TFT LCD nedir?
A TFT LCD veya ince film transistörlü sıvı kristal ekran, günümüzde en hızlı büyüyen ekran teknolojisi biçimlerinden biridir. İnce film transistör (TFT), ürünün verimliliğini, kompaktlığını ve maliyetini artırmak için görüntüleme teknolojisinde kullanılan bir tür yarı iletken cihazdır. Yarı iletken özellikleriyle bağlantılı olarak, TFT LCD, pikselleri pasif olarak ayrı ayrı ve aktif olarak kontrol eden ve bu yarı iletken cihazın faydalarını artıran aktif bir matris ekranıdır.
TFT Teknolojisi hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:
Düz panel teknolojisiyle, özellikle likit kristal ekranlarla (LCD) eşleştirildiğinden, TFT ekranlar büyüdü bilgisayar monitörleri ve akıllı telefonlar gibi ekranlar ve LCD monitörler için yaygın olarak popülerdir. Bu gelişmeyle birlikte, diğer adıyla CRT olarak da bilinen katot ışını tüpü, ekranlar alanında daha hafif, daha az hacimli LCD'nin yerini almasıyla geçmişe düşmeye başladı. Günümüzün yüksek çözünürlüklü ve kaliteli ekranları, LCD'lerde öncelikle TFT teknolojisini kullanır.
TFT LCD'nin Yapısı
TFT LCD, üç temel katmandan oluşur. İki sandviç katman, biri TFT içerirken diğeri RGB veya kırmızı yeşil mavi renk filtresine sahip olsa da, cam alt tabakalardan oluşur. Cam katmanlar arasındaki katman sıvı kristal bir katmandır.
Şekil 1: TFT LCD ekranda kullanılan farklı katmanların ve bileşenlerin görsel bir diyagramı.
The TFT cam alt tabaka katmanı bir cihazın devre kartının en derin veya en arka katmanıdır. Kristal olmayan bir yapıya sahip bir silikon türü olan amorf silikondan yapılmıştır. Bu silikon daha sonra gerçek cam substrat üzerinde biriktirilir. Bu katmandaki TFT'ler, her bir alt piksele ayrı ayrı eşleştirilir (bkz. TFT Piksel Mimarisi aşağıda) cihazın diğer substrat katmanından ve ilgili alt piksellerine uygulanan voltaj miktarını kontrol edin. Bu katman ayrıca substrat ve sıvı kristal katman arasında piksel elektrotlarına sahiptir. Elektrotlar, elektriği bir şeye, bu durumda piksellere yönlendiren iletkenlerdir.
Yüzey seviyesinde diğer cam alt tabaka bulunur. Bu cam alt tabakanın hemen altında, RGB renk filtresini oluşturan gerçek piksellerin ve alt piksellerin bulunduğu yer bulunur. Daha önce bahsedilen katmanın elektrotlarına karşı koymak için, bu yüzey katmanı, iki katman arasında hareket eden devreyi kapatan sıvı kristallere daha yakın tarafta karşı (veya ortak) elektrotlara sahiptir. Bu substrat katmanlarının her ikisinde de elektrotlar, şeffaflığa izin verdikleri ve iyi iletken özelliklere sahip oldukları için çoğunlukla indiyum kalay oksitten (ITO) yapılır.
Cam alt tabakaların dış tarafları (yüzeye en yakın veya arkaya en yakın) polarizör adı verilen filtre katmanlarına sahiptir. Bu filtreler, belirli bir şekilde polarize edilmişlerse, yalnızca belirli ışık demetlerinin geçmesine izin verir, yani ışığın geometrik dalgaları filtre için uygundur. Doğru polarize edilmezse ışık, opak bir LCD ekran oluşturan polarizörden geçmez.
İki substrat tabakası arasında sıvı kristaller bulunur. Birlikte, sıvı kristal moleküller hareket açısından bir sıvı gibi davranabilir, ancak yapısını bir kristal olarak tutar. Bu katmanda kullanılabilecek çeşitli kimyasal formüller vardır. Tipik olarak, sıvı kristaller, ışık dalgalarının polarizasyonundan geçen ışığın belirli davranışlarını indüklemek için molekülleri belirli bir şekilde konumlandırmak üzere hizalanır. Bunu yapmak için ya bir manyetik alan ya da elektrik alanı kullanılmalıdır; ancak ekranlarda, bir manyetik alanın kullanılabilir olması için ekranın kendisi için çok güçlü olacaktır ve bu nedenle çok düşük güç kullanan ve akım gerektirmeyen elektrik alanları kullanılır.
Elektrotlar arasındaki kristallere bir elektrik alanı uygulamadan önce, kristallerin hizalanması 90 derecelik bir bükülmüş düzendedir ve düzgün kristal polarize bir ışığın ekranın "normal beyaz" modunda yüzey polarizöründen geçmesine izin verir. Bu duruma, yapıyı bu özel bükülme ile yönlendiren bir malzemeye bilerek kaplanmış elektrotlar neden olur.
Bununla birlikte, elektrik alanı uygulandığında, kristaller düzleştikçe bükülme kırılır, aksi takdirde yeniden hizalama olarak bilinir. Geçen ışık yine de arka polarizörden geçebilir, ancak kristal tabaka, ışıkları yüzey polarizöründen geçecek şekilde polarize etmediğinden, ışık yüzeye iletilmez, dolayısıyla opak bir görüntü oluşur. Voltaj düşürülürse, yalnızca bazı kristaller yeniden hizalanır ve kısmi bir ışık miktarının geçmesine izin verir ve farklı gri tonları (ışık seviyeleri) oluşturur. Bu etkiye bükülmüş nematik etki denir.
Şekil 2: Solda polarize ışığın serbestçe geçtiği bükülmüş sıvı kristal tabaka; sağda, elektrik alanı katmana yüklendikten sonra, molekül yönelimlerini tamamen yeniden hizalayarak ışık polarize olmaz ve yüzey polarizöründen geçemez.
The bükülmüş nematik etki LCD teknolojisi için en ucuz seçeneklerden biridir ve ayrıca hızlı piksel tepki süresi sağlar. Yine de bazı sınırlar var; renk üretimi kalitesi çok iyi olmayabilir ve görüş açıları veya ekrana bakıldığı yön daha sınırlıdır.
Düzlem içi anahtarlama yoluyla bu sınırlara bir çözüm verildi (IPS) sıvı kristaller. IPS, kristalleri elektrotlara dik olarak hizalamak yerine onları paralel bir şekilde hizalar. Işık daha sonra matris içinde daha akıcı hale gelir. Başlangıçta yavaş tepki süresi gibi sorunlar vardı, ancak son zamanlarda, bu sorunlar çoğunlukla çözüldü, bu da daha iyi görüş açıları ve renk reprodüksiyonunun faydalarının hatalardan daha büyük olmasını sağladı. Ancak bükülmüş nematik cihazlardan daha maliyetli bir teknolojidir.
Şekil 3:Üst sıra, IPS kullanımındaki hizalamanın doğasını ve ayrıca görüş açılarının kalitesini karakterize eder. Alt sıra, kristalleri hizalamak için bükülmüş nematiğin nasıl kullanıldığını ve görüş açılarının bundan nasıl etkilendiğini gösterir.
Cihazdan geçen ışık, ekranın arkasından veya yanından ışık tutabilen arka ışıktan kaynaklanır. LCD kendi ışığını üretmediği için, arka ışığı kullanma ihtiyacı duyar. LCD modülü. Bu ışık kaynağı en yaygın olarak LED'ler olarak bilinen ışık yayan diyotlar biçiminde gelir. Son zamanlarda, organik LED'ler (OLED) de kullanıma girmiştir. Tipik olarak beyaz olan bu ışık, doğru şekilde polarize edilirse, TFT cihazı tarafından sinyal verilen rengi görüntüleyerek, yüzey substrat katmanının RGB renk filtresinden geçecektir.
TFT LCD Sürüş
Son makaledeki “TFT'lerin Evrimi” başlığı altındaki ilk paragrafa geri dönerseniz, “İnce Film Transistör Ekranlarının Tarihçesi”, Alan Etkili Transistörün (FET) temel bir açıklaması olacaktır. TFT, bir FET biçimidir ve bu nedenle FET'lerin sürüş prensibini de takip eder. Esasen, bir TFT'nin kapısına bir voltaj uygulanırsa, sinyal akımı kontrol edilebilir veya değiştirilebilir. TFT tabanlı LCD panelde sürüş voltajı olarak adlandırılan bu akım, daha sonra kaynaktan drenaja akar ve alt pikseline bir sinyal göndererek ışığın geçmesine izin verir.
TFT Piksel Mimarisi
Bir LCD içinde her piksel, üç alt pikseli ile karakterize edilebilir. Bu üç alt piksel, bu genel pikselin RGB renklendirmesini oluşturur. Bu alt pikseller, her biri daha önce açıklandığı gibi kendi bağımsız yapısal ve işlevsel katmanlarına sahip olan bir cihaz içinde kapasitörler veya elektrik depolama birimleri olarak hareket eder. Piksel başına üç alt piksel ile, filtrelerden ve polarizörden geçen ışıktan sıvı kristal hizalamasına bağlı olarak farklı parlaklıkta hemen hemen her tür renk karıştırılabilir.
