Vues: 222 Auteur: Wendy Publish Heure: 2025-02-08 Origine: Site
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● Un bref historique de la technologie LCD TFT
>> La naissance de l'écran LCD TFT
● Comprendre la structure d'un écran LCD TFT
● Comment fonctionnent les LCD TFT: une explication étape par étape
● Avantages des écrans LCD TFT
● Inconvénients des écrans LCD TFT
● Applications des écrans LCD TFT
● Innovations et tendances futures
● Q&R
>> 2. En quoi un LCD TFT diffère-t-il d'un LCD ordinaire?
>> 3. Quelles sont les principales applications des écrans LCD TFT?
>> 4. Quels sont les avantages des écrans LCD TFT par rapport aux autres technologies d'affichage?
>> 5. Quelles sont les limites des écrans LCD TFT?
Dans le monde d'aujourd'hui, les appareils électroniques sont devenus une partie indispensable de notre vie quotidienne. Des smartphones et des ordinateurs portables aux téléviseurs et à la signalisation numérique, nous sommes constamment entourés d'écrans. Parmi les différentes technologies d'affichage disponibles, l'affichage de cristal liquide à transistor mince-transistor (TFT LCD) se distingue comme une force dominante, offrant une combinaison convaincante de qualité d'image, d'efficacité énergétique et de polyvalence [1] [3]. Cet article vise à fournir un Exploration complète des écrans LCD TFT , couvrant leur histoire, leur structure, leur principe de travail, leurs applications, leurs avantages, leurs inconvénients et leurs tendances futures.
Le développement de la technologie LCD TFT est un voyage fascinant qui s'étend sur plusieurs décennies, marqués par des percées et des innovations importantes. Comprendre cette histoire fournit un contexte précieux pour apprécier l'état actuel de la technologie LCD TFT [1].
Le fondement de la technologie TFT remonte au milieu du 20e siècle lorsque les chercheurs ont commencé à explorer le potentiel des films minces dans les appareils électroniques. En février 1957, John Wallmark de RCA a déposé un brevet pour un MOSFET à film mince [1]. Paul K. Weimer, également de RCA, a mis en œuvre les idées de Wallmark et a développé le transistor à film mince (TFT) en 1962, un type de mosfet distinct du MOSFET en vrac standard [1]. Il a été fait avec des couches minces de séléniure de cadmium et de sulfure de cadmium [1].
L'idée d'un affichage de cristal liquide à base de TFT (LCD) a été conçue par Bernard Lechner de RCA Laboratories en 1968 [1]. En 1971, Lechner, FJ Marlowe, Eo Nester et J. Tults ont démontré un affichage de matrice de 2 par 18 entraîné par un circuit hybride en utilisant le mode de diffusion dynamique des LCD [1]. En 1973, T. Peter Brody, Ja Asars et GD Dixon aux Westinghouse Research Laboratories ont développé un TFT CDSE (sélénide de cadmium), qu'ils utilisaient pour démontrer le premier affichage de cristal liquide de transistor à flux mince CDSE (TFT LCD) [1]. Brody et Fang-Chen Luo ont démontré le premier affichage de cristal liquide à matrice active plate (AM LCD) en utilisant CDSE TFTS en 1974, puis Brody a inventé le terme 'Matrix actif ' en 1975 [1].
Les décennies suivantes ont connu des améliorations continues de la technologie LCD TFT, motivée par les progrès de la science des matériaux, des processus de fabrication et de la conception de l'affichage. Les LCD TFT en silicium amorphe (A-SI) sont devenues la première technologie TFT commercialisée, gagnant une adoption généralisée en raison de leur processus de fabrication simple, de leur bonne stabilité et de leur faible coût [3]. D'ici 2013, la plupart des dispositifs d'affichage visuels électroniques haute résolution et de haute qualité modernes ont utilisé des affichages de matrice active basés sur TFT [1].
En 2024, les écrans LCD TFT sont toujours dominants, mais rivalisent avec OLED pour les écrans de luminosité et haute résolution élevées, et rivalisent avec du papier électronique pour les affichages à faible puissance [1]. Les innovations continuent d'affiner la technologie LCD TFT, d'améliorer les capacités tactiles, d'améliorer l'efficacité énergétique et de permettre des solutions personnalisées pour diverses applications [8].
Un écran LCD TFT est un assemblage complexe de plusieurs couches, chacun jouant un rôle crucial dans la production d'images de haute qualité [3]. Plongeons dans la structure d'un panneau LCD TFT typique:
1. Backlight: L'unité de rétroéclairage est la source d'éclairage de l'affichage. Il se compose généralement de lampes fluorescentes de cathode froide (CCFL) ou, plus souvent aujourd'hui, de diodes électroluminescentes (LED). Le rétro-éclairage émet une lumière blanche qui passe à travers les couches suivantes de l'écran LCD [3].
2. Polariseurs: Les polariseurs sont des filtres optiques qui ne permettent que des ondes lumineuses vibrant dans une direction spécifique pour passer. Un panneau LCD TFT a deux polariseurs, un à l'avant et un à l'arrière, orienté perpendiculairement l'un à l'autre. Cet arrangement garantit que la lumière ne peut passer que lorsque les cristaux liquides sont alignés de manière spécifique [3] [7].
3. Substrats en verre: les LCD TFT se composent de deux substrats en verre entre lesquels le matériau cristallin liquide est rempli [7] [9]. Ces substrats fournissent un soutien structurel et servent de base aux autres couches.
4. Couche de transistor à film mince (TFT): La couche TFT est le cœur de l'écran LCD de la matrice active. Il se compose d'un tableau de transistors microscopiques, chacun contrôlant la tension appliquée à un sous-pixel correspondant. Les TFT agissent comme des commutateurs, régulant précisément la quantité de lumière passant par chaque sous-pixel [3] [6].
5. Couche de cristal liquide: Le matériau de cristal liquide est le composant clé qui module la lumière passant par l'affichage. Les cristaux liquides sont des molécules organiques qui peuvent s'aligner en réponse à un champ électrique. En contrôlant le champ électrique appliqué aux cristaux liquides, la quantité de lumière transmise par chaque sous-pixel peut être contrôlée avec précision [3] [7].
6. Couche de filtre de couleur: La couche de filtre de couleur est responsable de la génération des sous-pixels rouges, verts et bleus (RVB) qui se combinent pour créer l'image en couleur. Le filtre de couleur se compose de minuscules filtres rouges, verts et bleus disposés en mosaïque [3] [7].
7. Couches d'alignement: les couches d'alignement sont des films minces qui enduisent les surfaces intérieures des substrats en verre. Ces couches sont traitées pour créer des rainures microscopiques qui alignent les molécules de cristal liquide dans une direction spécifique lorsqu'aucun champ électrique n'est appliqué [7].
Le fonctionnement d'un écran LCD TFT implique une interaction coordonnée de ses différents composants. Voici une explication étape par étape sur le fonctionnement d'un LCD TFT:
1. Éclairage du rétroéclairage: Le rétro-éclairage émet une lumière blanche, qui est non polarisée (c'est-à-dire que les ondes lumineuses vibrent dans toutes les directions) [3].
2. Polarisation: La lumière passe à travers le polariseur arrière, qui filtre toutes les ondes lumineuses sauf celles vibrant dans une direction spécifique. La lumière devient polarisée [3] [7].
3. Modulation des cristaux liquides: la lumière polarisée entre dans la couche de cristal liquide. Le réseau TFT contrôle le champ électrique appliqué à chaque sous-pixel, qui contrôle à son tour l'alignement des molécules de cristal liquide. Lorsqu'aucun champ électrique n'est appliqué, les cristaux liquides s'alignent d'une manière qui tourne la lumière polarisée de 90 degrés [3] [6].
4. Filtrage des couleurs: la lumière tournée passe à travers la couche de filtre de couleur, qui sépare la lumière blanche en ses composants rouges, verts et bleus. Chaque sous-pixel permet uniquement à sa couleur correspondante de passer par [3] [7].
5. Transmission lumineuse: la lumière passe ensuite à travers le polariseur avant. Si les cristaux liquides ont tourné la lumière de 90 degrés, la lumière passera à travers le polariseur avant. Si les cristaux liquides n'ont pas tourné la lumière, la lumière sera bloquée par le polariseur avant [7].
6. Formation d'image: En contrôlant la tension appliquée à chaque sous-pixel, le réseau TFT peut contrôler avec précision la quantité de lumière rouge, verte et bleue transmise à travers chaque sous-pixel. Cela permet à l'écran de créer une large gamme de couleurs et de nuances, formant l'image finale [6].
Les écrans LCD TFT offrent plusieurs avantages par rapport aux autres technologies d'affichage, contribuant à leur adoption généralisée:
- Résolution élevée: les LCD TFT peuvent obtenir des densités élevées de pixels, ce qui entraîne des images nettes et détaillées [6].
-BRIGHTNESS: Les LCD TFT sont capables de produire des images lumineuses, ce qui les rend adaptées à une utilisation dans diverses conditions d'éclairage [6].
-Color Précision: les LCD TFT peuvent reproduire avec précision une large gamme de couleurs, offrant une expérience visuellement agréable [6].
-Temps de réponse rapide: La conception de la matrice active des LCD TFT permet des temps de réponse rapides, réduisant le flou de mouvement et les fantômes [6].
- Efficacité d'énergie: par rapport aux technologies d'affichage plus anciennes comme CRT, les LCD TFT consomment moins de puissance [10].
- Profil de souci: les écrans LCD TFT peuvent être rendus très minces et légers, ce qui les rend idéaux pour les appareils portables [3].
Malgré leurs avantages, les écrans LCD TFT ont également certaines limites:
-LES ANGLE DE VISION: La qualité d'image des LCD TFT peut se dégrader lorsqu'elle est vue sous un angle. Cela est dû à la façon dont les cristaux liquides s'alignent et la polarisation de la lumière [6].
- Niveaux noirs: les LCD TFT ont généralement du mal à produire des niveaux noirs profonds, ce qui entraîne un rapport de contraste plus faible [6].
- Complexité de fabrication: le processus de fabrication des LCD TFT est complexe et nécessite un équipement spécialisé, ce qui entraîne des coûts de production plus élevés [8].
-Potential pour les pixels morts: En raison du grand nombre de transistors dans le réseau TFT, il y a une possibilité de pixels morts (pixels qui ne s'allument pas ou ne s'active pas) survenant [6].
Les écrans LCD TFT trouvent des applications dans un large éventail d'appareils et d'industries [2] [5]:
-Smartphones, tablettes et ordinateurs portables: Ce sont peut-être les applications les plus courantes des affichages TFT en raison de leur densité de pixels élevée et de leur efficacité énergétique [10].
-Les ensembles d'élevage et moniteurs informatiques: les écrans LCD TFT sont devenus la norme pour les téléviseurs et les moniteurs, offrant une qualité d'image et une efficacité énergétiques supérieures par rapport à leurs prédécesseurs [10].
- Affichages automotives: utilisés dans les écrans de tableau de bord, les systèmes GPS et les systèmes de divertissement, offrant aux conducteurs et aux passagers une expérience utilisateur plus claire et plus sûre [8].
-Désiment d'équipement médical: critique dans les dispositifs médicaux, y compris les moniteurs de patients et les systèmes d'imagerie, où la précision et la fiabilité sont primordiales [2] [8].
- Systèmes industriels: appliqués dans les interfaces machine et les contrôles de processus, où des affichages clairs sont nécessaires pour la surveillance et l'efficacité du fonctionnement [2] [8].
-Mélitaire et la défense: Affichages robustes pour les centres de commandement, les opérations sur le terrain et les systèmes montés sur les véhicules, conformes aux normes MIL-Spec pour la durabilité et la lisibilité au soleil [2].
-Marine et offshore: systèmes de navigation, panneaux de commande et systèmes de divertissement à bord des navires, avec des conceptions étanches et résistantes à la corrosion [2].
-Les systèmes d'information publiques: pour les affichages publicitaires, la signalisation numérique et les kiosques d'information dans les espaces publics, assurer la lisibilité et la visibilité dans diverses conditions d'éclairage [8].
Le domaine de la technologie LCD TFT évolue constamment, la recherche et le développement en cours axés sur la lutte contre ses limites et l'élargissement de ses capacités [8]:
-Capacités tactiles améliorées: intégration des écrans tactiles capacitifs qui offrent des capacités multi-touchs et une reconnaissance des gestes [8].
-Les affichages énergétiques améliorés: développement des écrans rétro-éclairés LED qui consomment moins d'énergie et offrent un affichage plus lumineux [8].
-Irflexibles flexibles: Recherche sur des substrats et des matériaux flexibles qui pourraient permettre la création d'écrans LCD TFT pliables et roulables.
-Péchantillon de points sur le point: incorporation de points quantiques pour améliorer la gamme et la luminosité des couleurs.
-Les rétro-éclairages dirigés parmi et micro-LED: utiliser des LED plus petites pour permettre un contrôle plus précis sur la gradation locale, l'amélioration du rapport de contraste et les niveaux noirs.
Les écrans LCD TFT ont révolutionné la façon dont nous interagissons avec les appareils électroniques, fournissant une solution d'affichage visuellement riche et polyvalente pour une large gamme d'applications. De leurs humbles débuts à leur domination actuelle, les LCD TFT ont subi des progrès remarquables, tirés par l'innovation et le raffinement continus. Alors que les technologies concurrentes comme OLED émergent, les LCD TFT continuent d'évoluer, incorporant de nouvelles fonctionnalités et améliorations qui garantissent leur pertinence dans le paysage en constante évolution de la technologie d'affichage. À mesure que nous allons de l'avant, nous pouvons nous attendre à voir des applications encore plus innovantes des écrans LCD TFT, façonnant l'avenir de la communication visuelle et de l'affichage d'informations.
TFT signifie transistor à couches minces [4]. Il s'agit d'un type de technologie de transistor utilisé dans les écrans LCD pour améliorer la qualité de l'image, tels que l'adresse et le contraste [3].
Un écran LCD TFT est un type d'écran LCD à matrice active, tandis qu'un LCD ordinaire peut être une matrice passive ou une matrice active [3] [4]. Les LCD TFT utilisent des transistors à film mince pour contrôler chaque pixel individuellement, ce qui entraîne des temps de réponse plus rapides, un meilleur contraste et des angles de vision plus larges par rapport aux LCD à matrice passive [6].
Les écrans LCD TFT sont utilisés dans un large éventail d'appareils, y compris les smartphones, les tablettes, les ordinateurs portables, les téléviseurs, les moniteurs informatiques, les écrans automobiles, les équipements médicaux, les systèmes industriels et les systèmes d'information publique [2] [5] [8] [10].
Les écrans LCD TFT offrent plusieurs avantages, notamment une haute résolution, une luminosité, une précision des couleurs, un temps de réponse rapide, une efficacité énergétique et un profil mince [6] [10].
Certaines limites des écrans LCD TFT comprennent la dépendance à l'angle de visualisation, la difficulté de produire des niveaux noirs profonds, la complexité de fabrication et le potentiel de pixels morts [6] [8].
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/S-ips
[2] https://www.abraxsyscorp.com/tft-lcd-monitors-features-benefits-real-world-applications/
[3] https://www.hongguangdisplay.com/blog/what-is-a-tft-lcd/
[4] https://www.szmaclight.com/new/what-is-tft-eaning.html
[5] https://www.proculustech.com/what-is-tft-lcd-what-are-applications-for-tft-lcd-screen/
[6] https://blog.notechriddles.com/tw/what-is-tft-screen-and-the-difference-to-lcd-led-ips-oled-tw.html
[7] https://www.orientdisplay.com/knowledge-base/tft-basics/what-is-thin-film-transistor-tft/
[8] https://www.xhpanel.com/blog-detail/comprehensive-guide-to-tft-lcd-displays-technology-applications et innovations
[9] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E8%96%84%E8%86%9C%E9%9B%BBB%E6%99%B6%999%94 version6
[10] https://www.av-display.hk/blog/what-are-the-common-applications-of-displays
