TFT LCD brede kijkhoektechnologieën

TFT LCD -structuur

Raadpleeg voor een meer gedetailleerde uitleg van TFT LCD -structuur of LCD's in het algemeenTFT LCD BASIS KENNENofInleiding tot LCD's.

DeTFT LCD of Thin Film Transistor Liquid-Crystal Display, is een populaire vorm van weergavetechnologie die vaak wordt gebruikt in computermonitors en andere veel voorkomende apparaatschermen. Deze weergavemodule, of meer specifiekLCD -module, bestaat uit drie belangrijke lagen. De diepste laag, het dichtst bij de achterkant van het apparaat, is samengesteld, vermeld van het verst naar het oppervlak, de eerste polarisator, een glazen substraat, pixelelektroden en TFT's. De meest oppervlakte-laag is vergelijkbaar met deze laag, omdat deze ook een glazen substraat, een polarisator en (in sommige matrixen) elektroden heeft; De volgorde van deze componenten wordt echter omgedraaid in vergelijking met de andere laag (de polarisator ligt het dichtst bij het oppervlak) en er is een RGB -kleurenfilter in deze laag. Tussen deze twee lagen bestaat er een laag vloeibare kristalmoleculen en draagt ​​ladingen en energie naar het oppervlak van de TFT LCD. De kristalmoleculen kunnen op verschillende manieren worden uitgelijnd om de kijkeigenschappen van het LCD -scherm te wijzigen.

Als een actief-matrix LCD-apparaat bestaan ​​de individuele pixels van de TFT LCD uit rode, groene en blauwe subpixels, elk met hun eigen TFT en elektroden eronder. Deze subpixels worden afzonderlijk en actief gecontroleerd, vandaar de naam Active-Matrix; Dit zorgt vervolgens voor soepelere, snelle responstijd. De actieve matrix maakt ook grotere display-modi mogelijk die de kwaliteit van kleur, vernieuwingssnelheid en resolutie blijven handhaven wanneer de beeldverhouding wordt verhoogd.

Binnen de pixels die het TFT LCD -display opstellen, spelen elektroden een rol bij het uitvoeren van het circuit ertussen. Indien gelaagd op beide binnenkant van de twee glazen substraten, creëren de elektroden, samen met de TFT, een elektrische route binnen de vloeibare kristallaag. Er zijn ook andere plaatsingen van elektroden naast het oppervlak en de achterkant van het apparaat die het effect van de elektrische route tussen de substraten veranderen (die later in dit artikel worden besproken). Deze route heeft een effect op de kristallen via zijn elektrische veld, een van de TFT -concepten die verantwoordelijk zijn voor het lage, geminimaliseerde stroomverbruik van TFT's, waardoor ze zo efficiënt en aantrekkelijk zijn.

Wanneer het elektrische veld interageert met de vloeibare kristalmoleculen, kunnen de moleculen op verschillende manieren uiteenzetten en veranderen hoe licht doorgaat van deachtergrondverlichtingvan het apparaat (gevonden achter de achterste polarisator) naar het oppervlak. Omdat LCD -schermen zichzelf niet kunnen verlichten, is een achtergrondverlichting nodig om verlichting te bieden dat het TFT LCD -complex vervolgens manipuleert. De vloeibare kristallen polariseren het licht in verschillende graden, en bijgevolg passeert de oppervlaktepolarisator er verschillende niveaus van licht doorheen, waardoor de kleur en helderheid van de pixel wordt geregeld.

TN (Twisted Nematic) Type TFT LCD

Hoewel er verschillende manieren zijn om de kristalmoleculen uit te lijnen, is het gebruik van een gedraaide nematische (TN) om dit te doen een van de oudste, meest voorkomende en goedkoopste opties voor LCD -technologie. Het gebruikt het elektrische veld tussen de elektroden georganiseerd met één op de oppervlaktesubstraatlaag en de andere op de achterste substraatlaag om de vloeibare kristallen te manipuleren.

Wanneer geen elektrisch veld de structuur van de kristallen beïnvloedt, is er een draai van 90 graden in de uitlijning. Met deze draai kan licht door de laag bewegen, het licht polariseren terwijl het passeert om vervolgens door de oppervlaktepolarisator te gaan.

Als een elektrisch veld wordt aangebracht, kan de draai in de kristalstructuur van de moleculen worden afgewikkeld, waardoor ze worden uitgestrekt. Wanneer dit gebeurt, is het licht niet gepolariseerd en kan niet door de oppervlaktepolarisator gaan, met een zwarte pixel. Het is ook mogelijk om een ​​tussen de volledig verlichte of volledig ondoorzichtige pixel te creëren; Als het licht gedeeltelijk wordt gepolariseerd (het elektrische veld legt de kristaluitlijning niet volledig recht), dan wordt een middelste luminantieniveau van licht uitgestoten uit de LED -achtergrondverlichting door de polarisator.

Hoewel dit een van de goedkoopste opties is voor display -technologie, heeft het zijn eigen problemen. De TN TFT LCD heeft geen topresponstijden in vergelijking met andere typen, en het voorziet niet in een zo brede kijkhoek als andere TFT -LCD's met behulp van verschillende uitlijningsmethoden. Een kijkhoek is de richting waarin een scherm kan worden bekeken voordat de weergegeven afbeelding niet correct kan worden gezien in termen van licht en kleur. TN toont meestal worstelen met verticale kijkhoeken, maar heeft ook enigszins beperkte horizontale hoeken. Deze tn LCDS -kijkhoekslimiet wordt het probleem van de grijsschaalinversie genoemd.

Er zijn verschillende manieren om het probleem van de grijsschaalinversie op te lossen.

Over het algemeen, wanneer de kijkhoek niet ideaal is, neemt de beeldkwaliteit als geheel af. Dingen zoals contrastverhouding (de luminantieverhouding tussen de helderste witte en donkerste zwart) en de leesbaarheid van het scherm worden niet bewaard vanwege dit probleem.

Van de methoden van vloeibare kristaluitlijning is TN slechts één optie voor LCD -technologie. Er zijn verschillende andere veel voorkomende manieren om de kristallen uit te lijnen voor een brede kijkhoek, zoals de verticale uitlijning van meerdere domeinen of in het vlak van het vlak. Vanwege de overvloed aan TN-apparaten is bovendien ook iets dat O-Film wordt genoemd, geïntroduceerd om te combineren met TN-schermen, zodat gebruikers geen hele nieuwe apparaten hoeven te kopen.

MVA (multi-domein verticale uitlijning) TFT LCD

Simpel gezegd, deze methode verdeelt de cel onder elke pixel in meerdere domeinen. Met de divisie kunnen moleculen in dezelfde cel anders worden georiënteerd, en dus als gebruikers hun weergave van het display verschuiven, zijn er verschillende kristal directionele uitlijningen die het behoud van de display -eigenschappen mogelijk maken over deze hoeken zoals hoge helderheid en hoog contrast. Dit lost het probleem op van wat bekend staat als een verticale uitlijning van mono-domein.

Hoewel vooral vergelijkbaar met de TN, heeft de MVA één opmerkelijk kenmerk in zijn cel die TN -cellen niet hebben: glazen uitsteeksels. Tussen de sandwichelektroden heroriënteren hoeken glazen uitsteeksels het licht dat in de laag reist, zodat het bij het verlaten van de oppervlaktepolarisator in een veelheid aan richtingen reist om te voldoen aan de noodzaak voor een brede kijkhoek.

In recente ontwikkelingen van de MVA TFT LCD zijn de contrastverhouding, helderheid en responstijden allemaal toegenomen in kwaliteit. Contrastverhouding, met 300: 1 wanneer voor het eerst ontwikkeld in 1997, is verbeterd tot 1000: 1. Evenzo heeft de responstijd, gekenmerkt door stijgende (zwart tot wit) en verval (wit tot zwarte) tijd, tijden bereikt die de snelste zijn die menselijke ogen kunnen verwerken, wat de geschiktheid van op MVA gebaseerde displays voor bewegende beelden aantoont.

IPS (In-Panel Switching) TFT LCD

Een andere oplossing voor het probleem van de grijze schaal veroorzaakt door TN is deIPS LCD. In termen van voordelen van de IP's is het nogal vergelijkbaar met de MVA. Maar structureel, in plaats van oppervlakte- en rugelektroden, plaatst de IP's beide elektroden op het achterste substraat. Dit dwingt vervolgens de moleculen om, wanneer het elektrische veld is ingeschakeld, de oriëntaties in te schakelen, bekend als vlakke omschakeling en op een parallelle manier uitlijnen met de substraten in plaats van loodrecht zoals in TN -apparaten. In dit geval is een helderdere achtergrondverlichting nodig, omdat het licht meer kracht nodig heeft om dezelfde display -helderheid te produceren die de TN mogelijk met minder licht van de bron kan doen.

Met dit type uitlijning werden kijkhoeken in veel bredere richtingen bewaard in vergelijking met de TN. Onlangs hebben IPS -displays verbeterde kwaliteiten zoals responstijd om de IPS -schermen wenselijker te maken voor consumenten. Dit type TFT LCD zal echter de neiging hebben om meer te kosten dan TN -apparaten.

Tn vs o-film vs mva vs ips tft lcd

Hoewel de TN TFT LCD de kleinste kosten heeft, is dat om een ​​reden. O-films, MVA's en IPS TFT LCD's hebben meer kosten vanwege hun meer ingewikkelde technologieën die de kijkhoek verbeteren om de resolutie en algemene weergavekwaliteit te behouden.

De O-film is specifiek uniek omdat in plaats van de vloeibare kristaluitlijningstechnologie te wijzigen en voor relatief lage kosten de oppervlaktepolarisator van een TN-apparaat met een speciale film kan ruilen om de kijkhoek te vergroten. Omdat het wordt gecombineerd met TN, kan het de kijkhoek slechts enigszins verbeteren.

IPS heeft het meeste potentieel voor een verbeterde kijkhoek, waardoor hogere mogelijke hoeken worden bereikt dan alle andere opties. Met IP's is er echter een hoger stroomverbruik dan het reguliere TN -apparaat vanwege de behoefte aan een helderdere achtergrondverlichting in dit apparaat.

MVA is dichtbij, slechts iets minder, ten opzichte van de IPS TFT LCD in hoek. Wat het wel heeft, is echter een veel snellere responstijd, zoals eerder vermeld.

Al deze technologieën zijn haalbare opties, afhankelijk van de verlangens en prijsklasse van de consument. MVA en IPS TFT LCD's zijn meestal praktischer voor consumentenproducten zoals LCD-monitoren en telefoonschermen, terwijl TN en O-film LCD's kunnen oversteken naar industriële toepassingen. Desalniettemin worden hun toepassingen met de groei van de IPS en MVA LCD's groter.

Affs (geavanceerde franje veldschakeling) TFT LCD

De affs is vergelijkbaar met de IP's in concept; Beide stemmen de kristalmoleculen op een parallel-tot-substraat manier uit, waardoor kijkhoeken worden verbeterd. De AFF's zijn echter geavanceerder en kunnen het stroomverbruik beter optimaliseren. Het meest opvallend is dat AFFS een hoge transmissie heeft, wat betekent dat minder van de lichte energie wordt geabsorbeerd in de vloeibare kristallaag en meer wordt overgedragen naar het oppervlak. IPS TFT LCD's hebben meestal lagere transmissies, vandaar de behoefte aan de helderdere achtergrondverlichting. Dit transmissie -verschil is geworteld in de compacte, gemaximaliseerde actieve celruimte van de AFFS onder elke pixel.

Sinds 2004 heeft Hydis, die de AFF's heeft ontwikkeld, de AFF's in licentie gegeven aan het Japanse bedrijf Hitachi Displays, waar mensen gecompliceerde AFFS LCD -panelen ontwikkelen. Hydis heeft verbeterde display -eigenschappen zoals buitengelezen van het scherm, waardoor het nog aantrekkelijker is om te gebruiken voor de hoofdtoepassing: mobiele telefoons.

Als u meer wilt weten over TFT's of LCD's, bezoekt u onzewebsite!