-Alignment-Technik, auch kurz PVA genannt, handelt es sich um eine Weiterentwicklung der Multi-Domain-Vertical-Alignment-Technik (MVA) eines Herstellers. Beide Techniken basieren auf einem ähnlichen Verfahren. Die Vorteile von MVA-/PVA-Bildschirmen liegen in einem höheren Kontrast (> 1000:1 ist üblich) als bei einem TN-Bildschirm (< 800:1). Zudem bieten MVA-/PVA-Bildschirme eine große Blickwinkel-Unabhängigkeit. Der Nachteil von MVA/PVA-Bildschirmen ist, dass sie langsamer als TN-Bildschirme und daher für Bewegtbilder – wie bei Spielen und Videos – weniger gut geeignet sind. Zudem liegt der Preis über dem von TN-Bildschirmen.

In-Plane Switching (IPS)[Bearbeiten]

Bei der In-Plane-Switching-Technik (IPS, englisch für in der Ebene schaltend) befinden sich die Elektroden nebeneinander in einer Ebene parallel zur Display-Oberfläche. Bei angelegter Spannung drehen sich die Moleküle in der Bildschirmebene; die für TN-Displays typische Schraubenform entfällt. IPS verringert die Blickwinkelabhängigkeit des Kontrastes (eigentlich wird diese als Abhängigkeit von der Sehrichtung oder der Betrachtungsrichtung bezeichnet).[9]

An Untertypen unterscheidet man zwischen S-IPS (Super IPS), AS-IPS (Advanced Super IPS), A-TW-IPS (Advanced True White IPS), H-IPS (Horizontal IPS) und seit 2009 E-IPS (Enhanced IPS) sowie seit 2011 AH-IPS (Advanced High Performance IPS). Bis auf den H-IPS-Typ lassen sich die anderen IPS-Typen daran erkennen, dass sie, seitlich betrachtet und im Gegensatz zu VA-Panels, einen leichten lila Farbton aufweisen. Die E-IPS-Technologie, die 2009 auf den Markt kam, bietet einen noch größeren Blickwinkel und geringere Schaltzeiten von 5 Millisekunden.

Die Weiterentwicklung PLS (Plane-to-Line Switching) wurde von Samsung entwickelt und bietet unter anderem eine höhere Transparenz (geringerer Stromverbrauch bei gleicher Helligkeit) und das Wegfallen des bei IPS-Panels typischen Glitzer-Effektes. Die ersten Bildschirme mit PLS-Panels kamen 2011 auf den Markt.

Ferroelektrische LCD (FLCD)[Bearbeiten]

Noch in der Entwicklung befinden sich ferroelektrische Flüssigkristalle, kurz FLCD. Die sogenannten Ferroelektrika haben die Eigenschaft, elektrische Felder sehr lange zu speichern. Denkbar sind damit Displays, die ein einmal geladenes Bild über Wochen, Monate oder Jahre ohne Wiederauffrischung zeigen. Erst ein Löschimpuls lässt es dann verschwinden. Aber auch in den herkömmlichen Anwendungen bieten ferroelektrische Flüssigkristalle Vorteile: Der „refresh cycle“ zur Auffrischung der Bildpunktfelder müsste nicht so häufig durchlaufen werden (die Felder werden nicht so schnell „vergessen“), was zu geringerem Aufwand in der Steuerelektronik führte.[10]

Elektronische Ansteuerung[Bearbeiten]

Bei ersten Prototyp-LCDs Anfang der 1970er Jahre wurde erkannt, dass der Gleichstrombetrieb irreversible elektrochemische Prozesse in der Flüssigkristallschicht und damit Lebensdauerbeschränkungen der Anzeige verursachen kann. Obschon es sich im Gegensatz zu LCDs nach dem dynamic scattering mode (engl., DSM) bei TN-Zellen um einen elektrischen Feldeffekt handelt, also kein Stromfluss nötig ist, bestanden trotzdem die erwähnten Probleme beim Anlegen einer Gleichspannung. Deshalb wurden lange Zeit alle kommerziell eingesetzten LCDs mit Wechselspannung betrieben. Im Wesentlichen ist ein LCD-Element eine kleine elektrische Kapazität, welche periodisch durch eine impulsartige elektrische Spannung umgeladen wird. Für diesen Zweck eigneten sich die schon damals verfügbaren elektronischen Komplementär-MOS-Schaltkreise (CMOS-ICs) sowohl bezüglich einstellbarem Spannungshub wie auch Symmetrie der Eigenschaften ausgezeichnet. Einer der Vorteile von TN-Zellen ist die tiefe Betriebsspannung und damit die geringe Stromaufnahme. Schon früh wurden Flüssigkristallsubstanzen für TN-LCDs synthetisiert, welche bei 3-Volt-Betrieb einen guten Kontrast ergaben und einen brauchbaren Betriebstemperaturbereich hatten.[11]

Durchbruch bei passiven Matrixanzeigen: Prototyp STN-LCD mit 540x270 Pixel, Brown Boveri Schweiz, 1984

Der Betrieb von Passiv-Matrix-Displays hängt davon ab, wie ausgeprägt eine elektrooptische Schwellenspannung vorhanden ist. Weil die Ansteuerung der einzelnen Bildelemente (Pixel) periodisch wiederholt werden muss, um nicht nur eine Zeile sondern alle Pixel einer Matrix anzusteuern, werden z. B. die Zeilen einer Matrix sequenziell impulsförmig angesteuert. Bei den Kolonnen wird die Bildinformation derart eingegeben, dass bei den aktivierten Bildelementen eine möglichst große Spannungsdifferenz zu den Zeilenimpulsen und an den nicht aktivierten Bildelementen eine Spannungsdifferenz unterhalb des Schwellenwerts entsteht. Entscheidend zur Optimierung war die Erkenntnis von Peter J. Wild,[12] dass bei impulsartiger, periodisch wiederholter Ansteuerung der Effektivwert (englisch Root Mean Square, RMS) der Spannungsdifferenzen maßgebend ist.[13] Detaillierte Angaben über die bestmöglichen Ansteuerungstechniken für Passiv-Matrix-Displays finden sich in weiterführender Literatur.[14][15]

Wie schon erwähnt, ist eine elektrooptische Kennlinie mit ausgeprägtem Schwellenwert und daraufhin steilem Anstieg bei höherer Spannung Voraussetzung zur Realisierung von Passiv-Matrix-Displays mit vielen Zeilen und Spalten. Nur so kann ein ausreichender Kontrast auch bei Matrizen mit vielen Pixel erzielt werden. Die langwierige Optimierung der Spannungs-Kontrast-Kennlinie durch Flüssigkristallsubstanzwahl und Zellstruktur von TN-Zellen brachte nicht die gewünschten Resultate. Es dauerte über 10 Jahre, bis 1983 der Durchbruch mit der Entdeckung der superverdrillten nematischen LCDs (englisch super-twisted nematic lcds, STN-LCDs) bei Brown, Boveri & Cie, Baden (heute Asea Brown Boveri, ABB) gelang.[16] Die Kennlinie von STN-Zellen ist viel besser zur Ansteuerung von Passiv-Matrix-Displays geeignet als diejenige von TN-Zellen.

Schon relativ früh wurde versucht, jedem Pixel individuell Schalttransistoren vorzuschalten, um derart die Kennlinienbeschränkungen eines Passiv-Matrix-Display zu umgehen. Dazu mussten Dünnschichttransistoren (englisch thin-film transistor, TFT) geeigneter Dimension und Verbindungstechnik in Matrixanordnung auf dem Glassubstrat der Flüssigkristallanzeige aufgebracht werden. Man nennt eine Anzeige dieser Technik Aktiv-Matrix-Display, weil der Betrieb der einzelnen Pixel durch die zugeordneten Transistoren aktiv gesteuert wird. Obschon die Ideen dazu bereits 1968–1973 bei der Radio Corporation of America (RCA) und bei Westinghouse, USA, formuliert wurden,[17][18] dauerte es noch lange bis die technologischen Voraussetzungen für die Massenfertigung erarbeitet waren. Insbesondere wurde mit verschiedenen Halbleitermaterialien experimentiert, bis sich schließlich eine spezielle Art von amorphem Silizium (siehe Dünnschichttransistor) als am besten geeignet für Feldeffekttransistoren in Dünnschichttechnik durchsetzte. Dieser materialtechnische Durchbruch gelang in Europa.[19] Bei der Realisierung von kommerziellen Produkten waren japanische Firmen federführend. Ohne die erwähnten Fortschritte bei der elektronischen Ansteuerung wären großflächige Fernseh-Flüssigkristallbildschirme nicht möglich geworden. Allerdings sind Aktiv-Matrix-Displays wegen der zahlreichen zusätzlichen Prozessschritte für TFTs in der Herstellung teurer und können zudem deswegen Pixelfehler aufweisen, sodass für einfachere Anzeigen mit geringerem Informationsgehalt immer noch Passiv-Matrix-Displays zum Einsatz kommen.

Kontaktierung[Bearbeiten]

Zebrastreifen mit Leitelastomerschichten.

Von Beginn an bestand die Aufgabe, die transparenten Leiterbahnen auf beiden LCD-Glassubstraten mit der Ansteuerungselektronik zu verbinden. Dazu wurden neuartige Verbindungstechniken entwickelt.

Für Anzeigen mit nicht zu engem Kontaktraster kommen sogenannte Zebrastreifen oder Leitgummi zum Einsatz, welche abwechselnd aus isolierenden und leitenden Elastomerschichten bestehen. In nebenstehender Aufnahme mit einem Vergleichsmaßstab in cm ist der dunkle Raster des Zebrastreifens von 180 Mikrometer deshalb nur bei Anklicken des Bildes mit Vergrößerung im rosaroten Band sichtbar. Durch den Aufbau werden Montagetoleranzen in allen drei Richtungen ausgeglichen.

Früh wurden auch Lösungen mit Chip-on-Glass erprobt.[20] Dabei wurden auf die Kontakte der Ansteuerungsschaltkreise Lötpunkte aufgebracht, dann der Chip auf den korrespondierenden Kontakten der Anzeige positioniert und daraufhin bei erhöhter Temperatur angelötet.

Einen wichtigen Fortschritt bedeutete die Verwendung von flexiblen, dünnen Leiterplatten mit entsprechenden Verbindungsbahnen zur Anzeige, welche ein sehr enges Kontaktraster erlauben.

Passiv-Matrix-Displays[Bearbeiten]

Bei Passiv-Matrix-Displays werden die Bildelemente (ein Segment oder ein Symbol) im Zeitmultiplexbetrieb angesteuert, d. h., jedes Bildelement ist direkt und permanent mit einer Ansteuerschaltung verbunden, deren Ausgang einen geringen Widerstand hat. Deshalb baut sich die zum Zeitpunkt der Adressierung aufgebrachte Ladung relativ schnell wieder ab und muss in der folgenden Bildperiode (engl. frame) wieder erneuert werden. Dieser Wechsel in der elektrischen Ansteuerung führt zu ausgeprägten Modulationen der optischen Antwort der Anzeige (sog. frame response).

Bei Adressierung und Ansteuerung über eine Matrix mit aktiven Bauelementen bei Aktiv-Matrix-Displays wird zum Zeitpunkt der Adressierung eine Ladung auf das Bildelement aufgebracht, dem meist noch ein zusätzlicher Kondensator parallelgeschaltet ist (Speicherkondensator). Nach dem Aufbringen der Ladung, deren Höhe der Dateninformation entspricht, wird das aktive Bauelement (meist ein Dünnschichttransistor, TFT) wieder in den hochohmigen Zustand geschaltet, wodurch die Ladung und somit die Ansteuerung während einer Bildperiode im Wesentlichen erhalten bleibt.

Diese Art der Ansteuerung bewirkt bei Aktiv-Matrix-Displays eine höhere effektive Spannung über dem Bildelement, damit eine höhere Aussteuerung des Flüssigkristalls, und damit ein verbesserter Kontrast und eine reduzierte Abhängigkeit des Kontrastes von der Betrachtungsrichtung.

Vor- und Nachteile[Bearbeiten]

Zu sehen sind die Subpixel und ein Subpixelfehler

Die LC-Bildschirme haben gegenüber den älteren Kathodenstrahlröhrenbildschirmen (CRT) einige Vorteile.

  1. Geringere Leistungsaufnahme: Unabhängig vom Bildinhalt werden LC-Bildschirme über die gesamte Anzeigenfläche konstant beleuchtet. Trotz dieser prinzipiellen Schwäche ist die Lichtausbeute (englisch luminous efficacy) bei LCD mit typisch 2 bis 4 lm/W noch immer etwa doppelt so hoch wie bei Plasmabildschirmen mit Filterscheibe (normaler Auslieferzustand).
  2. Strahlungsarmut: LCD strahlen keine Röntgenstrahlung ab (gilt auch für CRTs ab TCO 99) und erzeugen ein geringeres Magnetfeld. Elektromagnetische Felder werden jedoch abgestrahlt und enthalten ebenso wie bei CRTs die Bildinformation (sog. kompromittierende Abstrahlung, Problem Abhörsicherheit, s. Van-Eck-Phreaking).

Darüber hinaus besitzen sie ein flimmerfreies, verzerrungsfreies, bei Idealauflösung scharfes Bild, ein geringeres Gewicht, sowie eine geringe Einbautiefe.

Im Gegensatz zu Anzeigegeräten mit Kathodenstrahlröhre werden Flüssigkristallbildschirme in der Praxis nicht durch Magnetfelder, wie das Erdmagnetfeld oder die Magnetfelder von Oberleitung, NMR-Geräten, Transformatoren oder Lautsprechern, beeinträchtigt.

Während der Entwicklung der Geräte, mindestens bis zur Entwicklung von mit TFTs angesteuerten LCD, bestanden Nachteile durch den geringen Kontrast und die langen Schaltzeiten. Mittlerweile kann die Farbwiedergabe von LCD (der darstellbare Farbraum, engl. color gamut) durch Anpassung der Hintergrundleuchtung sogar extremen Anforderungen gerecht werden (extended gamut, multi-primary display). Ein weiteres Problem war der eingeschränkte Bereich von Betrachtungsrichtungen mit konstantem Kontrast und gleichbleibendem Farbeindruck; neuere Techniken wie In-Plane-Switching (IPS), Multi-domain Vertical Alignment (MVA) und Patterned Vertical Alignment (PVA) sowie die Anwendung von doppelbrechenden Kompensationsfolien (retarder sheets) schafften hier Abhilfe. Diese Nachteile existieren weiterhin, sind aber bei weitem nicht mehr so gravierend wie früher. Da jeder Pixel eine eigene kleine Einheit darstellt, kommt es produktionsbedingt zu vereinzelten Fehlern (Pixelfehler): Pixel, die durchgängig nur in einer Farbe leuchten oder die vorgegebene Farbe fehlerhaft wiedergeben. Je nach Anzahl der fehlerhaften Pixel werden die Displays in verschiedene Fehlerklassen eingestuft, die Einfluss auf den Preis haben können.

Bei der Herstellung wird die physikalische Bildauflösung festgelegt, die Ansteuerung mit einem Signal anderer Auflösung kann zu Qualitätsverlusten führen. Ein TFT-basierter LC-Bildschirm liefert im Vergleich zu einem CRT-Bildschirm ein viel schärferes Bild – allerdings nur in seiner konstruktionsbedingten physikalischen Auflösung. Signale geringerer Auflösung müssen interpoliert werden und erscheinen verschwommen. Alternativ lässt sich das Bild auch mit schwarzen Rändern zentriert in voller Schärfe darstellen (bei digitalem Anschluss lässt sich das üblicherweise im Grafikkartentreiber einstellen).

Die Hintergrundbeleuchtung durch sog. Kaltkathodenröhren wird gefiltert, um die Grundfarben der Pixel (zumeist rot, grün und blau) zu erhalten, allerdings muss der Kompromiss zwischen Helligkeit und Farbwiedergabequalität gefunden werden. Die Farben von LCD sind keineswegs weniger gesättigt als bei der CRT- oder Plasmabildschirmtechnologie. Vom erzeugten Licht dringen nur etwa 4 % durch das Panel (bei weißen Bildinhalten).[21]

Ein Grund dafür, warum Röhrenmonitore (CRT) in Tests oft besser abschnitten als Flachbildschirme, ist keinesfalls der bessere Schwarzwert im Dunkelraum und der Kontrast zu den hellen Bildstellen, wenn kein Umgebungslicht auf den Bildschirm fällt, sondern die bessere Wiedergabe von bewegten Bildinhalten (siehe unten). Mittlerweile ist die LCD-Technik jedoch so weit fortgeschritten, dass teils sogar bessere Ergebnisse (je nach Art des Panels) als mit CRT-Monitoren erreicht werden können.

Die Leuchtstoffröhren der Hintergrundbeleuchtung haben eine begrenzte Lebensdauer (etwa 100.000 Stunden). Die durch die Hintergrundbeleuchtung beeinflusste Qualität der Darstellung von Weißflächen ändert sich schon deutlich nach nur wenigen Tausend Betriebsstunden meist stärker ins Gelbliche, da sich Leuchtstärke der Leuchtstoffröhren mit der Zeit verringert. Allerdings lässt auch die Helligkeit von Röhrenmonitoren im Laufe des Betriebs nach. Die Hintergrundbeleuchtung mittels LEDs ist zwar alterungsbeständiger, zeigt aber auch je nach Typ der verwendeten Leuchtdioden und Betriebsweise langsame Alterungserscheinungen. Zudem erlaubt Beleuchtung mittels LEDs eine kompaktere Bauweise, homogenere Ausleuchtung und Kontraststeigerung durch selektive, vom Bildinhalt abhängige Ansteuerung (LED-Backlight).

Schaltzeiten und Techniken[Bearbeiten]

Die Reaktionszeit moderner LCDs liegt derzeit zwischen 1 ms und 5 ms. Hierbei ist die Reaktionszeit die Zeitspanne, die bei der Änderung der Leuchtdichte (Helligkeit) eines Bildbereiches von 10 % nach 90 % verstreicht; hierbei sind 0 % und 100 % die Leuchtdichten der stationären (eingeschwungenen) Zustände. Die Bildaufbauzeit nach ISO 13406-2 ist die Summe der Schaltzeiten von Hell nach Dunkel (oder umgekehrt) und wieder zurück. Aufgrund des asymptotischen Schaltverlaufs werden jedoch nach ISO 13406-2 Schaltzeiten von < 3 ms benötigt, um sichtbare Schlierenbildung zu vermeiden.

Formeln[Bearbeiten]

Die Einschaltzeit \tau_\mathrm{on} (zunehmende Spannung) und die Ausschaltzeit \tau_\mathrm{off} (abnehmende Spannung) ergibt sich nach den Formeln von Jakeman und Raynes:[22]

{\tau}_\mathrm{on} = \frac{\gamma_1 \ d^2}{\epsilon_0 \Delta\epsilon(U^2-U_\mathrm{th}^2)}{;}~ \quad {\tau}_\mathrm{off} = \frac{\gamma_1 \ d^2}{k \pi^2} ~~ mit  ~~{ U_\mathrm{th} } = { \pi \sqrt{ \frac{ k }{ \epsilon_0 \Delta \epsilon }} }

Hierbei ist \gamma_1 die Rotationsviskosität des Flüssigkristalls, die die „Trägheit“ des Flüssigkristalls auf eine Änderung der Ausrichtung beschreibt; d der Abstand zwischen den Glasplatten (= Dicke der Flüssigkristallschicht); und k die Elastizitätskonstante, welche die „Kraft“ (Drehmoment) der Rückstellung der Kristalle in die ursprüngliche Ausrichtungslage angibt.

Beispielsweise beschleunigt ein großes k die Rückstellung des Kristalls in den Ausgangszustand, wirkt jedoch auch der Ausrichtung des Kristalls bei Anlegen einer Spannung entgegen (durch die entsprechend erhöhte Schwellenspannung, U_{th}). Auch lassen sich durch eine Verringerung der Schichtdicke, d die Schaltgeschwindigkeiten erhöhen. Wenn die Schichtdicke beispielsweise um 30 % verringert wird (0{,}7 d) gehen die Schaltzeiten auf etwa die Hälfte zurück (denn (0{,}7 d)^2 = 0{,}49 d^2).

Bewegungsunschärfe[Bearbeiten]

Bei Hold-Type-Displays wie LCD und OLED-Bildschirmen bleibt der Zustand eines Pixels für die Dauer einer Bildperiode bestehen, bis die angelegte Spannung im Zuge des Bildaufbaus eines neuen Bildes geändert wird (Erhaltungsdarstellung). Da das Auge bei der Verfolgung eines bewegten Bildinhalts (englisch smooth pursuit eye tracking) die „Helligkeit“ über eine Bildperiode integriert, während der Bildinhalt aber fixiert bleibt, kommt es zum Verwischen des Bildes auf der Netzhaut des Betrachters. Dies fällt besonders bei der Darstellung schnell bewegter Szenen auf und wird deshalb auch als Bewegungsunschärfe (auch engl. motion blur) bezeichnet. Bei heutigen LCDs ist diese Bewegungsunschärfe schon erheblich reduziert. Die Reaktionszeit von „grau nach grau“ (engl. gray to gray) liegt durchschnittlich bei 6 ms. Es ist zu beachten, dass selbst bei verschwindend geringen Schaltzeiten, das heißt bei nahezu unendlich schnellem Schalten, wegen der Erhaltungsdarstellung die Bewegungsunschärfe nicht beseitigt wäre.

Ansätze zur Optimierung[Bearbeiten]

Viskosität
Der Bewegungsunschärfe versucht man unter anderem dadurch entgegenzuwirken, dass man die Schaltzeiten der Displays weiter reduziert, vor allem durch eine Reduktion der Viskosität der eingesetzten Flüssigkristallmaterialien.
Einfache Overdrive-Technologien
Bei der Overdrive-Technik wird an die LCD-Zelle kurzzeitig eine Spannung angelegt, die höher ist als die für den eigentlichen Helligkeitswert erforderliche. Dadurch richten sich die Kristalle schneller aus. Das nächste Bild muss hierzu zwischengespeichert werden. Diese Information wird zusammen mit an das jeweilige Display speziell angepassten Korrekturwerten verwendet, um die genaue Zeit berechnen zu können, während der die Überspannung anliegen darf, ohne dass das jeweilige Pixel übersteuert wird. Das funktioniert jedoch nicht bei der Rückstellung des Kristalls: da es nicht weniger als keine Spannung gibt (die Ansteuerung erfolgt mit Wechselspannung), muss der Kristall passiv entspannen. Durch die Zwischenspeicherung wird das Bild etwa zwei bis fünf Takte verspätet angezeigt. Dieser Versatz kann sich beim Betrachten von Filmen durch Bild-Ton-Asynchronität bemerkbar machen (der Ton eilt dem Bild voraus). Auch bei Computerspielen, die schnelle Reaktionen des Spielers verlangen, macht sich die Bildpufferung negativ bemerkbar.
Vorverzerrung (inverse Filtering)
Hierbei wird aus den Daten des aktuellen und nächsten Bildes die Integration des Auges aus dem jeweils nächstem Bild herausgerechnet. Dazu werden ebenfalls die genauen Schalteigenschaften des jeweiligen Paneltyps benötigt.
Black Stripe Insertion
Um der Bewegungsunschärfe aufgrund der Erhaltungsdarstellung entgegenzuwirken, können die Pixel bzw. das gesamte Display auch kurzzeitig dunkel geschaltet werden. Die Dunkelphase darf bei 50 Hz Ansteuerfrequenz allerdings 55 % der Bildzeit nicht überschreiten (bei 60 Hz sind es 70 % und bei 75 Hz sind es 85 %): sonst flimmert das Bild.
Blinking Backlight
Bei der Verwendung von LEDs zur Hintergrundbeleuchtung von LCD (sogenannte LED-Fernseher oder -Bildschirme) lässt sich diese Methode einfacher als Black Stripe Insertion realisieren, da hierbei nicht die Pixel schneller angesteuert werden müssen, sondern für Pixelbereiche bzw. das gesamte Display die Hintergrundbeleuchtung für den Bruchteil einer Vollbilddauer ausgeschaltet werden kann.
Scanning Backlight
auch „field sequential“ genannt: Hierbei wird das LC-Display nicht mit weißem Licht, sondern nacheinander von roten, grünen und blauen Primärlichtern (häufig per LED) beleuchtet. Da bei LCD mit zeitsequentieller Ansteuerung mit den Primärfarben keine helligkeitreduzierenden Farbfilter erforderlich sind und hohe Leuchtdichten vorhanden sind, lässt sich der Helligkeitsverlust durch die Sequenzabfolge leichter kompensieren. Allerdings trifft man mit dieser Technik einen alten Bekannten der Projektionstechnik wieder: den Regenbogeneffekt.
100/120-Hz-Technik und 200/240-Hz-Technik
Hier werden synthetische Zwischenbilder berechnet und anschließend zusammen mit den Originalbildern ausgegeben. Dadurch erhöht sich die reale Bildfrequenz um ein ganzzahliges Vielfaches. Aus 24 fps (Kinostandard) werden so 48, 72, 96 oder sogar 120 fps. Schlieren durch Hold-Displays können so deutlich reduziert werden. Neben der Reduktion von Bewegungsunschärfen werden auf diese Weise Bewegungen und Kamerafahrten deutlich flüssiger wiedergegeben. Allerdings kann durch die Bewegungsinterpolation insbesondere bei leicht rauschenden Bildquellen eine mehr oder weniger deutliche Trennung zwischen Vorder- und Hintergrund im Bild beobachtet werden (Soap-Opera-Effekt). Die 100/120-Hz-Technik kommt mittlerweile (2008) in vielen höherwertigen Displays zum Einsatz. 240-Hz-Geräte sind angekündigt. Ein weiterer Vorteil dieser Technik ist es, dass Overdrive feiner dosiert angewendet werden kann. Es ist allerdings zu bedenken, dass die größte Verbesserung zwischen den „100/120-Hz-Displays“ und solchen mit geringeren Frameraten zu sehen ist, da das menschliche Auge höhere Frequenzen ohnehin nur noch sehr eingeschränkt verarbeiten kann.

Einsatzmöglichkeiten[Bearbeiten]

Die Darstellung des Meta-Wiki-Logos zeigt bei starker Vergrößerung, dass die Farben aus roten, grünen und blauen Zellen zusammengesetzt sind.

In Digitaluhren und Taschenrechnern werden LCDs schon seit Anfang der 1970er Jahre verwendet. Diese einfarbigen Displays ohne Hintergrundbeleuchtung zeichnen sich durch geringsten Energieverbrauch und sehr hohe Lebensdauer aus und finden alternativlos überall dort Anwendung, wo ein langer wartungsfreier Betrieb erforderlich ist. Verbreitung fanden LCDs über weitere tragbare oder batteriegespeiste Geräte wie etwa Mobiltelefone, Notebooks und ähnliches.

Typische Auflösungen bei Computer-Flachbildschirmen reichen von 1024×768 Pixel (38 cm/15″) bis 2560×1600 Pixel (76 cm/30″), bei Notebooks reichen sie von 800×480 Pixel bis 3200×1800 Pixel. PDAs und portable DVD-Spieler weisen Auflösungen zwischen 320×240 und 800×480 Pixel, Displays von Standbild- und Videokameras zwischen 160×176 Pixel (84 Tausend Pixel) und 640×480 Pixel (900 Tausend Pixel) auf.

Mittlerweile haben LCD- und Plasma-Displays die Kathodenstrahlröhre weitgehend verdrängt. Dies betrifft Computermonitore (seit 2006) und Fernsehgeräte mit größeren Bilddiagonalen (seit 2008). Auch andere Anwendungsgebiete wie Oszilloskope sind schon seit längerem in der Hand von computerangesteuerten LCD. 2003 wurden in Deutschland bereits mehr LCD als herkömmliche Röhrenmonitore für PCs[23] und 2006 mehr Flachbildfernseher – also LCD und Plasmabildschirme – als Röhrengeräte verkauft.[24]

Der Imagina 90 war weltweit der erste in Serie gefertigte Videogroßbildprojektor mit Flüssigkristallbildschirm, der sich auch für den Dauerbetrieb eignete.

Produktion[Bearbeiten]

Die LCD-Technik hat in den letzten Jahren insbesondere durch die Entwicklung von Flachbildschirmen einen enormen Aufschwung erlebt. Große Produktionsstätten für Flachbildschirme wurden zunächst in Japan errichtet. Schon bald setzte jedoch die Abwanderung der Industrie in die neuen asiatischen Industrienationen ein, in denen billige Arbeitskräfte und üppige staatliche Förderung lockte. Derzeit befindet sich der Schwerpunkt der Flachbildschirmindustrie in Taiwan und insbesondere Südkorea. In Südkorea betreiben die dort ansässigen weltweit größten Flachbildschirmhersteller – Samsung, LG Display und Chi Mei Optoelectronics (CMO) – die zurzeit (2008) größten LC-Bildschirm-Produktionsstätten. Die Wanderung der Industrie geht jedoch weiter.

Auf der Suche nach noch kostengünstigeren Produktionsstandorten hat der Boom inzwischen China erreicht. Produktionsstätten zur Herstellung hochwertiger Flachbildschirme sind dort derzeit (2008) im Aufbau.[25]

Umweltschutz[Bearbeiten]

Aus der Sicht des Klimaschutzwird die Flüssigkristallbildschirmfertigung als problematisch angesehen, da in der traditionellen Produktion sehr große Mengen klimagefährdender Substanzen eingesetzt würden. Im wichtigen „Arrayprozess“, in dem die TFT-Steuermatrix großflächig auf dünne Glasscheiben aufgebracht wird, werden potente Treibhausgase wie Schwefelhexafluorid (SF6) – GWP 22800 CO2e – und Stickstofftrifluorid (NF3) – GWP 17200 CO2e – in sehr großem Umfang verwendet und in die Atmosphäre freigesetzt, wie eine Studie aus dem Jahre 2008 aufzeigt.[26]

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Otto Lehmann: Flüssige Kristalle: sowie Plastizität von Kristallen im allgemeinen, molekulare Umlagerungen und Aggregatzustandsänderungen. Wilhelm Engelmann, Leipzig 1904 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2. Patent CH532261: Lichtsteuerzelle. Angemeldet am 4. Dezember 1970, veröffentlicht am 31. Dezember 1972, Erfinder: Wolfgang Helfrich, Martin Schadt.
  3. Patent US3731986: Display devices utilizing liquid crystal light modification. Angemeldet am 22. April 1971, veröffentlicht am Mai 1973, Erfinder: James L. Fergason.
  4. P. J. Wild, P. U. Schulthess: Liquid Crystal Bar Graph Displays. In: Conference on Displays, IEE Conference Publication Nr. 80, September 1971, S. 161-164.
  5. Patent US3834794: Liquid Crystal Field Sensing Measurement and Display Device. Veröffentlicht am 10. September 1974, Erfinder: Soref R..
  6. Patent EP0131216: Flüssigkristallanzeige. Veröffentlicht am 28. Oktober 1987, Erfinder: H. Amstutz, D. Heimgartner, M. Kaufmann, T.J. Scheffer.
  7. Patent DE4000451: Elektrooptisches Flüssigkristallschaltelement. Veröffentlicht am 11. Juli 1991, Erfinder: G. Baur, W. Fehrenbach, B. Staudacher, F. Windscheid, R. Kiefer.
  8. Patent US5598285: Liquid crystal display device. Veröffentlicht am 28. Januar 1997, Erfinder: K. Kondo, H. Terao, H. Abe, M. Ohta, K. Suzuki, T. Sasaki, G. Kawachi, J. Ohwada.
  9. Michael E. Becker: Kristallmanufaktur – Schritte auf dem Weg zum sehrichtungsunabhängigen LC-Schirm. c't-Magazin, Nr. 22, 2005, S. 222–226
  10. http://sharp-world.com/corporate/info/rd/tj1/pdf/10.pdf
  11.  A. Boller, H. Scherrer, M. Schadt, P. Wild: Low electrooptic threshold in new liquid crystals. In: Proceedings of the IEEE. 60, Nr. 8, Juli 1972, S. 1002– 1003, doi:10.1109/PROC.1972.8831.
  12. http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/First-Hand:Liquid_Crystal_Display_Evolution_-_Swiss_Contributions
  13. P. J. Wild: Matrix-addressed liquid crystal projection display. In: Digest of Technical Papers, International Symposium, Society for Information Display. 1972, S. 62–63.
  14.  P. M Alt, P. Pleshko: Scanning limitations of liquid-crystal displays. In: IEEE Transactions on Electron Devices. 21, Nr. 2, 1974, S. 146–155, doi:10.1109/T-ED.1974.17884.
  15.  J. Nehring, A. R Kmetz: Ultimate limits for matrix addressing of RMS-responding liquid-crystal displays. In: IEEE Transactions on Electron Devices. 26, Nr. 5, April 1979, S. 795–802, doi:10.1109/T-ED.1979.19495.
  16.  T. J. Scheffer, J. Nehring: A new, highly multiplexable liquid crystal display. In: Applied Physics Letters. 45, Nr. 10, 1984, S. 1021–1023, doi:10.1063/1.95048.
  17. IEEE-Preisverleihung an drei Erfinder von Aktiv-Matrix-Displays in 2011
  18.  T. Peter Brody, J. A Asars, G. D Dixon: A 6 × 6 inch 20 lines-per-inch liquid-crystal display panel. In: IEEE Transactions on Electron Devices. 20, Nr. 11, Oktober 1973, S. 995–1001, doi:10.1109/T-ED.1973.17780.
  19.  P.G. le Comber, W.E. Spear, A. Ghaith: Amorphous-silicon field-effect device and possible application. In: Electronics Letters. 15, Nr. 6, 15. Februar 1979, S. 179–181, doi:10.1049/el:19790126.
  20. S. Mito, T. Wada; Application of liquid crystal to calculator on substrate electronic calculator. In: Proc. 5th Int. Liquid Crystal Conf. 1974, S. 247–248.
  21. http://www.xbitlabs.com/articles/monitors/display/samsung-sm-f2080-f2380.html#sect0
  22.  E. Jakeman, E. P. Raynes: Electro-optic response times in liquid crystals. In: Physics Letters A. 39, 1972, S. 69–70, doi:10.1016/0375-9601(72)90332-5.
  23. Andreas Wilkens: Erstmals mehr LC-Displays verkauft als Röhrengeräte. Auf: heise.de, 16. März 2004
  24. Andreas Donath: Flachbildschirme überrunden Röhrenfernseher-Verkäufe. Auf: Golem.de, 23. Januar 2007
  25. Ulrike Kuhlmann: China will mehr LCD-Fabs. Auf: heise.de, 24. Mai 2008
  26.  R. F. Weiss, J. Mühle, P. K. Salameh, C. M. Harth: Nitrogen trifluoride in the global atmosphere. In: Geophys. Res. Lett.. 35, Nr. 20, 2008, ISSN 0094-8276, S. L20821, doi:10.1029/2008GL035913.