In de displaywereld die ultieme kleur en brede kijkhoeken nastreeft, schitteren TN-schermen, met hun unieke vitaliteit, nog steeds helder in bepaalde gebieden.

Wanneer we het over displaytechnologieën hebben, richten we ons vaak op de schitterende kleuren en de brede kijkhoeken, maar hebben we de neiging om een bescheiden maar cruciaal lid in de displaywereld over het hoofd te zien - het TN (Twisted Nematic) paneel.

Als de "pionier" van de vloeibaar-kristaldisplaytechnologie legde het technische principe van TN-panelen de basis voor de daaropvolgende ontwikkeling van vloeibaar-kristaldisplays. Hoewel het inferieur is aan moderne IPS- en VA-panelen wat betreft kleurreproductie en kijkhoek, nemen TN-panelen met hun unieke voordelen nog steeds een onvervangbare positie in in veel industriële toepassingen.

De basisstructuur van een TN-paneel omvat het etsen van transparante elektrodepatronen op een glazen substraat dat is gecoat met een ITO-transparante geleidende laag. Twee van dergelijke glazen substraten worden tussen een laag vloeibaar kristalmateriaal geplaatst, aan de randen afgedicht en vormen een platte vloeibaar-kristalbox met een dikte van slechts enkele micrometers.

Het werkingsprincipe van TN-schermen is eenvoudig en ingenieus: wanneer er geen spanning wordt aangelegd, gaat het invallende licht door de polarisatiefilm en vervolgens door de vloeibaar-kristallaag. Het gepolariseerde licht wordt door de moleculen in de vloeibaar-kristallaag 90° gedraaid, waardoor het licht soepel kan passeren. De vloeibaar-kristallaag lijkt transparant. Wanneer er spanning wordt aangelegd, zullen de vloeibaar-kristalmoleculen zich opnieuw verticaal oriënteren, waardoor het licht niet kan draaien en het dus wordt geblokkeerd. Dit zorgt ervoor dat het gebied rond de elektroden zwart lijkt.

Dit eenvoudige maar efficiënte werkingsprincipe heeft TN-schermen twee kernvoordelen gegeven: extreem snelle reactiesnelheid en lage productiekosten.

Het TN-paneel heeft een relatief klein aantal grijstinten voor de output en de vloeibaar-kristalmoleculen hebben een snelle afbuigsnelheid. Hierdoor kan de reactietijd gemakkelijk worden verbeterd, tot een maximale grijswaardenreactietijd van 1 ms, wat nog steeds ongeëvenaard is door andere paneeltypen.

02 Industrieel toepassingskaart van TN-panelen

In de esports-arena telt elke milliseconde. TN-panelen zijn met hun extreem snelle reactiesnelheid de voorkeurskeuze geworden voor veel esports-spelers en hardcore gamers.

In snelle gamescenario's kunnen TN-schermen bewegingsonscherpte en ghosting-effecten aanzienlijk verminderen, waardoor spelers een helderdere en soepelere visuele ervaring krijgen.

Bovendien zijn TN-panelen momenteel het enige type paneel dat een vernieuwingsfrequentie van meer dan 120 Hz kan bereiken. Ze kunnen een vernieuwingsfrequentie van 240 Hz of zelfs hoger ondersteunen. In combinatie met adaptieve synchronisatietechnologieën zoals NVIDIA G-Sync of AMD FreeSync, verbeteren ze de soepelheid van de gamegraphics verder.

Industriële controle en automatisering

De industriële omgeving is zeer gevoelig voor de betrouwbaarheid, stabiliteit en kosten van displayapparaten. TN-schermen hebben een uitgebreide toepassingsruimte gevonden in de industriële controle, dankzij hun eenvoudige structuur, lange levensduur en controleerbare kosten.

Van de bedieningspanelen in de fabriekswerkplaats tot de bedieningsinterfaces van CNC-apparatuur, van de displays van testinstrumenten tot de bewakingsterminals van automatiseringssystemen, TN-schermen kunnen op betrouwbare wijze kritieke gegevens weergeven met stabiliteit en betrouwbaarheid.

De industriële omgeving vereist meestal niet dat het scherm vanuit een zeer brede hoek wordt bekeken, wat het nadeel van de beperkte kijkhoek van TN-schermen effectief overwint.

Gespecialiseerde apparatuur en goedkope displayvereisten

In gespecialiseerde apparatuur die wordt gebruikt in industrieën zoals financiën, detailhandel en gezondheidszorg, spelen TN-schermen ook een belangrijke rol.

Bankautomaten, zelfbedieningsautomaten, handheld terminalapparaten, enz. Deze apparaten worden meestal door gebruikers bediend en stellen geen hoge eisen aan de kleurprestaties, maar moeten wel lange tijd stabiel werken. TN-schermen voldoen precies aan deze eisen.

Verder, in de markten voor goedkope laptops en kantoormonitoren, behouden TN-schermen nog steeds een positie vanwege hun prijsvoordeel, waardoor praktische displayoplossingen worden geboden voor gebruikers met een beperkt budget.

03 Technische beperkingen en verbeteringen van TN-schermen

Vooral bij weergave van bovenaf vertoont het TN-scherm aanzienlijke veranderingen in contrast en helderheid, en de kleuren zullen ook afdrijven.

Om deze tekortkomingen aan te pakken, ontwikkelde de fabrikant de TN+Film (compensatiefilm) technologie. Door een laag reflecterende film aan het paneel toe te voegen, werd de kijkhoek vergroot van de oorspronkelijke 90 graden tot ongeveer 160 graden - 170 graden.

Qua kleur kan het native TN-paneel slechts 262.144 kleuren weergeven (64*64*64, 6-bits paneel).

Door de kleurjittertechnologie (FRC, frame rate control) kunnen TN-panelen de weergave van 167 miljoen kleuren (8 bits) simuleren, maar de kleurreproductie is nog steeds niet zo nauwkeurig als die van de native 8-bits IPS- of VA-panelen.

Van de schermen met hoge vernieuwingsfrequentie die professionele e-sportsspelers gebruiken voor hun intense operaties, tot de bedieningspanelen die stabiel werken in fabriekswerkplaatsen, TN-schermen spelen een unieke rol op verschillende podia. Het is misschien niet de meest oogverblindende ster in displaytechnologie, maar het is de meest praktische keuze die het beste aan specifieke behoeften voldoet.

De evolutie van displaytechnologieën is nooit gestopt. Nieuwe technologieën zoals OLED en Mini-LED blijven opduiken. De waarde van technologie ligt echter niet in het blindelings nastreven van het allernieuwste, maar in het op passende wijze voldoen aan de behoeften. In die zin illustreert het bestaan en de ontwikkeling van TN-schermen precies de essentie van industrieel ontwerp - het zoeken naar de optimale oplossing door middel van evenwicht.