TFT LCD Wide Viewing Winkeltechnologien

TFT LCD -Struktur

Eine detailliertere Erklärung der TFT -LCD -Struktur oder der LCDs im Allgemeinen finden Sie im Allgemeinen unterTFT LCD GrundkenntnisseoderEinführung in LCDs.

DerTFT LCD oder Dünnfilmtransistor-Flüssigkeitskristallanzeige, ist eine beliebte Form der Display -Technologie, die häufig in Computermonitoren und anderen gängigen Gerätebildschirmen verwendet wird. Dieses Anzeigemodul oder genauer gesagtLCD -Modul, besteht aus drei Schlüsselschichten. Die tiefste Schicht, die der Rückseite des Geräts am nächsten liegt, besteht aus am weitesten bis zur Oberfläche am nächsten gelegenen Polarisator, einem Glassubstrat, Pixelelektroden und TFTs. Die oberflächenreichste Schicht ähnelt dieser Schicht, da sie auch ein Glassubstrat, einen Polarisator und (in einigen Matrixen) Elektroden aufweist; Die Reihenfolge dieser Komponenten wird jedoch im Vergleich zur anderen Schicht umgedreht (der Polarisator ist der Oberfläche am nächsten), und in dieser Schicht befindet sich ein RGB -Farbfilter. Zwischen diesen beiden Schichten existiert eine Schicht flüssiger Kristallmoleküle und trägt Ladungen und Energie in Richtung der Oberfläche des TFT -LCD. Die Kristallmoleküle können auf verschiedene Weise ausgerichtet werden, um die Betrachtungseigenschaften des LCD -Bildschirms zu verändern.

Als Active-Matrix-LCD-Gerät bestehen die einzelnen Pixel des TFT-LCD aus roten, grünen und blauen Subpixeln, die jeweils ihre eigenen TFT und Elektroden unter ihnen haben. Diese Subpixel werden einzeln und aktiv gesteuert, daher der Name Active-Matrix; Dies ermöglicht dann eine reibungslosere und schnelle Reaktionszeit. Der Active-Matrix ermöglicht auch größere Anzeigemodi, die weiterhin die Qualität der Farbe, die Aktualisierungsrate und die Auflösung aufrechterhalten, wenn das Seitenverhältnis erhöht wird.

Innerhalb der Pixel, die das TFT -LCD -Display bestehen, spielen Elektroden eine Rolle bei der Durchführung der Schaltung zwischen ihnen. Wenn Sie an beiden Innenseiten der beiden Glassubstrate geschichtet sind, erzeugen die Elektroden zusammen mit dem TFT einen elektrischen Weg innerhalb der flüssigen Kristallschicht. Es gibt auch andere Platzierungen von Elektroden neben der Oberfläche und der Rückseite des Geräts, die den Effekt des elektrischen Weges zwischen den Substraten ändern (später in diesem Artikel erörtert werden). Dieser Weg wirkt sich auf die Kristalle durch sein elektrisches Feld aus, das eines der TFT -Konzepte ist, die für den niedrigen, minimierten Stromverbrauch von TFTs verantwortlich sind und sie so effizient und ansprechend machen.

Wenn das elektrische Feld mit den flüssigen Kristallmolekülen interagiert, können sich die Moleküle auf verschiedene Weise ausrichten, wodurch die Art und Weise verändertHintergrundbeleuchtungdes Geräts (gefunden hinter dem hintersten Polarisator) zur Oberfläche. Da sich LCD -Bildschirme nicht selbst beleuchten können, ist eine Hintergrundbeleuchtung erforderlich, um Beleuchtung zu liefern, die der TFT -LCD -Komplex dann manipuliert. Die flüssigen Kristalle polarisieren das Licht auf unterschiedliche Grad, und folglich übergibt der Oberflächenpolarisator verschiedene Lichtstufen durch sie, wodurch die Farbe und Helligkeit des Pixels gesteuert wird.

TN (Twisted Nematic) Typ TFT LCD

Obwohl es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, die Kristallmoleküle auszurichten, ist die Verwendung eines verdrehten Nematik (TN) eine der ältesten, häufigsten und billigsten Optionen für die LCD -Technologie. Es verwendet das elektrische Feld zwischen den mit einer auf der Oberflächensubstratschicht organisierten Elektroden und der anderen auf der hinteren Substratschicht, um die flüssigen Kristalle zu manipulieren.

Wenn kein elektrisches Feld die Struktur der Kristalle beeinflusst, gibt es eine 90 -Grad -Verdrehung in der Ausrichtung. Diese Wendung ermöglicht es, sich durch die Schicht zu bewegen und das Licht zu polarisieren, wenn es fließt, um dann durch den Oberflächenpolarisator zu gehen.

Wenn ein elektrisches Feld aufgetragen wird, kann die Verdrehung der Kristallstruktur der Moleküle abgewickelt werden, wodurch sie ausgerichtet werden. In diesem Fall ist das Licht nicht polarisiert und kann den Oberflächenpolarisator nicht durchlaufen und ein schwarzes Pixel anzeigen. Es ist auch möglich, ein zwischen dem vollständig beleuchteten oder vollständig undurchsichtigen Pixel zu erstellen. Wenn das Licht teilweise polarisiert ist (das elektrische Feld gleicht die Kristallausrichtung nicht vollständig), wird ein Lichtniveau der mittleren Luminanz durch den Polarisator aus den LED -Hintergrundlichtern emittiert.

Dies ist zwar eine der billigsten Optionen für die Display -Technologie, aber es hat seine eigenen Probleme. Das TN TFT LCD hat im Vergleich zu anderen Typen keine Top -Reaktionszeiten und sorgt nicht für einen so breiten Betrachtungswinkel wie andere TFT -LCDs mit unterschiedlichen Ausrichtungsmethoden. Ein Betrachtungswinkel ist die Richtung, in der ein Bildschirm betrachtet werden kann, bevor das angezeigte Bild nicht in Bezug auf Licht und Farbe ordnungsgemäß angezeigt werden kann. TN zeigt hauptsächlich mit vertikalen Betrachtungswinkeln, haben aber auch etwas begrenzte horizontale Winkel. Diese TN LCDS -Betrachtungswinkelgrenze wird als graues Maßstab inversion als Problem bezeichnet.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Problem der Graustufeninversion zu lösen.

Im Allgemeinen nimmt die Bildqualität als Ganzes beim Betrachtungswinkel ab. Dinge wie das Kontrastverhältnis (das Luminanzverhältnis zwischen dem hellsten weißen und dunkelsten Schwarz) und der Lesbarkeit des Bildschirms sind aufgrund dieses Problems nicht erhalten.

Unter den Methoden der Flüssigkristallausrichtung ist TN nur eine Option für die LCD -Technologie. Es gibt verschiedene andere häufige Möglichkeiten, die Kristalle für einen weiten Betrachtungswinkel auszurichten, wie z. Aufgrund der Fülle von TN-Geräten wurde außerdem, wie O-Film bezeichnet wird, auch in die Paarung mit TN-Bildschirmen eingeführt, sodass Benutzer keine ganz neuen Geräte kaufen müssen.

MVA-TFT-LCD (Multi-Domänen-Vertikale) TFT-LCD

Einfach ausgedrückt, diese Methode unterteilt die Zelle unter jedem Pixel in mehrere Domänen. Mit der Teilung können Moleküle in derselben Zelle unterschiedlich ausgerichtet werden, und so dass Benutzer ihre Ansichten zur Anzeige verschieben, gibt es unterschiedliche Kristallrichtungsausrichtungen, die die Erhaltung der Anzeigeeigenschaften über diese Winkel wie hohe Helligkeit und hohe Kontrast ermöglichen. Dies löst das Problem eines sogenannten mono-domänen-vertikalen Ausrichtung.

Obwohl die MVA meist ähnlich wie die TN, hat sie ein bemerkenswertes Merkmal in seiner Zelle, die TN -Zellen nicht haben: Glasvorsprünge. Zwischen den Sandwich -Elektroden richten Winkelglasvorsprünge das Licht, das in die Schicht wandert, so, dass beim Verlassen des Oberflächenpolarisators es in eine Vielzahl von Richtungen wandert, um die Notwendigkeit eines weiten Betrachtungswinkels zu erfüllen.

In jüngsten Entwicklungen der MVA TFT -LCD haben Kontrastverhältnisse, Helligkeit und Reaktionszeiten die Qualität erhöht. Das Kontrastverhältnis von 300: 1, als er 1997 zum ersten Mal entwickelt wurde, wurde auf 1000: 1 verbessert. In ähnlicher Weise hat die Reaktionszeit, die durch steigendes (schwarz bis weiß) und Zerfall (weiß bis schwarz) gekennzeichnet ist, Zeiten erreicht, die am schnellsten verarbeiten können, was die Angemessenheit von MVA-basierten Displays für bewegte Bilder zeigt.

IPS (In-Panel-Switching) TFT LCD

Eine andere Lösung für das durch TN verursachte Inversionsproblem im Graustufen ist dieIPS LCD. In Bezug auf die Vorteile des IPS ist es der MVA eher ähnlich. Aber strukturell, anstatt Oberflächen- und Rückenelektroden zu haben, platziert das IPS beide Elektroden auf dem hinteren Substrat. Dies zwingt dann die Moleküle, wenn das elektrische Feld eingeschaltet ist, Schaltungsorientierungen, die als Ebenenschalter bezeichnet werden, und parallel auf die Substrate anstatt wie in TN -Geräten senkrecht auszurichten. In diesem Fall wird eine hellere Hintergrundbeleuchtung benötigt, da das Licht mehr Kraft benötigt, um die gleiche Anzeigehelligkeit zu erzeugen, die der TN möglicherweise mit weniger Licht aus der Quelle zu tun hat.

Mit dieser Art der Ausrichtung wurden die Betrachtungswinkel in viel breiteren Richtungen im Vergleich zum TN erhalten. In letzter Zeit haben IPS -Displays die Qualitäten wie die Reaktionszeit verbessert, um die IPS -Bildschirme für die Verbraucher wünschenswerter zu gestalten. Diese Art von TFT -LCD kostet jedoch mehr als TN -Geräte.

Tn gegen O-film vs mva vs ips tft lcd

Während das TN TFT LCD die geringsten Kosten hat, ist dies aus einem Grund. O-Filme, MVAs und IPS-TFT-LCDs haben aufgrund ihrer komplizierteren Technologien, die den Betrachtungswinkel verbessern, um die Auflösung und die allgemeine Anzeigequalität zu erhalten.

Das O-Film ist speziell einzigartig, da die Flüssigkristallausrichtungstechnologie nicht zu relativ geringen Kosten verändert wird, sondern den Oberflächenpolarisator eines TN-Geräts mit einem speziellen Film austauschen kann, um den Betrachtungswinkel zu erweitern. Da es mit TN kombiniert ist, kann es nur leicht den Betrachtungswinkel verbessern.

IPS hat das größte Potenzial für einen verbesserten Betrachtungswinkel und erreicht höhere mögliche Winkel als alle anderen Optionen. Bei IPS gibt es jedoch einen höheren Stromverbrauch als das reguläre TN -Gerät, da in diesem Gerät eine hellere Hintergrundbeleuchtung erforderlich ist.

MVA ist in der IPS -TFT -LCD in Winkel nahe, nur etwas weniger. Was es jedoch hat, ist eine viel schnellere Reaktionszeit, wie bereits erwähnt.

Alle diese Technologien sind praktikable Optionen, abhängig von den Wünschen des Verbrauchers und der Preisklasse. MVA- und IPS-TFT-LCDs sind in der Regel für Konsumgüter wie LCD-Monitore und Telefonbildschirme praktischer, während TN- und O-Film-LCDs in industrielle Anwendungen übergehen können. Mit dem Wachstum der IPS- und MVA -LCDs erweitern sich ihre Anwendungen jedoch.

AFFS (Advanced Fringe Field Switching) TFT LCD

Die AFFs ähneln den IPs im Konzept; Beide richten die Kristallmoleküle parallel zu Substrat aus und verbessert die Betrachtungswinkel. Die AFFs sind jedoch fortgeschrittener und können den Stromverbrauch besser optimieren. Insbesondere hat AFFs eine hohe Durchlässigkeit, was bedeutet, dass weniger Lichtenergie in der flüssigen Kristallschicht absorbiert wird und mehr in die Oberfläche übertragen wird. IPS -TFT -LCDs haben in der Regel niedrigere Übermittlungen, weshalb die hellere Hintergrundbeleuchtung erforderlich ist. Dieser Durchlässigkeitsunterschied basiert im kompakten, maximierten aktiven Zellraum des AFFS unter jedem Pixel.

Seit 2004 hat Hydis, der die AFFs entwickelt hat, die AFFs für die japanischen Firma Hitachi Displays lizenziert, wo Menschen komplizierte AFFS -LCD -Panels entwickeln. Hydis hat die Anzeigeeigenschaften wie die Lesbarkeit des Bildschirms im Freien verbessert, wodurch die Verwendung für die Hauptanwendung noch attraktiver wird: Mobiltelefone Displays.

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