Что такое TFT LCD-дисплей и как он работает?

Оглянитесь вокруг. Читаете ли вы это на смартфоне, смотрите на экран ноутбука или проверяете время на умных часах, весьма вероятно, что вы видите TFT-дисплей. Эта технология — рабочая лошадка, лежащая в основе визуального интерфейса бесчисленных современных устройств. Но что же такое TFT-дисплей и как он создаёт яркие, красочные изображения, которые мы видим каждый день? Давайте разберёмся в этом инженерном чуде и развеем его мифы.

Что такое TFT LCD?

Для начала давайте разберем аббревиатуру:

ЖК-дисплей (Жидкокристаллический дисплей): ЖК-дисплей — это плоский дисплей, использующий светомодулирующие свойства жидких кристаллов. Эти кристаллы не излучают собственный свет; вместо этого они используют подсветку и действуют как крошечные затворы, либо блокируя, либо пропуская свет.

TFT (Тонкоплёночный транзистор): это технология активной матрицы, используемая в ЖК-дисплеях. TFT — это особый тип транзистора, изготовленного из тонкой плёнки полупроводникового материала, нанесённой на стеклянную панель. На каждый пиксель экрана приходится один или несколько таких крошечных транзисторов.

Итак, TFT-дисплей — это, по сути, ЖК-дисплей с активной матрицей, где каждый пиксель управляется одним-четырьмя транзисторами. Такая схема обеспечивает более быстрое время отклика, более чёткое изображение, более высокую контрастность и лучшую цветопередачу по сравнению со старыми ЖК-дисплеями с пассивной матрицей. Это «умный» и точный способ управления ЖК-дисплеем.

Как работает TFT LCD?

Волшебство TFT-дисплея заключается в его многослойной структуре и точном управлении светом. Вот пошаговое руководство:

1. Подсветка:

Процесс начинается с яркой белой светодиодной подсветки на задней панели дисплея. Этот источник света постоянно включен, обеспечивая освещение всего экрана.

2. Поляризаторы:

Сначала свет проходит через поляризационный фильтр. Этот фильтр пропускает только световые волны, колеблющиеся в определённом направлении, создавая поляризованный свет.

3. Жидкокристаллический слой:

Этот поляризованный свет затем попадает на слой жидких кристаллов. Каждый пиксель состоит из трёх субпикселей — красного, зелёного и синего (RGB), каждый из которых имеет свой транзистор. Подача точного электрического напряжения через TFT изменяет кривизну жидких кристаллов. Это скручивание либо скручивает поляризованный свет, пропуская его, либо раскручивает, блокируя его, действуя как микроскопический затвор для каждого субпикселя.

4. Цветовой фильтр:

Пройдя через слой жидких кристаллов, свет попадает на цветной фильтр. Этот фильтр имеет отдельные красные, зелёные и синие сегменты для каждого субпикселя. Свет, прошедший через каждый субпиксель, теперь проходит через соответствующий ему цветной фильтр, создавая необходимый оттенок красного, зелёного или синего.

5. Второй поляризатор:

Наконец, свет проходит через второй поляризационный фильтр. Этот фильтр расположен под углом 90 градусов к первому. Его задача — анализировать свет, преломлённый жидкими кристаллами. Сочетание этих двух фильтров и скручивающего эффекта жидких кристаллов в конечном итоге определяет, пройдёт ли свет через данный пиксель или нет.

Ваш мозг объединяет интенсивность этих миллионов крошечных красных, зелёных и синих субпикселей, чтобы воспринять один полноцветный пиксель. Миллионы этих пикселей, работая вместе, формируют полное изображение на экране.

Основные преимущества TFT-дисплеев

Высокая контрастность и качество изображения: обеспечивает четкие и яркие изображения.

Экономичность: отработанные производственные процессы делают их производство относительно недорогим.

Долгий срок службы: светодиоды имеют очень долгий срок службы.

Надежность: твердотельная технология без движущихся частей.

Заключение

Технология TFT LCD — это шедевр инженерной мысли, сочетающий в себе точное управление тонкоплёночными транзисторами и уникальные светомодулирующие свойства жидких кристаллов. Эта надёжная, эффективная и экономичная технология продолжает оставаться ведущей силой в воплощении цифровой информации прямо на наших глазах — от телефона до телевизора и приборной панели автомобиля.