Er ist stilvoll, edel und hat eine bezaubernde Qualit�t: Der TFT-Bildschirm. Sind sie die Zukunft oder nur der �bergang zu einer noch neueren Technologie? Wie funktioniert eigentlich solch ein Bildschirm und ist es ratsam sich jetzt so ein d�nnes technisches Wunderwerk anzuschaffen?

Strukturierung des Artikels:

1. Entstehungsgeschichte des Thin Film Transistors
2. Der gro�e Bruder: Der CRT(R�hren)-Bildschirm
3. TFT-LCD - Das bedeutet es genau
4. Die Schw�che von TFT-Displays
5. Die Vorteile der TFT-Technik
6. Die Zukunft der TFTs/Fazit

Die Fl�ssigkristalltechnik entstand im vorletzten Jahrhundert. Genauer: Im Jahre 1888 entdeckte ein Botaniker, dass organische Substanzen bei unterschiedlicher Temperatur verschiedene optische Eigenschaften aufwiesen. Erst in der Mitte der 70er Jahre konnte die LCD-Technik (Liquid Chrystal Display) in digitale Uhren, Telefone und Taschenrechner verbaut werden. Die ersten richtigen Monitor wurden dann in monochromer Ausf�hrung Mitte der 80er Jahre eingesetzt. Diese waren leider nicht nur zweifarbig (Schwarz/Gr�n) sondern eigneten sich �berhaupt nicht f�r bewegte Bilder - der Schmiereffekt war zu gro�. Man konnte noch relativ lange das Pixel leuchten sehen, auch wenn es schon l�ngst nicht mehr aktiv (schwarz) sein sollte. Auch die Tatsache, dass sich zwei Pixel, also Bildpunkte, gegenseitig beeinflussten f�hrte zu einer sehr unscharfen und fehlerhaften Darstellung. Man griff zu Plasmadisplays, die bis auf die Monochromdarstellung, keine solcher Nebeneffekte vorzuweisen hatten - allerdings war der Stromverbrauch zu hoch, so dass das Laptop an der Steckdose angeschlossen werden musste. Diese LCD-Bildschirme wurden passive Flachbildschirme bzw. DSTN (Double Super Twistet Nematic, beschreibt die Tatsache, dass LCDs in Gittern angeordnet sind. An jedem Knotenpunkt des Gitters ist ein Pixel) genannt.

Doch auch Plasmabildschirme konnten sich nicht durchsetzen, da der Punktabstand zwischen den Pixeln zu gro� war - feine Aufl�sungen, wie sie der PC ben�tigt, sind somit unm�glich zu realisieren. Selbst heute gibt es noch in Billig-Notebooks DSTN-Displays, weshalb Sie also vorsichtig beim Kauf eines Schn�ppchens sein sollten! Bei Officeanwendungen bemerkt man die Reaktionszeit von 300ms z.B. nur, wenn ein Fenster geschlossen wird - es wird dann langsam unsichtbar. F�r Spiele, Videos und Animationen ist diese Technik aber g�nzlich ungeeignet. Fazit: Finger weg von dieser Steinzeittechnik!

Die heutzutage erh�ltlichen Flachbildschirme basieren allesamt auf der Thin Film Transistor (TFT) - Technik. Solche aktiven Flachbildschirme sind in der Lage Pixel vollst�ndig getrennt voneinander darzustellen und mit geringem Stromverbrauch zurecht zu kommen. Durch die schnelle Elektronik ist es auch m�glich Bewegungen ohne Schlieren zu �bertragen. Auch der Betrachtungsgrad wurde erh�ht: Man kann nun aus verschiedenen Winkeln die Inhalte eines TFT-Monitors betrachten.

Um die Technik von TFT-Bildschirmen vollst�ndig verstehen zu k�nnen ist es notwendig den R�hrenmonitor etwas besser kennen zu lernen. Hier wird ein Elektronenstrahl (Cathode Ray) in der Bildr�hre (Tube) erzeugt, der auf eine Schicht f�llt - diese wird zum Leuchten angeregt. Ablenkspulen sorgen daf�r, dass die Strahlen an die richtige Stelle des Bildschirms gebracht werden. Dies geschieht in einem gewissen Intervall: Hier kommt der Begriff Bildwiederholrate ins Spiel, der die Wiederholung dieses Vorgangs angibt. Bei guten Monitoren geschieht dies zwischen 85 und 120 mal in der Sekunde. 60 bis 75 Hz werden vom menschlichen Auge als Flimmern war genommen, was zu Kopfschmerzen und auf Dauer zu Sehschw�che f�hrt. TFT-Bildschirme kennen diese Schw�che nicht, da es hier Zust�nde von Pixeln gibt, die nur aktualisiert werden, wenn sie ge�ndert werden - also wenn sich ein Men� in Windows aufklappt.

Hier h�ngt auch die gr��e von CRT (Cathode Ray Tube) Monitore ab, denn diese Aktualisierung des Bildes verlangt eine Menge, aufeinander abgestimmte, Elektronik die nunmal in Geh�usen im Bereich von 15 bis 30 KG (oder mehr) resultiert. Diese (Leucht-)Schicht auf die die Elektronen gelenkt werden wird auch Lochmaske genannt, die man mit einem gro�en Sieb oder Gitter vergleichen kann. Durch die einzelnen L�cher des Monitors wird das Licht gelassen, weshalb man ganz genau die Helligkeit oder Farbe/Schwarz (Loch ge�ffnet/geschlossen) regulieren kann. �ber jedes dieser �ffnungen wird nun je ein Farbfilter f�r Rot/Gelb/Blau gelegt. Bei einer Aufl�sung von 1280x1024x3 (Es sind drei Farbfilter) muss die Monitorelektronik sehr gut zusammenspielen um bei 100 Hz immer noch ein scharfes Bild liefern zu k�nnen. Das das nicht immer klappt sehr ihr an schlechten Monitoren, die bei ergonomischen Frequenzen Geometriefehler und Unsch�rfe aufweisen.

Die korrekte Bezeichnung f�r Flachbildschirme ist TFT-LCD, weshalb wir erst einmal lernen m�ssen, was ein LCD ist bevor die Technik TFT erkl�rt wird. Das Luiquid Chrystal Display besteht aus vielen kleinen Kristallen und wie wir wissen sind diese starre, schwer zu spaltende Gebilde aus einer dichten zusammenh�ngenden Gitterstruktur. Reinitzer entdeckte diese Molek�le (Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff) die bei Zimmertemperatur als Feststoff vorliegen. Das Verhalten und die Ausrichtung dieser Molek�le ist abh�ngig von der Temperatur und von elektromagnetischen Kr�ften, wobei man, verst�ndlicherweise, lieber Molek�le aussucht die nicht von der Temperatur abh�ngen. Kristallmolek�le sind im �brigen in jedem Aggregatszustand (fl�ssig oder fest) geometrisch exakt angeordnet.

Bei einem LCD Display f�llt also Licht auf einen Spiegel und die Fl�ssigkristalle lassen das Licht entweder durch oder nicht - so entstehen dunkle Stellen auf dem Display.

Eine, f�r TFT-LCDs essentielle, Eigenschaft von Licht ist, dass es sich wellenf�rmig durch den Raum bewegt. TFT-Bildschirme lenken das, von Leuchtstofflampen produzierte, Licht an alle Stellen des Bildschirmes. Ein Bildpunkt enth�lt mehrere Schichten: Die erste Schicht ist die Polarisationsfolie Nr. 1, die nur das Licht durchl�sst, das in eine Richtung schwingt. Es folgen nun die Liquid Chrystals, die elektrisch um 90� gedreht oder gelassen werden und so den Lichtstrahl entweder durchlassen oder ablenken (und somit ist der Pixel nicht beleuchtet). Wenn die Lichtwellen nicht durchgelassen werden sollen, werden Kondensatoren benutzt um die LCs parallel zum Licht anreihen zu lassen. Somit k�nnen die Wellen NICHT durch die, um 90� gedrehte, zweite Polarisationsfolie. Durch die elektrische St�rke kann man bestimmen, wie stark das Licht gedreht wird bzw. wie hoch die Itensit�t der Lichtwellen an einem Punkt sein soll - somit kann auch die Helligkeit praktisch stufenlos eingestellt werden. Das OSD (On Screen Display) steuert somit die St�rke der Transistoren, die die LCs ausrichten - somit wird entschieden wieviel Licht durchgelassen wird. Transistoren erzeugen elektrische Felder, die eben diese Anordnung der LCs steuern, und von der Monitorelektronik an sich gesteuert sind - was eine sehr komplexe Operation ist. Solch ein Transistor sitzt an einer dieser Licht�ffnungen und ist nur ein Bruchteil so gro�, wie diese. Daher der Begriff D�nn-Film-Transistor (TFT).

Hinter der zweiten Folie wird das durchgelassene Licht durch die Farbfilter gejagt, die den Anteil von Rot, Gelb und Blau bestimmen.Also pro Pixel ben�tigt man 3 Transistoren pro Farbfilter - bei der Aufl�sung 1280x1024 (Ein Transistor f�r einen Pixel muss zus�tzlich vorhanden sein) sind das fast 4 Millionen Transistoren, die gesteuert werden m�ssen. Folgende Darstellung hilft dem Verst�ndnis auf die Spr�nge:

Klicken Sie auf das Bild f�r eine vergr��erte Darstellung

Doch die Spitzentechnologie ist nicht nur als Durchbruch in der Monitorindustrie zu sehen. Vorallem ist der Preis ein, zwar schwindender aber immer noch vorhandener, Aspekt der TFT-LCD-Technik: Unter 400€ bekommt man keinen vern�nftigen Flachbildschirm mit aktzeptabler Gr��e, da die Elektronik (z.B.dank Ansteuerung von Millionen von Transistoren auf kleinstem Raum) sehr teuer ist und die Ausschussrate in der Herstellung extrem hoch ist: Wenn ein Pixel ausf�llt (was oftmals passiert) kann der Monitor ausgemustert werden - denn ein Display mit einem schwarzen, auffallenden Punkt kann nicht verkauft werden. Deshalb kann ein TFT-Monitor (noch nicht) zum gleichen Preis wie ein R�hrenbildschirm �ber die Ladentheke gehen, da hier die Fehleranf�lligkeit bei der Produktion wesentlich geringer ist.

Ein Nachteil von etwas billigeren Monitoren ist die Tatsache, dass Farben etwas zu blass dargestellt werden, was an der Hintergrundbeleuchtung liegt. Dieses wei�e Licht kann nicht alle Farben in voller St�rke anzeigen, wobei auch die Schw�che bei den Farbfiltern liegt, die nicht naturgetreu sind. Bei modernen TFT-Bildschirmen f�r mehr als ca. 400€ ist dieses Problem allerdings kaum bzw. �berhaupt nicht mehr fest zu stellen. Wichtig ist dies z.B. f�r CAD/CAE Anwender bzw. Programmen die exakte Farbdarstellung ben�tigen.

Wenn Sie Ihre Bildschirmaufl�sung �fter wechseln, dann sollte von einem TFT-Bildschirm abgeraten werden, denn dieser bietet lediglich EINE Aufl�sung. Ein 17 Zoll Bildschirm bietet meistens 1280x1024 - wenn Sie die Aufl�sung auf 800x600 herunterstellen wird diese auf 1280x1024 hochgerechnet, was einen h�sslichen schwarzen Rahmen und eine, etwas unscharfe, Darstellung zur Folge hat. 3D-Spieler sollten deshalb beachten, dass Ihre Grafikkarte das Spiel in dieser hohen Aufl�sung noch ruckelfrei darstellen kann. Dies wird Interpolation genannt - beim Kauf sollte unbedingt auf die Qualit�t des daf�r zust�ndigen Chips geschaut werden: Testen Sie im Handel alle Aufl�sungen durch und richten Sie danach die Kaufentscheidung - wenn Sie wirklich einen TFT m�chten und trotzdem �fter die Aufl�sung �ndern.

Besonders bei mobilen Ger�ten wie Notebooks ist die TFT-Technik noch nicht komplett ausgereift: Viel Licht verpufft an den Polarisationsfolien und Farbiltern - der Stromverbrauch k�nnte wesentlich geringer sein, wobei hier von keinem Nachteil gesprochen werden kann, da CRT-Monitore wesentlich mehr Strom verbrauchen als die TFT-Pendanten.

Leider sind TFT-Bildschirme auch druckempfindlich: Ich sch�tze, dass bei einem zu festen Druck die Folien zusammengedr�ckt werden und die Transistoren besch�digt werden, was zu einer fehlerhaften Lichtumleitung f�hrt - schwarze Stellen auf dem Display sind die Folge.

Die positive Seite liegt klar auf der Hand: TFT-Bildschirme sind durch die separate Ansteuerung der Pixel gestochen scharf und liefern ein brilliantes Bild. Dadurch ist auch eine perfekte Bildgeometrie (also keine Konvergenzfehler) garantiert, wobei auch das geringe Gewicht f�r sich spricht: Es ist wesentlich einfacher einen 17 TFT-LCD-Bildschirm mit ca. 5 KG als einen 25 KG (gleich gro�en) CRT-Boliden zu transportieren.

Desweiteren sind TFT-Displays sehr gut und gleichm��ig beleuchtet, so dass das Auge nicht auf unterschiedliche Helligkeitsstufen reagieren muss. F�r Spieler wichtig ist, dass TFT-Bildschirme mittlerweile eine sehr geringe Ansprechzeit haben - die Pixelmatrix (also die einzelnen Pixel als verdrahtetes Netz vorgestellt) wird nach ca. 15 bis 30ms angesprochen, w�hrend die Werte fr�her bei 80 bis 300ms lagen. Ein fl�ssiges Spielen und Betrachten von Videos ist hier ohne M�he m�glich.

Wichtig ist auch zu wissen, wass die d�nnen Bildschirme sich nicht von elektromagnetischen Quellen wie z.B. TV-Ger�t oder Stromleitungen beeinflussen lassen. CRT-Monitore reagieren mit seltsamen Streifen oder unregelm��igen Bildst�rungen

Sch�n ist, dass Flachbildschirme nun auch in Sachen Blickwinkel einen ordentlichen Zahn zugelegt haben. Man kann nun auch seitlich aufs Display sehen und trotzdem jede Einzelheit erkennen - auch wenn das Bild von der Seite bei einigen Displays sehr leicht verdunkelt wirkt. Dies sollte kaum st�ren! Dies ist durch ein elektrisches Feld m�glich, dass die Kristallmolek�le so anordnet, dass das Licht beim Austreten in alle Richtungen abstrahlt.

Diese vollst�ndig unterschiedliche Monitortechnik schl�gt sich in der weitgehenden Emissionsfreiheit (Strahlungsfreiheit) von TFT-LCDs nieder. Deshalb wird sich der TFT-Monitor, nicht nur wegen des Platzbedarfes, gegen die veraltete R�hrentechnik durchsetzen.

Wichtig zu wissen ist: Vergleichen Sie die Gr��e eines TFTs nicht direkt mit den Zollangaben der CRT-Variante. Ein 17 Zoll TFT-LCD entspricht den Ma�en (ohne Geh�use) der sichtbaren Fl�che eines 19 Zoll CRT-Monitors.

TFT wird wahrscheinlich aber nur ein Zwischenschritt sein: Es gibt Prototypen einer neuen Polymere-Displaygeneration, die ebenfalls elektrisch zum Leuchten angeregt werden, weshalb es auf dem TFT-Grundger�st basieren wird. In sehr kleinen Displays wird diese Technik bereits eingesetzt, wobei sie weit entfernt von einem Desktop-Bildschirm ist. Ziel soll es sein einen Bildschirm zum Einrollen zu entwickeln - also man arbeitet damit, faltet ihn zusammen und steckt ihn sich in die Hosentasche. Das so genannte E-Paper k�nnte z.B. die Zeitung abl�sen, da man die Daten praktisch t�glich zu jeder Stunde und sogar in jeder Minute aktualisieren kann: Man liest noch den Landesteil w�hrend die Schlagzeile sich ver�ndert und man hier weiterlesen kann. Auch animierte Bilder oder gar Live-Videos vom Ort des Geschehens sollen m�glich sein! Doch das ist noch Zukunftsvision, die aber vielleicht zur Realit�t wird....

Fazit: Wir empfehlen das Nach-Weihnachtsgesch�ft abzuwarten, da hier die Preise f�r gute TFTs fallen werden und so die 17 und 19 Monitore in bezahlbare Regionen sinken. Der Vorteil liegt auf der Hand: Man hat ein edles, leichtes und Platz sparendes Ger�t auf dem Schreibtisch, dass eine gestochen scharfe Bildqualit�t liefert und zudem sehr schonend mit der Umwelt und den Augen umgeht.