TFT LCD چیست؟

 چیآیا TFT LCD میانگین است؟ 

TFT LCD کوتاه شده استنمایشگر کریستال مایع ترانزیستوری با لایه نازک، که با لایه‌بندی لایه‌های نازک روی یک زیرلایه شیشه‌ای ساخته می‌شود، از این رو به این نام می‌گویند. این تکنیک معمولاً برای ایجاد ریزپردازنده ها استفاده می شود. TFT در LCD با تنظیم سطح میدان الکتریکی در سه خازن کریستال مایع (یکی برای هر زیرپیکسل قرمز، سبز و آبی) در پیکسل، پیکسل های جداگانه را در نمایشگر کنترل می کند تا قطبش را کنترل کند. مواد کریستالی میزان پلاریزاسیون در کریستال میزان نوری را که از نور پس زمینه به فیلتر رنگی می رسد تعیین می کند. به دلیل این توانایی برای کنترل مستقیم و سریع هر پیکسل، TFT همچنین فناوری LCD ماتریس فعال نامیده می شود.

مانیتور TFT LCD نوعی صفحه نمایش تخت است که به عنوان مانیتور کامپیوتر یا نمایشگر تلویزیون کار می کند. TFT LCD مخفف نمایشگر کریستال مایع ترانزیستور فیلم نازک است. اغلب اوقات، سازندگان اصطلاح چنین نمایشگرهایی را به LCD کوتاه می‌کنند و TFT را از نام حذف می‌کنند زیرا این مخفف صرفاً به نوع نمایشگر LCD اشاره دارد و TFT به راحتی محبوب‌ترین نوع است.

ترانزیستور لایه نازک شامل یک قطعه نازک از یک ماده نیمه رسانا است که روی یک بستر شیشه ای اعمال می شود. هر پیکسل ترانزیستور خود را به همراه مواد کریستال مایع دارد. ماده کریستال مایع هم خواص یک مایع را به دلیل توانایی آن در تغییر سریع و هم یک کریستال را به دلیل توانایی آن برای ماندن در یک موقعیت مرتب نشان می دهد. ترانزیستور یک ولتاژ به پیکسل اعمال می کند و رنگ و شدت آن را تعیین می کند. پیکسل مخفف عنصر تصویر است و پیکسل های ریز با هم ترکیب می شوند تا تصویری را روی صفحه نمایش ایجاد کنند.

نام دیگر مانیتور TFT LCD یک LCD ماتریس فعال است. اگرچه TFT تنها فناوری ماتریس فعال نیست، اما بسیار رایج‌ترین نوع آن است که باعث می‌شود برخی افراد از این دو اصطلاح به جای یکدیگر استفاده کنند. با این حال، TFT تنها بخش کوچکی از LCD ماتریس فعال است. اصطلاح Active-Matrix به توانایی مانیتور برای کنترل تک تک پیکسل ها و تغییر سریع آنها اشاره دارد.

LCD های ماتریس فعال از جهات مختلفی با LCD های ماتریس غیرفعال متفاوت هستند. حداقل در مقایسه با نمایشگرهای ماتریس غیرفعال، نرخ تازه سازی، کنتراست بالا و زمان پاسخ دهی بالایی دارند. ال سی دی ماتریس غیرفعال معمولاً در نمایشگر ماشین حساب یا ساعت مچی دیجیتال یافت می شود، جایی که صفحه نمایش دارای تعداد محدودی بخش است و نیازی به رنگ کامل ندارد. نمایشگرهای ماتریس فعال معمولاً LCD با وضوح بالا و تمام رنگی هستند و شامل مواردی هستند که در نمایشگرهای رایانه، تلفن های همراه و تلویزیون ها یافت می شوند.

چند نوع مختلف از فناوری ترانزیستور لایه نازک ممکن است در مانیتور LCD TFT یافت شود. متداول ترین نمایشگر رایانه و تلویزیون، نمایشگر نماتیک پیچ خورده (TN) نامیده می شود که دارای زمان پاسخگویی سریع است. با این حال، نمایشگرهای TN در زمینه زاویه دید صفحه نمایش و بازتولید رنگ برتری ندارند. یکی دیگر از فناوری‌های رایج مانیتور IPS است که مخفف کلید سوئیچینگ در هواپیما است. صفحه نمایش IPS رنگ های عالی و زاویه دید خوبی ارائه می دهد، اما نرخ تازه سازی آن پایین است.

 کریستال مایع LCD

کریستال های مایع مواد تقریباً شفافی هستند و خصوصیات کریستال ها و مایعات را همزمان نشان می دهند. دو صفحه شیشه ای مهر و موم شده با رزین اپوکسی و با یک شیار در گوشه سمت چپ اجازه می دهد تا کریستال های مایع (تحت خلاء) قبل از آب بندی نهایی صفحات شیشه ای وارد شوند. تفاوت پتانسیل جهت گیری کریستال مایع را تعیین می کند. هنگامی که از پلاریزهرها و فیلترهای رنگی استفاده می شود، تفاوت در جهت گیری کریستال مایع باعث تفاوت در عبور (یا بازتاب) و رنگ حاصل می شود. بلورهای مایع موادی هستند که فازهای مختلفی (جامد، کریستال مایع یا مایع) در دماهای مختلف دارند.

 فیلم تراز

فیلم بر روی دو صفحه شیشه ای (بالا و پایین) با یک سری شیارهای موازی قرار می گیرد، به طوری که مولکول های کریستال مایع در جهت مناسب قرار می گیرند (شکل 5 دارای یک سری شیارهای موازی است، به طوری که مولکول های کریستال مایع تراز در جهت مربوطه)

 توسعه LCD

کریستال مایع بیش از 100 سال پیش کشف شد. هنگامی که گرم می شود، حالت خارجی آنها می تواند از جامد به کریستال مایع تغییر کند و حتی با افزایش بیشتر دما، کاملاً به شکل مایع تبدیل شود. در طول سال ها، مردم تلاش زیادی برای بهبود کریستال های مایع انجام داده اند و در نتیجه به طور گسترده ای در ماشین حساب های الکترونیکی و ساعت های دیجیتال استفاده می شود. در حال حاضر، محدوده کاربرد کریستال مایع رنگی گسترده تر است: تلفن های همراه، رایانه های شخصی و تلویزیون ها که دارای ویژگی های ضخامت کم، مصرف انرژی کم، وضوح بالا و روشنایی هستند. علاوه بر این، در آینده قابل پیش‌بینی، به دلیل گسترش سریع صفحه‌نمایش‌های صفحه تخت، انتظار می‌رود که تقاضا برای پنل‌های LCD رشد قابل‌توجهی داشته باشد.

 ال سی دی چگونه کار می کند

هنگامی که یک ولتاژ به دو الکترود LCD اعمال می شود، هر چه "باز شدن" مولکول های کریستال مایع قوی تر باشد، پتانسیل اعمال شده بالاتر است (شکل 6). حساسیت ولتاژ یکی از مشخصه های اصلی کریستال های مایع است. شکل 7 حالت عادی "سفید" LCD را نشان می دهد. تا زمانی که اختلاف پتانسیل اعمال نشود، نور می تواند از لایه کریستال مایع عبور کند و مولکول های کریستال مایع جهت صفحه نور را با توجه به زاویه خود تغییر می دهند. با این حال، هنگامی که یک ولتاژ اعمال می شود، مولکول های کریستال مایع نوری را که به سمت فیلتر پلاریزه بالایی هدایت می شود، «باز می شوند» و «راست می کنند». بنابراین نور نمی تواند از ناحیه فعال LCD عبور کند و این ناحیه تیره تر از ناحیه اطراف خواهد بود.

 حالت کنترل LCD

شکل 8 مدار کنترل LCD را نشان می دهد. در یک بازه زمانی انتخاب شده، کلید بسته می شود و یک ولتاژ ورودی به کریستال مایع اعمال می شود که باعث تغییر جهت مولکول های کریستال مایع می شود. هنگامی که سوئیچ بسته می شود، یک بار مشخص در Clc ذخیره می شود و ولتاژ دو سوی Clc با گذشت زمان کاهش می یابد. برای افزایش ظرفیت ذخیره سازی شارژ، یک خازن ذخیره سازی Cst را به موازات Clc اضافه کنید.

 خازن ذخیره انرژی

در واقع کنترل کریستال مایع باید توسط ولتاژ AC انجام شود. برای فعال کردن ال سی دی تنها زمانی که سوئیچ روشن است ولتاژ اعمال می شود و سپس کلید بلافاصله خاموش می شود. در برخی موارد، ولتاژ کریستال مایع به دلیل نشتی کاهش می یابد. برای جلوگیری از این امر می توانیم از خازن موازی برای جبران ولتاژ نشتی استفاده کنیم. با افزایش ظرفیت Cst، شکل ولتاژ دو طرف آن نزدیک به زیگزاگ است.

 اصل کار TFT LCD

TFT به عنوان سوئیچ عمل می کند. گیت TFT به خط اسکن، منبع به خط داده و درین به Clc و Cst متصل می شود. هنگامی که شاتر فعال می شود (در خط اسکن انتخاب می شود)، کانال TFT باز می شود و داده های تصویر به Clc و Cst نوشته می شود. هنگامی که شاتر انتخاب نشده است، کانال TFT بسته می شود

 ساختار اصلی TFT LCD

هسته ساختار TFT-LCD شامل کریستال مایع، دو پلاریزه کننده و صفحه شیشه ای است: بستر فیلم رنگی بالایی و زیرلایه آرایه TFT پایینی. مواد کریستال مایع را بین دو صفحه شیشه ای تزریق کنید

 تنظیم شار نورانی

با کنترل مقدار ولتاژ ورودی اعمال شده به کریستال مایع، می توان آرایش، جهت و جهت مولکول ها را تغییر داد که باعث می شود حجم شار نوری از کریستال مایع به همان نسبت تغییر کند.