TFT Displays – RGB, Kontrast und Schaltgeschwindigkeit

Ein passives LCD Display verliert bei höherer Anzahl der Bildpunkte an Kontrast und Schaltgeschwindigkeit. Dieser Effekt kommt durch die Ansteuerung von Zeilen und Spalten über die die einzelnen Bildpunkte. Erhöht man die Anzahl der Bildpunkte müsste man die Steuerleitungen erhöhen oder aber über Multiplexverfahren die Steuerleitungen zyklisch ansteuern. Bei einer hohen Anzahl von Bildpunkten müssen höhere „Duty Rates“ (Schaltzyklen) zum Beispiel 1/32 gefahren werden. Dadurch verringert sich die Zeit in der am Bildpunkt Spannung anliegt und das LCD Molekül ausgelenkt wird. Je kürzer die Auslenkung umso geringer der Kontrast. Diesen Effekt gleicht man mit einer TFT (Thin Film Transistor) Schaltung auf dem LCD-Glas aus. Mit TFT wird eine Aktive Sample and Hold Schaltmatrix aufgebaut. Über jedem Bildpunkt liegt jetzt nicht einfach eine passive Kreuzung von Leitpunkten sondern Transistoren. Das bedeutet, wenn der Transistor einmal angesteuert wird, bleibt die Spannung so lange konstant, bis ein neues Spannungssignal anliegt. Im Umkehrschluss bedeutet es, dass man die LCD-Moleküle solange und so stark auslenkt wie die Spannung in der Eingangshöhe vorliegt. Jeder Bildpunkt wird also durch drei Schaltpunkte erzeugt. Warum drei Bildpunkte? Weil wir RGB Signale darstellen wollen!

Warum ist jetzt aber ein Activ Matrix TFT Display ein passives Display? Die Antwort ist einfach. Ein Active Matrix TFT Display (AMTFT) zeigt nichts an wenn es angesteuert wird. Es wird erst zu einem Display wenn man hinter das LCD Glas ein starkes Backlight einbaut. Durch die Ansteuerung der Bildpunkte wird das Licht des Backlights durchgelassen oder blockiert. Ein Farbdisplay wird es erst wenn man auf das Glas einen Farbfilter aufbringt. Über jedem Bildpunkt liegt dann ein Farbpunkt der je nach Aussteuerung des LCD in verschiedener Intensität angezeigt wird. Die Bildpunkte können in verschiedenen Geometrien gefertigt werden. DELTA für die Darstellung von bewegten Bildern und STRIPE für Datenorientierte Anwendungen.

Der Bildpunkt leuchtet selbst nicht. Sprechen wir über ein aktives Display wie Plasma oder OLED leuchtet der Bild Punkt selbst und braucht keine zusätzliche Hintergrundbeleuchtung.

Dazu mehr in einem anderen Kapitel.