Teknologi Sudut Pandang Lebar LCD TFT

Struktur LCD TFT

Untuk penjelasan lebih detail mengenai Struktur LCD TFT atau LCD secara umum, silakan simakPengetahuan Dasar LCD TFTatauPengantar LCD.

ItuTFT LCD, atau layar kristal cair transistor film tipis, adalah bentuk teknologi tampilan populer yang sering digunakan pada monitor komputer dan layar perangkat umum lainnya. Modul tampilan ini, atau lebih khusus lagiModul LCD, terdiri dari tiga lapisan utama. Lapisan terdalam, yang paling dekat dengan bagian belakang perangkat, terdiri dari, mulai dari yang terjauh hingga yang paling dekat dengan permukaan, polarizer pertama, substrat kaca, elektroda piksel, dan TFT. Lapisan paling permukaan mirip dengan lapisan ini, karena lapisan ini juga memiliki substrat kaca, polarizer, dan (dalam beberapa matriks) elektroda; namun, urutan komponen ini terbalik dibandingkan dengan lapisan lainnya (polarizer paling dekat dengan permukaan), dan terdapat filter warna RGB di lapisan ini. Di antara dua lapisan ini, terdapat lapisan molekul kristal cair dan membawa muatan dan energi menuju permukaan LCD TFT. Molekul kristal dapat disejajarkan dengan berbagai cara untuk mengubah sifat tampilan layar LCD.

Sebagai perangkat LCD matriks aktif, masing-masing piksel TFT LCD terdiri dari subpiksel merah, hijau, dan biru, masing-masing dengan TFT dan elektroda di bawahnya. Sub-piksel ini dikontrol secara individual dan aktif, oleh karena itu dinamakan matriks aktif; ini kemudian memungkinkan waktu respons yang lebih lancar dan cepat. Matriks aktif juga memungkinkan mode tampilan lebih besar yang terus menjaga kualitas warna, kecepatan refresh, dan resolusi ketika rasio aspek ditingkatkan.

Di dalam piksel-piksel yang menyusun layar LCD TFT, elektroda berperan dalam menghantarkan sirkuit di antara piksel-piksel tersebut. Jika dilapisi pada kedua bagian dalam dua substrat kaca, elektroda, bersama dengan TFT, menciptakan jalur listrik di dalam lapisan kristal cair. Ada juga penempatan elektroda lain selain di permukaan dan belakang perangkat yang mengubah efek jalur listrik antar substrat (akan dibahas nanti di artikel ini). Jalur ini mempunyai efek pada kristal melalui medan listriknya, yang merupakan salah satu konsep TFT yang bertanggung jawab atas konsumsi daya TFT yang rendah dan minimal, menjadikannya sangat efisien dan menarik.

Ketika medan listrik berinteraksi dengan molekul kristal cair, molekul-molekul tersebut dapat sejajar dalam berbagai cara, mengubah cara cahaya melewatinya.lampu latarperangkat (ditemukan di belakang polarizer paling belakang) ke permukaan. Karena layar LCD tidak dapat menerangi dirinya sendiri, diperlukan lampu latar untuk memberikan pencahayaan yang kemudian dimanipulasi oleh kompleks LCD TFT. Kristal cair mempolarisasi cahaya ke tingkat yang berbeda-beda, dan akibatnya, polarizer permukaan melewati tingkat cahaya yang berbeda-beda, sehingga mengontrol warna dan kecerahan piksel.

LCD TFT Tipe TN (Twisted Nematic).

Meskipun ada berbagai cara untuk menyelaraskan molekul kristal, menggunakan twisted nematic (TN) untuk melakukannya adalah salah satu pilihan teknologi LCD tertua, paling umum, dan termurah. Ia menggunakan medan listrik antara elektroda yang disusun dengan satu elektroda di lapisan substrat permukaan dan elektroda lainnya di lapisan substrat belakang untuk memanipulasi kristal cair.

Ketika tidak ada medan listrik yang mempengaruhi struktur kristal, terjadi putaran 90 derajat pada kesejajarannya. Pelintiran ini memungkinkan cahaya bergerak melalui lapisan, mempolarisasi cahaya saat melewatinya untuk kemudian melewati polarizer permukaan.

Jika medan listrik diterapkan, lilitan struktur kristal molekul dapat dilepaskan dan meluruskannya. Jika ini terjadi, cahaya tidak terpolarisasi dan tidak dapat melewati polarizer permukaan, sehingga menampilkan piksel hitam. Dimungkinkan juga untuk membuat piksel di antara piksel yang terang benderang atau buram sepenuhnya; jika cahaya terpolarisasi sebagian (medan listrik tidak sepenuhnya meluruskan keselarasan kristal), maka tingkat pencahayaan cahaya menengah dipancarkan dari lampu latar LED melalui polarizer.

Meskipun ini adalah salah satu opsi termurah untuk teknologi tampilan, namun memiliki masalah tersendiri. LCD TFT TN tidak memiliki waktu respons tertinggi dibandingkan tipe lainnya, dan tidak memberikan sudut pandang selebar LCD TFT lainnya yang menggunakan metode penyelarasan berbeda. Sudut pandang adalah arah di mana layar dapat dilihat sebelum gambar yang ditampilkan tidak dapat dilihat dengan baik dari segi cahaya dan warna. Layar TN sebagian besar kesulitan dengan sudut pandang vertikal tetapi juga memiliki sudut horizontal yang agak terbatas. Batas sudut pandang LCD TN ini disebut masalah inversi skala abu-abu.

Ada beberapa cara untuk mengatasi masalah inversi skala abu-abu.

Umumnya, bila sudut pandang tidak ideal, kualitas gambar secara keseluruhan menurun. Hal-hal seperti rasio kontras (rasio pencahayaan antara putih paling terang dan hitam paling gelap) dan keterbacaan layar tidak dipertahankan karena masalah ini.

Di antara metode penyelarasan kristal cair, TN hanyalah salah satu pilihan untuk teknologi LCD. Ada berbagai cara umum lainnya untuk menyelaraskan kristal untuk sudut pandang lebar, seperti penyelarasan vertikal multi-domain atau peralihan dalam bidang. Selain itu, karena banyaknya perangkat TN, sesuatu yang disebut O-film juga telah diperkenalkan untuk dipasangkan dengan layar TN sehingga pengguna tidak perlu membeli perangkat baru.

LCD TFT MVA (Penyelarasan Vertikal Multi-domain).

Sederhananya, metode ini membagi sel di bawah setiap piksel menjadi beberapa domain. Dengan pembelahan tersebut, molekul-molekul dalam sel yang sama dapat diorientasikan secara berbeda, sehingga ketika pengguna mengalihkan pandangan mereka pada layar, terdapat penyelarasan arah kristal berbeda yang memungkinkan pelestarian properti tampilan pada sudut-sudut ini seperti kecerahan tinggi dan kontras tinggi. . Hal ini memecahkan masalah yang dikenal sebagai perataan vertikal domain tunggal.

Meskipun sebagian besar mirip dengan TN, MVA memiliki satu fitur penting dalam selnya yang tidak dimiliki sel TN: tonjolan kaca. Di antara elektroda-elektroda yang diapit, tonjolan kaca sudut mengorientasikan ulang cahaya yang berjalan di dalam lapisan sehingga ketika keluar dari polarizer permukaan, ia bergerak ke berbagai arah untuk memenuhi kebutuhan akan sudut pandang yang lebar.

Dalam perkembangan terkini dari MVA TFT LCD, rasio kontras, kecerahan, dan waktu respons semuanya meningkat dalam kualitas. Rasio kontras, menjadi 300:1 ketika pertama kali dikembangkan pada tahun 1997, telah ditingkatkan menjadi 1000:1. Demikian pula, waktu respons, yang ditandai dengan waktu naik (hitam menjadi putih) dan waktu peluruhan (putih menjadi hitam), telah mencapai waktu tercepat yang dapat diproses oleh mata manusia, hal ini menunjukkan kesesuaian tampilan berbasis MVA untuk gambar bergerak.

LCD TFT IPS (Pengalihan Dalam Panel).

Solusi lain untuk masalah inversi skala abu-abu yang disebabkan oleh TN adalahLCD IPS. Dari segi keunggulan IPS agak mirip dengan MVA. Namun secara struktural, alih-alih memiliki elektroda permukaan dan belakang, IPS menempatkan kedua elektroda pada substrat belakang. Hal ini kemudian memaksa molekul untuk, ketika medan listrik aktif, mengubah orientasi, yang dikenal sebagai peralihan bidang, dan menyelaraskan secara paralel dengan substrat, bukan secara tegak lurus seperti pada perangkat TN. Lampu latar yang lebih terang diperlukan dalam hal ini, karena cahaya memerlukan lebih banyak daya untuk menghasilkan kecerahan tampilan yang sama dengan yang mungkin dapat dilakukan TN dengan lebih sedikit cahaya dari sumbernya.

Dengan jenis penyelarasan ini, sudut pandang dipertahankan pada arah yang jauh lebih lebar dibandingkan dengan TN. Baru-baru ini, layar IPS telah meningkatkan kualitas seperti waktu respons untuk membuat layar IPS lebih diminati konsumen. Namun, LCD TFT jenis ini cenderung lebih mahal dibandingkan perangkat TN.

TN vs O-Film vs MVA vs IPS TFT LCD

Sedangkan TN TFT LCD memiliki biaya paling kecil, itu ada alasannya. O-film, MVA, dan IPS TFT LCD memiliki biaya lebih besar karena teknologinya yang lebih rumit yang meningkatkan sudut pandang untuk mempertahankan resolusi dan kualitas tampilan secara umum.

O-film khususnya unik karena daripada mengubah teknologi penyelarasan kristal cair dan dengan biaya yang relatif rendah, film ini dapat menukar polarizer permukaan perangkat TN dengan film khusus untuk memperluas sudut pandang. Karena dipadukan dengan TN, hanya bisa sedikit meningkatkan sudut pandang.

IPS memiliki potensi paling besar untuk meningkatkan sudut pandang, mencapai kemungkinan sudut yang lebih tinggi dibandingkan semua opsi lainnya. Namun dengan IPS, terdapat konsumsi daya yang lebih tinggi dibandingkan perangkat TN biasa karena memerlukan lampu latar yang lebih terang pada perangkat ini.

MVA mendekati, hanya sedikit lebih kecil, dengan sudut pandang IPS TFT LCD. Namun, yang dimilikinya adalah waktu respons yang jauh lebih cepat, seperti disebutkan sebelumnya.

Semua teknologi ini merupakan pilihan yang layak tergantung pada keinginan konsumen dan kisaran harga. LCD TFT MVA dan IPS cenderung lebih praktis untuk produk konsumen seperti monitor LCD dan layar ponsel, sedangkan LCD TN dan O-film dapat digunakan dalam aplikasi industri. Meskipun demikian, dengan pertumbuhan LCD IPS dan MVA, penerapannya semakin luas.

AFFS (Pengalihan Bidang Pinggiran Tingkat Lanjut) LCD TFT

Konsep AFFS mirip dengan IPS; keduanya menyelaraskan molekul kristal secara paralel dengan substrat, sehingga meningkatkan sudut pandang. Namun, AFFS lebih canggih dan dapat mengoptimalkan konsumsi daya dengan lebih baik. Yang paling penting, AFFS memiliki transmitansi yang tinggi, yang berarti lebih sedikit energi cahaya yang diserap dalam lapisan kristal cair dan lebih banyak energi cahaya yang ditransmisikan ke permukaan. LCD IPS TFT biasanya memiliki transmitansi yang lebih rendah, oleh karena itu diperlukan lampu latar yang lebih terang. Perbedaan transmitansi ini berakar pada ruang sel aktif AFFS yang ringkas dan maksimal di bawah setiap piksel.

Sejak tahun 2004, Hydis, yang mengembangkan AFFS, telah melisensikan AFFS kepada perusahaan Jepang Hitachi Displays, tempat orang-orang mengembangkan panel LCD AFFS yang rumit. Hydis telah meningkatkan properti tampilan seperti keterbacaan layar di luar ruangan, membuatnya lebih menarik untuk digunakan pada aplikasi utamanya: tampilan ponsel.

Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang TFT atau LCD, silakan kunjungisitus web!