ما هو TFT LCD

 ماذاهل TFT LCD يعني؟ 

TFT LCD هو اختصار لشاشة بلورية سائلة من الترانزستور رقيقة الأغشية ، والتي تم بناؤها عن طريق طبقات الأغشية الرقيقة على ركيزة زجاجية ، ومن هنا جاءت التسمية. تستخدم هذه التقنية عادة لإنشاء المعالجات الدقيقة. يتحكم TFT في شاشة LCD في وحدات البكسل الفردية في الشاشة عن طريق ضبط مستوى المجال الكهربائي عبر مكثفات الكريستال السائل الثلاثة (واحد لكل بكسل فرعي من الأحمر والأخضر والأزرق) في البكسل من أجل التحكم في استقطاب المادة البلورية . تحدد كمية الاستقطاب في البلورة كمية الضوء التي تصل إلى مرشح الألوان من الإضاءة الخلفية. بسبب هذه القدرة على التحكم المباشر والسريع في كل بكسل ، تسمى TFT أيضا تقنية LCD ذات المصفوفة النشطة.

شاشة TFT LCD هي نوع من شاشات العرض المسطحة التي تعمل إما كشاشة كمبيوتر أو كشاشة للتلفزيون. TFT LCD هو اختصار لعرض الكريستال السائل الترانزستور فيلم رقيقة. في معظم الأحيان ، يقوم المصنعون بتقصير مصطلح هذه الشاشات إلى LCD ، مما يؤدي إلى إسقاط TFT من الاسم لأن هذا الاختصار يشير ببساطة إلى نوع شاشة LCD ، و TFT هو بسهولة النوع الأكثر شعبية.

يتكون الترانزستور ذو الأغشية الرقيقة من قطعة رقيقة من مادة أشباه الموصلات المطبقة على ركيزة زجاجية. كل بكسل له ترانزستور خاص به جنبا إلى جنب مع مادة الكريستال السائل. تظهر المادة البلورية السائلة خصائص كل من السائل ، بسبب قدرته على التغيير بسرعة ، والبلورة ، بسبب قدرته على البقاء في وضع مرتب. يطبق الترانزستور جهدا على البكسل ، ويحدد لونه وكثافته. البكسل هو اختصار لعنصر الصورة، وتمتزج وحدات البكسل الصغيرة معا لإنشاء الصورة على الشاشة.

اسم آخر لشاشة TFT LCD هو شاشة LCD ذات مصفوفة نشطة. على الرغم من أن TFT ليست تقنية المصفوفة النشطة الوحيدة ، إلا أنها في الغالب النوع الأكثر شيوعا ، مما يجعل بعض الأشخاص يستخدمون المصطلحين بالتبادل. ومع ذلك ، فإن TFT ليست سوى جزء صغير من شاشة LCD ذات المصفوفة النشطة. يشير مصطلح المصفوفة النشطة إلى قدرة الشاشة على التحكم في وحدات البكسل الفردية وتبديلها بسرعة.

تختلف شاشات LCD ذات المصفوفة النشطة عن شاشات LCD ذات المصفوفة السلبية بعدة طرق. لديهم معدل تحديث مرتفع ، وتباين عال ، وأوقات استجابة عالية ، على الأقل عند مقارنتها بشاشات المصفوفة السلبية. عادة ما توجد شاشة LCD ذات مصفوفة سلبية في شاشة الآلة الحاسبة أو ساعة اليد الرقمية ، حيث تحتوي الشاشة على عدد محدود من المقاطع ولا تتطلب ألوانا كاملة. عادة ما تكون شاشات المصفوفة النشطة عبارة عن شاشات LCD عالية الدقة وملونة بالكامل ، وتشمل تلك الموجودة في شاشات الكمبيوتر والهواتف المحمولة وأجهزة التلفزيون.

يمكن العثور على بعض الأنواع المختلفة من تقنية الترانزستور ذات الأغشية الرقيقة في شاشة TFT LCD. الأكثر شيوعا لشاشات الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون يسمى شاشة نيماتيك الملتوية (TN) ، والتي تتميز بأوقات استجابة سريعة. ومع ذلك ، لا تتفوق شاشات TN في مجالات زاوية عرض الشاشة وإعادة إنتاج الألوان. تقنية مراقبة شائعة أخرى هي IPS ، وهي اختصار للتبديل داخل الطائرة. توفر شاشة IPS ألوانا رائعة وزوايا مشاهدة جيدة ، لكن معدلات التحديث بطيئة.

 LCD الكريستال السائل

البلورات السائلة هي مواد شفافة تقريبا وتظهر خصائص البلورات والسوائل في نفس الوقت. تسمح لوحتان زجاجيتان مختومتان براتنجات الايبوكسي ومع أخدود في الزاوية اليسرى بإدخال بلورات سائلة (تحت الفراغ) قبل الختم النهائي للألواح الزجاجية. يحدد فرق الجهد اتجاه البلورة السائلة. عند استخدام المستقطبات ومرشحات الألوان ، فإن الاختلاف في اتجاه البلورة السائلة يسبب الفرق في النفاذية (أو الانعكاس) واللون الناتج. البلورات السائلة هي المواد التي تقدم مراحل مختلفة (صلبة أو بلورية سائلة أو سائلة) عند درجات حرارة مختلفة

 فيلم التسوية

يتم ترسيب الفيلم على لوحين زجاجيين (العلوي والسفلي) ، مع سلسلة من الأخاديد المتوازية ، بحيث يتم محاذاة جزيئات الكريستال السائل في الاتجاه المناسب (الشكل 5 يحتوي على سلسلة من الأخاديد المتوازية ، بحيث يتم محاذاة جزيئات الكريستال السائل في الاتجاه المقابل)

 تطوير شاشات الكريستال السائل

تم اكتشاف الكريستال السائل منذ أكثر من 100 عام. عند تسخينها ، يمكن أن تتغير حالتها الخارجية من الكريستال الصلب إلى الكريستال السائل ، وحتى تتحول تماما إلى شكل سائل مع ارتفاع درجة الحرارة أكثر. على مر السنين ، بذل الناس جهودا كبيرة لتحسين البلورات السائلة ، ونتيجة لذلك تم استخدامها على نطاق واسع في الآلات الحاسبة الإلكترونية والساعات الرقمية. في الوقت الحاضر ، فإن نطاق تطبيق الكريستال السائل الملون أوسع: الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة التلفزيون ، التي تتميز بخصائص السماكة المنخفضة والاستهلاك المنخفض للطاقة والدقة العالية والسطوع. بالإضافة إلى ذلك ، في المستقبل المنظور ، مدفوعا بالانتشار السريع لشاشات العرض المسطحة ، من المتوقع أن ينمو الطلب على لوحات LCD بشكل كبير.

 كيف تعمل شاشة LCD

عندما يتم تطبيق جهد كهربائي على قطبي LCD ، كلما كان "تكشف" جزيئات الكريستال السائل أقوى ، زادت الجهد المطبق (الشكل 6). حساسية الجهد هي واحدة من الخصائص الرئيسية للبلورات السائلة. يوضح الشكل 7 الوضع "الأبيض" العادي لشاشة LCD. طالما لم يتم تطبيق فرق الجهد ، يمكن للضوء أن يمر عبر طبقة البلورة السائلة ، وسوف تغير جزيئات الكريستال السائل اتجاه المستوى الخفيف وفقا لزاويتها الخاصة. ومع ذلك ، عندما يتم تطبيق الجهد ، فإن جزيئات البلورة السائلة سوف "تتكشف" و "تصويب" الضوء الموجه إلى مرشح الاستقطاب العلوي. لذلك ، لن يتمكن الضوء من المرور عبر المنطقة النشطة لشاشة LCD ، وستكون هذه المنطقة أغمق من المنطقة المحيطة.

 وضع التحكم في شاشة LCD

يوضح الشكل 8 دائرة التحكم LCD. في فترة زمنية محددة ، يتم إغلاق المفتاح ويتم تطبيق جهد إدخال على البلورة السائلة ، مما سيؤدي إلى تغيير اتجاه جزيئات البلورة السائلة. عندما يتم إغلاق المفتاح ، يتم تخزين شحنة معينة في Clc ، وينخفض الجهد عبر Clc بمرور الوقت. ضع في اعتبارك إضافة مكثف تخزين Cst بالتوازي مع Clc لتوسيع سعة التخزين للشحن.

 مكثف تخزين الطاقة

في الواقع ، يجب أن يتم التحكم في الكريستال السائل بواسطة جهد التيار المتردد. لتنشيط شاشة LCD ، يتم تطبيق الجهد فقط عند تشغيل المفتاح ، ثم يتم إيقاف تشغيل المفتاح على الفور. في بعض الحالات ، ينخفض الجهد عبر الكريستال السائل بسبب التسرب. لمنع ذلك ، يمكننا استخدام مكثف مواز للتعويض عن جهد التسرب. مع زيادة السعة Cst ، يكون شكل الجهد عبرها قريبا من التعرج

 مبدأ عمل TFT LCD

يعمل TFT كمفتاح. يتم توصيل بوابة TFT بخط المسح الضوئي ، ويتم توصيل المصدر بخط البيانات ، ويتم توصيل التصريف ب Clc و Cst. عند تنشيط الغالق (المحدد على خط المسح الضوئي) ، يتم فتح قناة TFT ، وسيتم كتابة بيانات الصورة في Clc و Cst. عند عدم تحديد الغالق، يتم إغلاق قناة TFT

 الهيكل الأساسي ل TFT LCD

يتضمن جوهر هيكل TFT-LCD الكريستال السائل واثنين من المستقطبات واللوحة الزجاجية: الركيزة العليا للفيلم الملون والركيزة السفلية لصفيف TFT. حقن مادة الكريستال السائل بين اللوحين الزجاجيين

 تعديل التدفق الضوئي

من خلال التحكم في حجم جهد الإدخال المطبق على البلورة السائلة ، يمكن تغيير ترتيب الجزيئات واتجاهها واتجاهها ، مما سيؤدي إلى تغيير حجم التدفق الضوئي عبر البلورة السائلة وفقا لذلك.