Задумывались ли вы когда-нибудь, как оживают четкие изображения на вашем смартфоне, экране компьютера или умных устройствах? Ответ, вероятно, кроется в четырех буквах: TFT LCD . Эта преобразующая технология революционизирует визуальные впечатления, но как именно она работает?

Жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных транзисторах (TFT LCD) стал звездой в технологии дисплеев. В его основе лежит тонкопленочный транзистор (TFT), полупроводниковое устройство, которое повышает эффективность, компактность и экономичность. В отличие от пассивных матричных дисплеев, активная матричная конструкция TFT LCD дает каждому пикселю свой собственный выделенный контроль транзистора.

Уникальная структура TFT осаждает полупроводниковые материалы на стеклянные или пластиковые подложки, создавая тонкие, гибкие компоненты, идеально подходящие для дисплеев с высоким разрешением. Эти микроскопические переключатели точно контролируют яркость пикселей, регулируя поток электрического тока.

Интеграция TFT LCD с технологией плоских панелей ознаменовала упадок громоздких дисплеев на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ). Хотя ЭЛТ предлагали яркие цвета, их вес и энергопотребление не могли конкурировать с тонким профилем и энергоэффективностью ЖК-дисплеев.

ЖК-дисплеи используют молекулы с уникальными оптическими свойствами для управления передачей света. Первые ЖК-дисплеи испытывали трудности с контрастностью и углами обзора, пока технология TFT не предоставила решение посредством управления активной матрицей.

1. Слой стеклянной подложки TFT

   Базовый слой содержит массив аморфного кремния TFT на стекле. Каждый транзистор соединяется с субпикселем, управляя подачей напряжения через пиксельные электроды, изготовленные из прозрачного оксида индия-олова (ITO).

2. Слой RGB цветового фильтра

   Переднее стекло содержит красные, зеленые и синие фильтры, которые создают каждый пиксель. Соответствующие электроды завершают цепь, при этом ITO обеспечивает как проводимость, так и передачу света.

3. Слой жидких кристаллов

   Между этими слоями жидкие кристаллы - с их уникальными жидкокристаллическими гибридными свойствами - действуют как световые клапаны. Их выравнивание, контролируемое электрическими полями, манипулирует поляризацией света для создания изображений.

В режиме «обычно белый» стандартное расположение скрученного нематического (TN) типа позволяет проходить свету. Применение напряжения перестраивает кристаллы, блокируя свет для создания темных состояний. Изменение напряжения создает градации серого цвета посредством эффекта скрученного нематика.

В то время как технология TN предлагает экономичность и быстрое время отклика, ее точность цветопередачи и углы обзора отстают от альтернатив In-Plane Switching (IPS). IPS выравнивает кристаллы параллельно электродам, улучшая точность цветопередачи и углы обзора при более высокой стоимости.

Поскольку ЖК-дисплеи не излучают свет, подсветка - обычно светодиодная или новая технология OLED - обеспечивает необходимое освещение. Белая подсветка проходит через поляризаторы и цветовые фильтры для создания окончательного цветного изображения.

Три субпикселя каждого пикселя функционируют как микроскопические конденсаторы. TFT, как полевые транзисторы, используют напряжение затвора для регулирования тока от истока к стоку, точно контролируя яркость каждого субпикселя. Эта триада RGB объединяется для получения полного цветового спектра.

TFT LCD продолжает развиваться, с достижениями в разрешении, контрастности и энергоэффективности. Поскольку технология сходится с инновациями OLED и micro-LED, она обещает еще более захватывающие визуальные впечатления в потребительской электронике, медицинской визуализации и промышленных приложениях.