Von LCD-Kristallen und Plasma: Wie Fernseher das Bild erzeugen

Es gibt kaum ein durchschlagenderes Argument für einen neuen Fernseher als die Fußball-EM. Doch im Geiz-Markt verwirren Technologien und Abkürzungen. Wir zeigen, warum Bälle auf Plasma-TVs runder und auf LCD-Geräten schärfer wirken, wie die verschiedenen Technologien funktionieren und wo ihre Vor- und Nachteile liegen.

von Fritz Schmidt und Pascal Poschenrieder am 2. Mai 2008, 13:58 Uhr

Mit der Fußball-EM steht ein sportliches Ereignis der Superlative vor der Tür. Pünktlich zum Anpfiff geht es rund in deutschen Wohnzimmern: Der Freundeskreis versammelt sich mitsamt Bier vorm Fernseher, um der deutschen Mannschaft beim Gewinnen zuzusehen. Für Fußballfans, die heute immer noch „in die Röhre schauen“, gibt es kaum einen passenderen Moment, um sich einen zeitgemäßen Fernseher anzuschaffen. Die Auswahl an Modellen und Technologien wirkt allerdings verwirrend. Dieser Artikel weist einen Weg aus dem Technologie-Dschungel.

LCD-Fernseher

Es gibt momentan mehrere konkurrierende LCD-Technologien, die mit Flüssigkristallen ein Bild auf den Schirm zaubern. Im Markt hat sich jedoch eine Technologie durchgesetzt, die von verhältnismäßig geringen Herstellungskosten profitiert und deshalb auch in vielen Computer-Monitoren Einzug gehalten hat. Es handelt sich um die Twisted-Nematic-Technologie (kurz: TN).

Zwischen zwei eng zusammen liegenden Glasplatten sind Flüssigkristalle aufgetragen. Auf der einen Seite der Anordnung befindet sich eine Lichtquelle. Das von der Hintergrundbeleuchtung ausgesandte Licht passiert einen Polarisationsfilter, bevor es in das Panel eindringt. Der Filter lässt nur linear polarisiertes, also gerichtetes Licht passieren. Das unpolarisierte Restlicht absorbiert er. Die Innenseiten der Glasplatten haben winzige Rillen, die die Hersteller durch Bürsten erzeugen. Das Oberflächenmuster der zweiten Glasplatte ist im Vergleich zu dem der ersten Platte um 90 Grad gedreht. Die Flüssigkristalle, die sich nahe an den Glasplatten befinden, ordnen sich selbstständig in die Richtung an, die die Oberflächenstruktur vorgibt. Wenn man nun die gesamte Flüssigkristallschicht betrachtet, entsteht aufgrund der um 90 Grad verdrehten Oberflächenmusters der Deckplatten eine schraubenartige Anordnung der Kristall-Moleküle.

Ein TN-LCD im Querschnitt: Zuerst polarisiert ein Filter das Licht. Danach ändern die Flüssigkristalle die Polarisationsrichtung. Zuletzt gelangt das Restlicht durch den zweiten Filter zum Betrachter.

Hinter der zweiten Glasplatte befindet sich ein weiterer Polfilter, der im Vergleich zum ersten Filter um 90 Grad gedreht angebracht ist. Wer im Physikunterricht aufgepasst hat, wird nun aufschreien und meinen, dass dies keinen Sinn ergibt. Denn es ist nicht möglich, dass Licht zwei Polfilter durchdringt, die derart hintereinander angeordnet sind. Doch jetzt kommt der Flüssigkristall ins Spiel: Die schraubenförmige Struktur der Moleküle bewirkt eine Drehung der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts, so dass es problemlos den zweiten Filter durchqueren und zum Betrachter gelangen kann.

Nun möchte man aber nicht nur einen Bildschirm bauen, der ein strahlend weißes Bild ausgibt, sondern auch zur Darstellung unterschiedlicher Helligkeitsgrade fähig ist. Da die Ausrichtung der Kristallmoleküle unmittelbar die Lichtmenge beeinflusst, die den zweiten Polfilter passiert, bedient man sich zur Regelung der Helligkeit einer elektrischen Spannung. Zwei lichtdurchlässige Elektroden sind aus diesem Grund an den Innenseiten der Glasplatten aufgetragen. Je nach Spannungsintensität bildet sich zwischen den Elektroden ein mehr oder weniger starkes elektrisches Feld, nach dem sich die Kristalle ausrichten.