TN LCD vs. FSTN LCD-Technologie
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TN-LCD (Twist Nematic Liquid Crystal Display) ist die älteste Art von LCD-Anzeigetechnologie, die kommerziell auf dem Markt erhältlich ist. Es war ein großer Erfolg und erweckte das weltweite Interesse an der Entwicklung der LCD-Anzeigetechnologie. Es wird auch heute noch in großem Maßstab hergestellt, hauptsächlich für die Anzeige von Ziffern (Segmenten). Eine ausführlichere Einführung finden Sie unter dem folgenden Linkf TN-LCD
Abb. 1 Ein Beispiel für eine TN-LCD-Glasscheibe
TN-LCD kann als Anzeigemodus für positive oder negative Anzeige verwendet werden. Der Positivmodus besteht aus schwarzen Zeichen auf grauem Hintergrund, während der Negativmodus aus grauen Zeichen auf schwarzem Hintergrund besteht
Es ist kostengünstig, aber Blickwinkel und Kontrast sind schlecht. Es kann keine High-Multiplex-Anwendung betreiben. TN-LCDs werden hauptsächlich für Anwendungen unter ¼ Duty verwendet. Einige strenge Kunden beschweren sich über das „Geisterbild“ des TN-Displays im ¼-Betrieb, daher wird ein leicht verbessertes HTN-LCD (Highly Twist Nematic) verwendet. Für einige sehr kostensensible Anwendungen kann TN-LCD mit bis zu 1/16 Leistung eingesetzt werden. Bei den meisten Anwendungen über 1/8 Multiplex entscheiden sich die Kunden jedoch für STN- oder FSTN-LCDs.
Einführung in die FSTN-LCD-Technologie
FSTN-LCDs (Film Compensated Super-Twisted Nematic) sind eine Art STN-LCDs (Super-Twisted Nematic). FSTN-LCDs enthalten einen Verzögerungsfilm mit Polarisator, der auf das STN-Display aufgebracht wird. Der Verzögerungsfilm wird verwendet, um die intrinsische gelbgrüne Farbe von STN-LCD-Displays zu kompensieren, um eine Schwarz-Weiß-Anzeige zu erzeugen, die für die Herstellung von Farbdisplays erforderlich ist. Es handelt sich ebenfalls um ein monochromes LCD-Display, das jedoch einen höheren Kontrast und einen größeren Betrachtungswinkel als ein TN-Display aufweist. FSTN-Displays haben einen höheren Kontrast und einen größeren Betrachtungswinkel. Sie sind gut genug, um in grafischen LCD-Anzeigeanwendungen mit einer Leistung von bis zu 1/240 eingesetzt zu werden. Da es schwarz/weiß ist, können sie nach Anwendung eines RGB-Farbfilters für CSTN (Color STN) verwendet werden. Es ist jedoch teurer als TN-LCD. FSTN-LCD ist ebenfalls eine Art monochromes Display, das sowohl einen positiven als auch einen negativen Modus hat. Bei sorgfältiger Herstellung kann die Pixelgröße nur 0,08 mm betragen.
Abb. 2 Positives TN-LCD
Abb. 3 Negatives TN-LCD
Unterschied zwischen FSTN- und TN-LCD-Technologien
- – Struktur: TN-LCD dreht sich um 90 Grad, FSTN-LCD dreht sich um 180 bis 270 Grad.
- – Flüssigkristallmaterial: Beide verwenden nematische LC-Materialien, aber FSTN-Flüssigkeit enthält mehr cholesterische Dotierungsmaterialien, um die Molekülverdrehung stärker zu unterstützen.
– Orientierungsschicht: TN-LCD kann normales Polyimid verwenden, während FSTN-LCD spezielles Polyimid mit hoher Vorneigung verwenden muss.
- – Kontrastverhältnis: Das FSTN-LCD bietet ein viel gestochen scharfes Bild als das TN-LCD, insbesondere bei Anwendungen mit höherem Multiplexing.
- – Betrachtungswinkel: FSTN-LCDs haben einen weitaus größeren Betrachtungswinkel als TN-LCDs, insbesondere bei Anwendungen mit höherem Multiplexing. TN-LCDs haben eine schwache Blickrichtung, deshalb müssen wir den Betrachtungswinkel auf 6 oder 12 Uhr festlegen. Aber das FSTN-LCD ist aus allen Blickrichtungen klar erkennbar.
- – Reaktionszeit: Da FSTN-LCDs einen höheren Drehwinkel haben, dauert es länger, eine Änderung vorzunehmen. Es hat eine längere Reaktionszeit oder eine langsamere Reaktionsgeschwindigkeit als TN-LCD.
- – Betriebstemperaturbereich: Aufgrund der extrem langsamen Reaktion und der Änderung der Hintergrundfarbe bei FSTN-LCDs bei niedrigen Temperaturen können FSTN-LCDs nur innerhalb von -20oC bis +70oC verwendet werden, TN-LCDs können jedoch mit -20oC bis +70oC verwendet werden. {2}} °C bis +90 °C, die problemlos für Außenanwendungen verwendet werden können. Die Reaktionsgeschwindigkeit des FSTN-LCDs in extrem kalten Umgebungen kann durch Hinzufügen einer Heizung verbessert werden. FSTN-LCD-Farbänderungen bei niedrigen und hohen Temperaturen können durch Hinzufügen einer umgekehrten optischen Kompensationszelle wie DSTN (Double STN) behoben werden, die Kosten sind jedoch mehr als doppelt so hoch.
- – Stromverbrauch: Theoretisch sollten FSTN- und TN-LCDs den gleichen Stromverbrauch haben. Aber FSTN-LCDs werden normalerweise für Hochmultiplexanwendungen verwendet, sie verwenden eine Ansteuerung mit höherer Frequenz und ihre LCD-Controller und Treiber verbrauchen normalerweise mehr Strom als TN-LCDs. Allgemein wird angenommen, dass TN viel weniger Strom verbraucht als STN- oder FSTN-LCD-Displays.
- – Kosten: FSTN-Displays sind etwa 50 % oder 100 % teurer als TN-Displays.
- – Montage (Anzeigemodul): Da die meisten TN-Displays weniger Kontakte haben, können Stifte, Streifen oder FPC (Flex Printed Circuit) zur Herstellung der Verbindungen verwendet werden. Beim Einbau in die LCD-Module kommt üblicherweise COB (Chip on Board) zum Einsatz. Während FSTN-Displays über mehr Kontakte verfügen, müssen eine höhere Dichte und zuverlässigere Montagemethoden verwendet werden. COG (Chip on Glass) zeichnet sich durch niedrige Kosten und die Eignung für die Großserienproduktion aus.
- – Hintergrundbeleuchtung: Sowohl TN-LCDs als auch FSTN-LCDs können selbst kein Licht aussenden. Sie benötigen Hintergrundbeleuchtung, um in dunkler Umgebung sichtbar zu sein.
- – Lesbarkeit bei Sonnenlicht: Dies ist ein großer Vorteil sowohl für TN- als auch für FSTN-LCDs. Durch Anbringen eines reflektierenden oder transflektiven Polarisators auf der Rückseite des LCD kann eine kontrastreiche Anzeige unter Sonnenlicht erreicht werden.
- – Wettbewerb auf dem Markt: Die FSTN-Technologie sieht sich aufgrund ihrer starken Kostensenkung, überlegenen Farbsättigung, guten Kontrastverhältnisse und großen Betrachtungswinkel der starken Konkurrenz durch andere Anzeigetechnologien ausgesetzt, insbesondere durch die TFT-LCD-Technologie (Thin Film Transistor). TFT-LCDs gehören zu den Aktivmatrix-LCD-Displays. Jetzt ist auch der Markt für grafische Punktmatrix-FSTN-LCDs vom Typ COB verschwunden. Um das Jahr 2000 herum wurden die meisten Mobiltelefone mit FSTN-Displays hergestellt. Der Markt wurde von Nokia mit einem Marktanteil von 85 % dominiert. Der Markt wurde vollständig durch farbige TFT-Displays ersetzt. Dank der kostengünstigen COG-Montagetechnologie mit geringem Stromverbrauch erobern FSTN-Displays den Markt für kleine Formate und Multiplexanwendungen mit weniger als 1/160. TN-Displays stehen vor einer kleinen Herausforderung durch passive OLED (Organic Light Emitting Diode). Die TN-Technologie kann auch für aktive TFT-LCDs verwendet werden, die durch AMOLED (Active Matrix OLED) zunehmend herausgefordert werden. Mittlerweile sind auch Mikro-LED-Displays auf dem Markt. Aktivmatrix-TFT-LCD-Displays vom Typ TN stehen auf dem Markt für große Displays unter Druck.
