TFT LCD amplia visión Tecnologías de ángulo de visión

Estructura LCD TFT

Para obtener una explicación más detallada de la estructura LCD TFT o LCD en general, consulteTFT LCD Conocimiento básicooIntroducción a LCDS.

ElTFT LCD, o pantalla de cristal líquido de transistor de película delgada, es una forma popular de tecnología de pantalla que se usa a menudo en monitores de computadora y otras pantallas de dispositivos comunes. Este módulo de visualización, o más específicamenteMódulo LCD, está compuesto por tres capas clave. La capa más profunda, más cercana a la parte posterior del dispositivo, está compuesta, enumerada de más lejana a la superficie, el primer polarizador, un sustrato de vidrio, electrodos de píxeles y TFT. La capa más superficial es similar a esta capa, ya que también tiene un sustrato de vidrio, un polarizador y (en algunas matrices) electrodos; Sin embargo, el orden de estos componentes se voltea en comparación con la otra capa (el polarizador es el más cercano a la superficie), y hay un filtro de color RGB en esta capa. Entre estas dos capas, existe una capa de moléculas de cristal líquido y transporta cargas y energía hacia la superficie de la LCD TFT. Las moléculas de cristal se pueden alinear de varias maneras para alterar las propiedades de visualización de la pantalla LCD.

Como un dispositivo LCD de matriz activa, los píxeles individuales de la LCD TFT consisten en subpíxeles rojos, verdes y azules, cada uno con sus propios TFT y electrodos debajo de ellos. Estos subpíxeles se controlan individual y activamente, de ahí el nombre de la matriz activa; Esto luego permite un tiempo de respuesta más suave y rápido. La matriz activa también permite modos de visualización más grandes que continúan manteniendo la calidad del color, la tasa de actualización y la resolución cuando la relación de aspecto aumenta.

Dentro de los píxeles que componen la pantalla LCD TFT, los electrodos juegan un papel en la realización del circuito entre ellos. Si se colocan en capas en ambos entras de los dos sustratos de vidrio, los electrodos, junto con el TFT, crean una vía eléctrica dentro de la capa de cristal líquido. También hay otras ubicaciones de electrodos además de la superficie y la parte posterior del dispositivo que cambian el efecto de la vía eléctrica entre los sustratos (que se discutirá más adelante en este artículo). Esta vía tiene un efecto en los cristales a través de su campo eléctrico, que es uno de los conceptos de TFT responsables del bajo y minimizado consumo de energía de TFT, lo que los hace tan eficientes y atractivos.

Cuando el campo eléctrico interactúa con las moléculas de cristal líquido, las moléculas pueden alinearse de varias maneras, cambiando cómo pasa la luz desde eliluminar desde el fondodel dispositivo (que se encuentra detrás del polarizador más trasero) a la superficie. Debido a que las pantallas LCD no pueden iluminarse, se necesita una luz de fondo para proporcionar iluminación que el complejo LCD TFT manipula. Los cristales líquidos polarizan la luz a diferentes grados y, en consecuencia, el polarizador de la superficie pasa diferentes niveles de luz a través de ella, controlando así el color y el brillo del píxel.

TN (Twisted Nematic) Tipo TFT LCD

Aunque hay una variedad de formas de alinear las moléculas de cristal, usar una nemática torcida (TN) para hacerlo es una de las opciones más antiguas, más comunes y más baratas para la tecnología LCD. Utiliza el campo eléctrico entre los electrodos organizados con uno en la capa de sustrato superficial y el otro en la capa de sustrato posterior para manipular los cristales líquidos.

Cuando ningún campo eléctrico afecta la estructura de los cristales, hay un giro de 90 grados en la alineación. Este giro permite que la luz se mueva a través de la capa, polarizando la luz a medida que pasa para pasar por el polarizador de la superficie.

Si se aplica un campo eléctrico, el giro en la estructura cristalina de las moléculas se puede desenrollar, enderezándolas. Cuando esto sucede, la luz no está polarizada y no puede pasar a través del polarizador de la superficie, mostrando un píxel negro. También es posible crear un píxel completamente iluminado o completamente opaco; Si la luz está parcialmente polarizada (el campo eléctrico no endereza completamente la alineación de cristales), entonces se emite un nivel de luz de luminancia media a partir de las luces LED a través del polarizador.

Aunque esta es una de las opciones más baratas para la tecnología de visualización, tiene sus propios problemas. La LCD TFT TFT no tiene tiempos de respuesta superiores en comparación con otros tipos, y no proporciona un ángulo de visión tan amplio como otras LCD TFT que utilizan diferentes métodos de alineación. Un ángulo de visión es la dirección en la que se puede observar una pantalla antes de que la imagen mostrada no se pueda ver correctamente en términos de luz y color. TN muestra principalmente lucha con ángulos de visión verticales, pero también tiene ángulos horizontales algo limitados. Este límite del ángulo de visión TN LCDS se llama problema de inversión de escala de grises.

Hay varias formas de resolver el problema de inversión de la escala de grises.

En general, cuando el ángulo de visión no es ideal, la calidad de la imagen en su conjunto disminuye. Cosas como la relación de contraste (la relación de luminancia entre el blanco más brillante y el negro más oscuro) y la legibilidad de la pantalla no se conservan debido a este problema.

Entre los métodos de alineación de cristal líquido, TN es solo una opción para la tecnología LCD. Hay varias otras formas comunes de alinear los cristales para un ángulo de visión amplio, como la alineación vertical de dominios múltiples o la conmutación en el plano. Además, debido a la abundancia de dispositivos TN, algo llamado O-film también se ha introducido para emparejarse con pantallas TN para que los usuarios no tengan que comprar dispositivos completamente nuevos.

MVA (alineación vertical de múltiples dominios) TFT LCD

En pocas palabras, este método divide la celda debajo de cada píxel en múltiples dominios. Con la división, las moléculas en la misma célula pueden orientarse de manera diferente, y a medida que los usuarios cambian sus vistas a la pantalla, existen diferentes alineaciones direccionales de cristal que permiten la preservación de las propiedades de la pantalla sobre estos ángulos, como el alto brillo y el alto contraste. Esto resuelve el problema de lo que se conoce como una alineación vertical de mono dominio.

Aunque principalmente similar al TN, el MVA tiene una característica notable en su célula que las células TN no tienen: protuberancias de vidrio. Entre los electrodos de sándwiches, las protuberancias de vidrio de los ángulos reorientan la luz que viaja dentro de la capa de modo que al salir del polarizador de la superficie, viaja en una multitud de direcciones para satisfacer la necesidad de un ángulo de visión amplio.

En los desarrollos recientes de la LCD MVA TFT, la relación de contraste, el brillo y los tiempos de respuesta han aumentado en calidad. La relación de contraste, siendo 300: 1 cuando se desarrolló por primera vez en 1997, se ha mejorado a 1000: 1. Del mismo modo, el tiempo de respuesta, caracterizado por el tiempo creciente (negro a blanco) y de descomposición (blanco a negro), ha alcanzado tiempos que son los más rápidos que los ojos humanos pueden procesar, lo que demuestra la idoneidad de las pantallas basadas en MVA para imágenes móviles.

IPS (conmutación en panel) TFT LCD

Otra solución al problema de inversión a escala gris causada por TN es elIPS LCD. En términos de beneficios de la IPS, es bastante similar a la MVA. Pero estructuralmente, en lugar de tener electrodos superficiales y posteriores, el IPS coloca ambos electrodos en el sustrato trasero. Esto obliga a las moléculas a, cuando el campo eléctrico está encendido, las orientaciones del interruptor, conocidas como conmutación de plano y se alinean de manera paralela a los sustratos en lugar de perpendicularmente como en los dispositivos TN. En este caso se necesita una luz de fondo más brillante, ya que la luz necesitará más potencia para producir el mismo brillo de visualización que el TN puede hacer con menos luz de la fuente.

Con este tipo de alineación, los ángulos de visualización se conservaron en direcciones mucho más amplias en comparación con el TN. Recientemente, las pantallas IPS tienen cualidades mejoradas como el tiempo de respuesta para hacer que las pantallas IPS sean más deseables para los consumidores. Sin embargo, este tipo de LCD TFT tenderá a costar más que los dispositivos TN.

TN vs O-film vs MVA vs IPS TFT LCD

Mientras que la LCD TN TFT tiene el costo más pequeño, eso es por una razón. O-Films, MVA e IPS TFT LCD tienen mayores costos debido a sus tecnologías más intrincadas que mejoran el ángulo de visión para retener la resolución y la calidad general de la visualización.

El O-Film específicamente es único porque, en lugar de cambiar la tecnología de alineación de cristal líquido y a un costo relativamente bajo, puede cambiar el polarizador de superficie de un dispositivo TN con una película especial para ampliar el ángulo de visión. Debido a que se combina con TN, solo puede mejorar ligeramente el ángulo de visión.

IPS tiene el mayor potencial para mejorar el ángulo de visión, alcanzando ángulos posibles más altos que todas las otras opciones. Sin embargo, con IPS, existe un mayor consumo de energía que el dispositivo TN regular debido a la necesidad de una luz de fondo más brillante en este dispositivo.

El MVA está cerca, solo un poco menos, al IPS TFT LCD en ángulo. Sin embargo, lo que sí tiene es un tiempo de respuesta mucho más rápido, como se indicó anteriormente.

Todas estas tecnologías son opciones viables dependiendo de los deseos y el rango de precios del consumidor. MVA e IPS TFT LCD tienden a ser más prácticos para productos de consumo como monitores LCD y pantallas telefónicas, mientras que las LCD TN y O-Film pueden cruzar a aplicaciones industriales. No obstante, con el crecimiento de las IPS y MVA LCD, sus aplicaciones se están ampliando.

AFFS (conmutación de campo franjas avanzadas) TFT LCD

El AFF es similar al IPS en concepto; Ambos alinean las moléculas de cristal de manera paralela a sustrato, mejorando los ángulos de visualización. Sin embargo, el AFF es más avanzado y puede optimizar mejor el consumo de energía. En particular, los AFF tienen una alta transmitancia, lo que significa que menos energía de la luz se absorbe dentro de la capa de cristal líquido y se transmite más hacia la superficie. Las IPS TFT LCD generalmente tienen transmitencias más bajas, de ahí la necesidad de la luz de fondo más brillante. Esta diferencia de transmitancia está enraizada en el espacio de celda activo compacto de AFFS, maximizado, debajo de cada píxel.

Desde 2004, Hydis, quien desarrolló el AFF, ha licenciado los AFF a las pantallas de Hitachi de la compañía japonesa, donde las personas desarrollan paneles LCD AFFs complicados. Hydis ha mejorado las propiedades de visualización como la legibilidad exterior de la pantalla, lo que hace que sea aún más atractivo de usar para su aplicación principal: pantallas de teléfonos móviles.

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