Vanlige flytende krystallskjermer , slik som de i kalkulatorer, viser direkte drevne bildeelementer – en spenning kan påføres over ett segment uten å forstyrre andre segmenter av skjermen. Dette er ikke mulig på store skjermer med et stort antall piksler , siden millioner av tilkoblinger ville være nødvendig - tilkoblinger øverst og nederst for hver av de tre fargene (rød, grønn og blå) til hver piksel. For å unngå dette adresseres piksler i rader og kolonner, noe som reduserer antall forbindelser fra millioner til tusenvis. Hvis alle piksler i en rad er drevet av en positiv spenning og alle piksler i en kolonne er drevet av en negativ spenning, så har pikselet i skjæringspunktet den høyeste tilførte spenningen og blir byttet. Ulempen med denne løsningen er at alle piksler i samme kolonne mottar en brøkdel av den påførte spenningen, det samme gjør alle piksler i samme rad, så selv om de ikke er fullstendig byttet, har de en tendens til å bli mørkere. Løsningen på problemet er å gi hver piksel sin egen svitsjetransistor , dette gjør at hver piksel kan kontrolleres separat. Den lave lekkasjestrømmen til transistoren gjør at spenningen påført pikselen ikke går tapt under oppdateringsoppdateringer av bildet på skjermen. Hver piksel er en liten kondensator med et gjennomsiktig lag av indiumtinnoksid foran, et gjennomsiktig lag på baksiden og et isolerende lag av flytende krystall i mellom.
Kretsoppsettet i en TFT-LCD er veldig likt det som brukes i DRAM -minne . Men i stedet for å lage transistorer ved hjelp av silisiumskiver, lages de ved å avsette en tynn film av silisium på et glasspanel. Transistorene opptar bare en liten brøkdel av arealet til hver piksel, og den gjenværende silisiumfilmen på overflaten fjernes slik at lys kan passere gjennom.
Silisiumlaget for TFT-LCD avsettes vanligvis ved å bruke den såkalte PECVD-prosessen (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) av en silangass -forløper (SiH4) for å produsere en amorf silisiumfilm. Polykrystallinsk silisium brukes også i noen skjermer der det kreves TFT-er med høyere ytelse, typisk i skjermer der det kreves veldig høy oppløsning eller hvor det er ønskelig med en viss databehandling i seg selv. Begge typer TFT-er, de som er laget av amorft silisium og de som er laget av polykrystallinsk silisium, har svært dårlig ytelse sammenlignet med transistorer laget av enkle silisiumkrystaller, normalt under konstruksjon er det rester som senere, over tid, kan presentere matte piksler og kan bli skadet, forplante seg i horisontale og vertikale linjer gradvis.
TN+Film ( Twisted Nematic + Film ), eller TN, er den vanligste skjermtypen , tilskrives lave produksjonskostnader og omfattende utvikling. Responstiden til en piksel i moderne TN-paneler er rask nok til å unngå skyggestier og spøkelser (oppdateringsproblemer), som var et problem med passive LCD-skjermer. Raske responstider har vært den viktigste fordelen med denne teknologien, selv om dette tallet i de fleste tilfeller ikke gjenspeiler ytelsen gjennom mulige fargeoverganger. Tradisjonelle responstider ble gitt i henhold til en ISO-standard som overgang fra svart til hvit og reflekterte ikke hastigheten på gråtoneoverganger (en mye mer vanlig overgang for flytende krystaller i praksis). Den moderne bruken av RTC-teknologier (Response Time Compensation - Overdrive) har gjort det mulig for produsenter å redusere tiden for grå overganger (G2G) betraktelig, mens ISO -responstiden forblir nesten den samme. Responstider er nå gitt i G2G-tall, med 4ms og 2ms som vanlige verdier for modeller basert på TN+filmteknologi. Denne markedsføringsstrategien, kombinert med de relativt lavere produksjonskostnadene for TN-skjermer, har resultert i TNs dominans på forbrukermarkedet. En av ulempene med TN-baserte skjermer er deres dårlige visningsvinkel, spesielt i vertikal retning, og de fleste kan ikke vise de 16,7 millioner fargene ( 24 -bits sanne farger ) tilgjengelig fra moderne grafikkort. Disse spesialpanelene, med 6 bits per fargekanal i stedet for 8, kan komme nærmere 24-biters farge ved å bruke en rastingmetode som kombinerer tilstøtende piksler for å simulere ønsket nyanse. De kan også bruke FRC ( Frame Rate Control ), den mindre iøynefallende av de to. FRC-en sykler mange ganger raskt over pikslene for å simulere en bestemt fargetone. Disse fargesimuleringsmetodene er merkbare for de fleste og plagsomme for andre. FRC har en tendens til å være mer merkbar i de mørkere nyansene. Dither-mønsteret har en tendens til å gjøre LCD -pikslene synlige . Generelt er fargegjengivelsen og synsvinkelen på paneler av TN-type dårlig. Defekter i fargebredde (ofte referert til som noen få prosenter av NTSCs fargeskala fra 1953 ) kan også tilskrives bakgrunnsbelysningsteknologi. Fargespekter på 40 % til 76 % av NTSC -fargespekteret er vanlige for CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) bakgrunnsbelyste skjermer, mens hvite LED - bakgrunnsbelyste skjermer kan strekke seg til 100 % av spekteret. NTSC - en forskjell som knapt er merkbar for menneskelig øye.
IPS ( In-Plane Switching ) ble utviklet av Hitachi i 1996 for å overvinne de dårlige synsvinklene og fargegjengivelsen til TN-paneler. De fleste støtter også ekte 8-bits farger. Disse forbedringene kom med tap av responstid, som opprinnelig var i størrelsesorden 50 ms. IPS-paneler var også ekstremt dyre.
IPS har siden blitt erstattet av S-IPS (Super-IPS, Hitachi i 1998), som har alle fordelene med IPS-teknologi pluss forbedret pikseloppdateringstid . Selv om fargegjengivelsen er nær den for CRT- er, er kontrasten relativt dårlig. S-IPS-teknologi er mye brukt i paneler 20" og over. LG og Philips er fortsatt to av de ledende produsentene av S-IPS-baserte paneler.
AS-IPS (Advanced S-IPS), også utviklet av Hitachi i 2002, forbedrer kontrasten til tradisjonelle S-IPS til det punktet bare overgås av noen S-PVAer. AS-IPS er også et begrep som brukes for NEC -skjermer (for eksempel NEC LCD20WGX2) basert på S-IPS-teknologi, i dette tilfellet utviklet av LG.Philips A-TW-IPS (Advanced True White IPS), utviklet av LG.Philips LCD for NEC, er et tilpasset S-IPS-panel med et TW (True White)-filter for å få hvitt til å se mer naturlig ut og øke fargespekteret. Dette brukes i profesjonelle eller foto-LCD-er. H-IPS Utgitt sent i 2006, er det en videreutvikling av IPS-panelet som er forbedret i forhold til forgjengeren, S-IPS-panelet. H-IPS-panelet kan sees på NEC LCD2690WUXi, Mitsubishi RDT261W 26" LCD og den nyeste 24" aluminium Apple iMac . Så, for å oppsummere, fordelene og ulempene med H-IPS fremfor S-IPS: Fordeler (fordeler):Fringe Field Switching er en teknikk for å oppnå en større visnings- og overføringsvinkel for IPS-skjermer.
En annen ulempe med IPS-teknologi er at den kan bli påvirket av et bakgrunnsbelysningsproblem, på grunn av dens egenskaper. Den slipper gjennom mer lys i de mørke områdene enn den burde, så i noen akutte synsvinkler, spesielt vertikale, kan man se at de svarte områdene ikke lenger er svarte, og forvandles til en lysstyrke som skjermen selv genererer. Et polarisasjonsfilter ble laget for å løse dette, som er integrert i høykost-IPS.
MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) ble utviklet i 1998 av Fujitsu opprinnelig som en mellomting mellom TN og IPS. Den fikk rask pikselrespons (den gang), brede visningsvinkler og høy kontrast, på bekostning av lysstyrke og fargegjengivelse. Moderne MVA - paneler kan gi brede visningsvinkler (nest etter S-IPS-teknologi), god svartdybde, god fargegjengivelse og dybde, og raske responstider takket være bruken av RTC-teknologier. Det finnes flere "neste generasjons"-teknologier basert på MVA , inkludert P-MVA og A-MVA fra AU Optronics, samt S-MVA fra Chi Mei Optoelectronics. Analytikere spådde at MVA ville være den beste teknologien, men TN har likevel dominert markedet. En medvirkende faktor var den høyere kostnaden for MVA , sammen med en langsommere responstid (som øker betraktelig med små endringer i lysstyrken). Billigere MVA-paneler kan også bruke skjerming og FRC.
PVA (Pattern Vertical Alignment) og S-PVA (Super Pattern Vertical Alignment) er de alternative versjonene av MVA -teknologien som tilbys av Samsung . Utviklet separat lider den av samme problem som MVA, men tilbyr i stedet svært høye kontraster som 3000: 1. Rimelige PVA-paneler bruker også screening og FRC. Alle S-PVA-paneler er ekte 8-bits farger og bruker ingen fargesimuleringsmetoder. PVA og S-PVA kan gi god dybde av sort, brede visningsvinkler, og S-PVA kan også tilby raske responstider takket være moderne RTC-teknologier.
PLS (Plane Line Switching) og S-PLS Det er en teknologi som for tiden er under utvikling av Samsung som tillater fulle visningsvinkler. Det kan betraktes som en forbedring av IPS-panelet bestående av bedre vinkler, bedre bildekvalitet, bedre lysstyrke og lavere pris. De første skjermene med denne teknologien er Samsung S27A850- og S24A850-modellene, utgitt i slutten av 2011.
Eksterne skjermenheter som en TFT LCD bruker vanligvis en analog VGA -tilkobling , mens de fleste nyere modeller har et digitalt grensesnitt, for eksempel DVI eller HDMI . Inne i en ekstern skjermenhet er det et kontrollerkort for å konvertere VGA, DVI, HDMI, CVBS, etc. til den opprinnelige digitale RGB-oppløsningen som skjermpanelet kan bruke. I en bærbar PC vil grafikkbrikken direkte produsere et passende signal for den innebygde TFT-tilkoblingen. Bakgrunnslyskontrollmekanismen er vanligvis inkludert på det samme kontrollerkortet.
Lavnivågrensesnittet til STN-, DSTN- eller TFT-skjermpaneler bruker både TTL 5V og TTL 3.3V overføring av pikselklokke , horisontal synkronisering, vertikal synkronisering, digital rød, digital grønn og digital blå parallelt. Noen modeller har også aktive skjermsignaler, horisontal og vertikal panoreringsretning.
Nyere store TFT-skjermer (>15") bruker vanligvis LVDS- eller TMDS-signalering som overfører det samme innholdet som det parallelle grensesnittet, men vil sette RGB-data og kontrollsignal på en rekke serielle overføringslinjer som er synkronisert med en klokke ved pikselen datahastighet.
Intensiteten til bakgrunnsbelysningen styres normalt ved å variere noen få volt likestrøm som konverteres til høyspenning (1,3 kilovolt) ved hjelp av en AC-DC omformer og sendes til bakgrunnsbelysningen. Den kan også styres ved hjelp av et potensiometer eller den kan fikses. På noen modeller bruker de et PWM -signal for intensitetskontroll. Skjermpanelet vil bare akseptere et videosignal med oppløsningen bestemt av panelets pikselgruppe som er bestemt på produksjonstidspunktet. Noen skjermpaneler vil ignorere LSB - fargebitene for å forenkle tilkoblingsgrensesnitt (8bit -> 6bit/farge) hvis de har en lavere fargeoppløsning.
For å bruke analoge innganger som VGA, må skjermkontrolleren utføre høyhastighets ADC - konvertering . Med digitale innganger som DVI eller HDMI kreves det en enkel bit-omorganisering før signalet kan sendes til en reskaleringsenhet, noe som er nødvendig hvis paneloppløsningen ikke samsvarer med inngangssignalet.
De flytende krystallene inne i skjermen er ekstremt giftige. De bør ikke svelges eller berøres av hud eller klær. Hvis det oppstår søl på grunn av at skjermen sprekker eller knuses, vask umiddelbart med såpe og vann.
På grunn av de høye byggekostnadene til TFT-fabrikker, er det få store OEM-panelleverandører for store paneler. Hovedleverandørene av glasspaneler er:
TFT LCD-paneler klassifiseres rutinemessig av fabrikker i tre kategorier, relatert til antall døde piksler, bakgrunnsbelysning og bakgrunnsbelysningens ensartethet og generell produktkvalitet. I tillegg kan det være maksimalt ±2ms responstidsforskjell mellom individuelle paneler som ankom samme samlebånd samme dag. Skjermer av lavere kvalitet selges til leverandører uten navn eller bruker "verdi" TFT-skjermer (ofte merket med bokstaven V bak typenummeret), de i mellom er rettet mot spill eller TV. hjemmekontor (noen ganger merket med bokstaven S) , og de beste skjermene er vanligvis reservert for "profesjonell" bruk (merket med bokstaven P eller S etter typenummeret).
CRT-markedet ble fortrengt av TFT-, LCD- og LED-skjermer, som har vært erstatninger i skjermer og TV-er. Fra begynnelsen av 2012 er det praktisk talt umulig å finne skjermer mindre enn 17" i tillegg til å ha gått fra 4:3 til 16:10 widescreen og senere til 16:9 kino. Digitale tilkoblinger forskjøv analog VGA for å gjøre plass for DVI, DVI- D, HDMI og DisplayPort. Til tross for dette, fortsetter VGA å være integrert i enkelte skjermer, TV-er og grafikkort siden det fortsatt brukes i et mindretall.
Den nåværende ulempen er at teknologien fortsatt ikke tillater å oppnå bildekvaliteten (det er en følelse av kornete uskarphet eller pikselering i TFT, LCD og LED) og responshastigheten til den gamle CRT (2 ms). Selv om det i favør er et interessant antall forbedringer, for eksempel mindre skade på øyet (å se på en CRT kan sammenlignes med å se på en glødepære), høyere bildeoppløsninger (som FULL HD 1080p/1080i, XHD 2560x1600 eller til og med 4K) og det som alltid hevdet sin suksess, en betydelig liten vekt og volum. I tillegg til redusert forbruk, spesielt hvis du bruker LED-bakgrunnsbelysning.