Fernseher

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Fernseher

• LCD- Bildschirme

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LCD-Bildschirme

• Erläuterung von Polarisation für LCD- Bildschirme
  unumgänglich
• Polarisation in Fotographie, einigen
  Sonnenbrillen, Digitaluhren, Taschenrechnern,
  Laptops und anderen LCD-Bildschirmen

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Polarisation von Licht

• Licht meist unpolarisiert
• Unpolarisiertes Licht Orientierung des
  Lichtstrahls in der Ebene ändert sich,
  Strahlrichtung bleibt gleich

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Polarisation von Licht

• Polarisiertes Licht Strahlrichtung und
  Orientierung des Lichts ändern sich nicht

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Polarisation von Licht

• In jedem Lichtstrahl bewegen sich elektrische
  Kräfte senkrecht zur Strahlrichtung.
• El. Kraftfelder können in jeder beliebigen Ebene
  des Lichts in horizontale und vertikale
  Komponenten zerlegt werden (Analog zur Kraft in
  Mechanik)

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Polarisation von Licht

• Polarisiertes Licht durch einen Filter mit
  horizontalen Strängen langer Molekühle schicken
  gt Energie der horizontalen Lichtkomponenten
  werden absorbiert, nur vertikale Komponenten
  können hindurch

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Polarisation von Licht

• Mit mehreren Filtern kann man Licht völlig
  abblocken
• Zwei Filter, die senkrecht zueinander stehen
  lassen kein polarisiertes Licht durch, da alle
  Komponenten absorbiert werden

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Polarisation von Licht

• Drei Filter, davon zwei gleich angeordnet, lassen
  kein polarisiertes Licht durch, alle Komponenten
  werden wieder absorbiert

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Polarisation von Licht

• Drei Polarisationsfilter, dabei ist der mittlere
  Filter um 45 gegenüber den andern beiden gedreht
• Einige Anteile des Lichts können bis zum dritten
  Filter durchtreten
• Mittlerer Filter dreht das Licht so, dass es
  nicht mehr völlig vom letzen Filter absorbiert
  wird

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Polarisation von Licht

• Je mehr Filter man einsetzt, desto mehr kann man
  das Licht verdrehen, ohne das es zu sehr
  abgeschwächt wird
• Die Intensität des Lichts ist durch die Stärke
  der Verdrehung und durch die Zahl der
  Polarisationsfilter beeinflussbar

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Aufbau eines LCD-Bildschirms

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

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Aufbau eines LCD-Bildschirms

• Flüssigkristall
• - fühlt sich wie Schmierseife an
• - einerseits Flüssigkeit (zufällige Position
  der Moleküle), andrerseits Festkörper (geordnete
  Struktur wie in einem Kristall)
• - Moleküle lang und dünn (anders als in
  Flüssigkeiten)

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Aufbau eines LCD-Bildschirms

• Funktionsweise des Flüssigkristalls
• Kristalle absorbieren nichts, sie verdrehen das
  polarisierte Licht in der Ebene
• Verdrehen funktioniert nur mit pol. Licht gt
  davor ein Polarisationsfilter

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Aufbau eines LCD-Bildschirms

• Flüssigkristall befindet sich zw. zwei
  Glasplatten mit horizontalen und vertikalen
  Rillen gt Flüssigkristall ordnet sich
  spiralförmig zw. Glasplatten an

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Aufbau eines LCD-Bildschirms

• Polarisierter Lichtstrahl tritt durch die
  verdrehten Flüssigkristallmoleküle hindurch und
  am letzten Filter wieder heraus
• Flüssigkristall hat den Lichtstrahl dabei um 90
  gedreht, sodass der letzte Filter den Strahl
  nicht absorbieren kann

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Aufbau eines LCD-Bildschirms

• Vor dem vordersten Filter ist eine Glasplatte mit
  Zellen angebracht, die aus roten, blauen und
  grünen Filtern bestehen
• Der Lichtstrahl trifft auf die Pixel und lässt
  diese aufleuchten
• Ein Trio aus roter, grüner und blauer Zelle
  stellt ein Pixel dar
• Die Helligkeit der drei Zellen bestimmen die
  Farbe des Pixels

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Bilderzeugung

• Bsp. Taschenrechner
• Segment der Anzeige entweder hell oder dunkel
• Hell Flüssigkristalle drehen das pol. Licht um
  genau 90, so dass es durch beide zueinander
  senkrecht aufgestellte Filter voll hindurch
  treten kann

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Bilderzeugung

• Dunkel durch Anlegen eines el. Feldes richten
  sich die Moleküle des Flüssigkristalls nach dem
  el. Feld aus und bilden eine Reihe
• Das pol. Licht wird nicht mehr um 90 gedreht und
  kann damit nicht mehr durch den zweiten Filter
  hindurch

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Bilderzeugung

• Bsp. Laptop
• Wenn der Strahl auf die mit Pixeln besetzte
  Glasplatte trifft, können durch die Beleuchtung
  der drei verschiedenen Filter 8 Farben entstehen
• Mehrere Farbmöglichkeiten je stärker das el.
  Feld ist, desto größer ist die Verdrehung der
  Molekühle, desto heller die einzelne Zelle

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Bilderzeugung

• So kann ein Pixel jede gewünschte Farbe haben
• Die farbigen Pixel wirken zusammen, um ein
  scharfes und detailreiches Bild zu ergeben