TFT LCD

TFT-LCD екран, разделен на компоненти: 1. Стъклени повърхности, 2 + 3. Поляризатори, 4. Цветна маска, 5 + 6. Операционни линии, 7. Арматурен слой, 8. Защитни елементи, 9. ТFT транзистор (тънък слой), 10. Предни електродни части, 11. Заден електрод

Екранът от течни кристали с тънкослойни транзистори (на английски: Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display, **TFT-LCD**) е вид течнокристален дисплей с плосък панел, който използва технология с активна матрица. При него всеки отделен пиксел (или субпиксел за различните цветове) се управлява директно от един до четири тънкослойни транзистора.

Това е доминиращата технология в производството на компютърни монитори, телевизори, екрани за лаптопи, мобилни телефони, преносими видеоигри и автомобилни навигационни системи.

История

Първите течнокристални дисплеи, изобретени през 60-те години на XX век, използват т. нар. пасивна матрица. Те обаче страдат от бавно време за реакция и нисък контраст. Идеята за интегриране на тънкослойни транзистори (TFT) за управление на LCD е предложена за първи път от Питър Броуди през 1972 г. Масовото търговско производство на TFT-LCD панели започва в края на 80-те и началото на 90-те години в Япония, като революционизира пазара на преносими компютри и по-късно изцяло измества мониторите с електронно-лъчеви тръби (CRT).

Принцип на работа

В основата на TFT-LCD дисплея стои матрица от течни кристали, разположена между два стъклени субстрата. На долния стъклен слой са разположени милиони микроскопични тънкослойни транзистори (обикновено изработени от аморфен силиций, a-Si), организирани в редове и колони.

Когато към даден транзистор се подаде електрическо напрежение, той се задейства и променя ориентацията на молекулите на течния кристал в съответния пиксел. Течните кристали действат като „щори“ или клапани за светлината – в зависимост от подредбата си те или пропускат, или блокират светлината, идваща от задното осветяване (светодиодно LED или луминесцентно CCFL).

За да се получи цветно изображение, всеки пиксел е разделен на три субпиксела с цветни филтри за основните цветове – червен, зелен и син (RGB). Чрез прецизно смесване на интензитета на светлината през трите субпиксела се генерират милиони различни цветове.

Разновидности на технологията

В зависимост от начина, по който са ориентирани течните кристали и електродите в панела, съществуват три основни подтипа TFT-LCD дисплеи:

• **TN (Twisted Nematic):** Най-старата и евтина технология. Отличава се с много бързо време за реакция (подходяща за гейминг), но има тесни ъгли на видимост и по-лошо възпроизвеждане на цветовете.
• **IPS (In-Plane Switching):** Разработена за преодоляване на недостатъците на TN. Кристалите се въртят успоредно на екрана, което осигурява изключително широки ъгли на видимост (до 178°) и прецизни цветове, но времето за реакция е малко по-бавно.
• **VA (Vertical Alignment):** Предлага компромисен вариант между TN и IPS. Осигурява най-висок статичен контраст и много дълбоки нива на черния цвят.

Предимсва пред пасивната матрица (STN)

За разлика от дисплеите с пасивна матрица, където напрежението се подава циклично по редове и колони и пикселите бързо губят заряда си, при активната матрица (TFT) всеки транзистор работи в комбинация с микрокондензатор. Кондензаторът задържа електрическия заряд през целия период на опресняване на кадъра. Това осигурява няколко ключови предимства:

1. **По-бързо време за реакция:** Елиминира се ефектът на „призрачни образи“ (ghosting) при бързо движещи се обекти.
2. **По-висок контраст и яркост:** Пикселите могат да бъдат напълно включени или изключени.
3. **По-големи размери на екрана:** Възможност за производство на огромни панели без загуба на качество на изображението.