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News: Aus, aber nicht weg

Eine Computer-Anzeige, die das letzte Bild noch anzeigt, auch wenn jemand den Stecker herausgezogen hat, verbraucht weniger Strom und erhöht die Lebensdauer von Batterien bei Mobiltelefonen, Palmtop- und Laptop-Computern. Da, wo Sicherheit oberstes Gebot ist - wie auf der Intensivstation im Krankenhaus oder bei Flugzeuginstrumenten -, wäre ein Bildschirm, der die letzte Anzeige vor einem Stromausfall aufrechterhalten kann, von unschätzbarem Wert.
Im April 1999 gelang den Forschern bei der Defence Evaluation and Research Agency (DERA) der letzte Schritt in der Entwicklung der neuen LCD-Anzeige. Der neue Bildschirm spart Strom, indem er sich abschaltet, wenn sich über einen voreingestellten Zeitraum das Bild nicht ändert. Konventionelle LCD-Anzeigen benötigen eine ständige Stromversorgung, aber das neue Gerät verbraucht nur bei der Aktualisierung Strom.

Wird an einer Standard-LCD-Anzeige ein elektrisches Feld angelegt, so verändert dies die Ausrichtung der stabförmigen Moleküle in einer Flüssigkristall-Substanz – und das wiederum verändert die Polarisierung des Lichtes, das hindurchfällt. Auf diese Weise kann jede Zelle oder jeden Pixel von hell auf dunkel schalten – aber nur, solange man die entsprechende Spannung aufrechterhält: Fällt die Spannung aus, so verschwindet das Bild. Derartige Geräte werden monostabile LCDs genannt.

Bisherige Versuche, eine bistabile LCD-Anzeige zu entwickeln, die ihr letztes Bild aufrechterhält, waren nur wenig erfolgreich, sagt Guy Bryan-Brown, Leiter der Display-Gruppe bei DERA. Eine Reihe von Materialien, die als ferroelektrische Flüssigkristalle bekannt sind, sah anfangs vielversprechend aus. "Das Problem bei Ferroelektrik ist ihre hohe Empfindlichkeit gegen Stoßeinwirkungen," sagt der Wissenschaftler. Im Unterschied zu den Standard-Flüssigkristallen, die ihre Moleküle in drei Dimensionen ausrichten können, sind ferroelektrische Flüssigkristalle in zwei Richtungen flüssig und in nur einer kristallin. Dies bedeutet, daß ferroelektrische Flüssigkristalle ihre Ausrichtung und somit jedes Bild, das sie darstellen, verlieren, wenn sie Stößen ausgesetzt werden.

Die Antwort der DERA darauf liegt in der Verwendung einer kleinen geriffelten Elektrode – ähnlich einem optischen Gitter –, um die stabförmigen Moleküle dazu zu bringen, ihre Anordnung beizubehalten. Das Gitter richtet die Moleküle in seiner nächsten Umgebung in einer vorgegebenen Richtung aus, die sowohl von der Gitter-Geometrie als auch von der angelegten Spannung abhängt. Indem sie mit den Parametern der wellenförmigen Gitter-Oberfläche experimentierten, haben die Forscher das bistabile LCD stoßfest gemacht. "Der Flüssigkristall benetzt die Gitter-Oberfläche und steht in direktem Kontakt mit ihr, so daß die Moleküle nie wirklich die Verbindung zum Profil verlieren, selbst wenn sie einem Stoß ausgesetzt werden", sagt Bryan-Brown.

Die Forscher geben an, daß bistabile Anzeigen bei Computern möglicherweise bis zu 1000mal weniger Energie und Anzeigen von Mobiltelefonen bis zu 100mal weniger Strom verbrauchen. Bryan-Brown meint, daß die neuen LCDs günstig hergestellt werden könnten, indem die gleiche Technik zum Drucken von Folien verwendet wird, mit der bereits Millionen Hologramme für Kreditkarten produziert werden.

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