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● 導入
>> 初期のイノベーション
>> TFT LCDの誕生
>> 成熟と支配
>> 競争と進化
● TFT LCDがどのように機能するか：ステップバイステップの説明
● 革新と将来の傾向
● 結論
● Q&A
>> 2。TFT LCDは通常のLCDとどのように異なりますか？
>> 3. TFT LCD画面の主なアプリケーションは何ですか？
>> 4.他のディスプレイテクノロジーよりもTFT LCDスクリーンの利点は何ですか？
● 引用
今日の世界では、電子機器は私たちの日常生活の不可欠な部分になりました。スマートフォンやラップトップからテレビやデジタルサイネージまで、私たちは常に画面に囲まれています。利用可能なさまざまなディスプレイテクノロジーの中で、薄膜張りの液晶ディスプレイ（TFT LCD）は支配的な力として際立っており、画質、エネルギー効率、汎用性の魅力的な組み合わせを提供します[1] [3]。この記事は、aを提供することを目的としています TFT LCD画面の包括的な調査、その歴史、構造、作業原則、アプリケーション、利点、短所、将来の傾向をカバーしています。
TFT LCDテクノロジーの開発は、数十年にわたる魅力的な旅であり、大きなブレークスルーと革新が特徴です。この歴史を理解することは、TFT LCDテクノロジーの現在の状態を評価するための貴重な文脈を提供します[1]。
TFTテクノロジーの基礎は、研究者が電子機器の薄膜の可能性を調査し始めた20世紀半ばにまでさかのぼることができます。 1957年2月、RCAのジョンウォールマークは、薄膜MOSFETの特許を提出しました[1]。同じくRCAのPaul K. Weimerは、Wallmarkのアイデアを実装し、1962年にThin-Film Transistor（TFT）を開発しました。それは、セレニドカドミウムと硫化カドミウムの薄膜で作られました[1]。
TFTベースの液結晶ディスプレイ（LCD）のアイデアは、1968年にRCA研究所のバーナードレヒナーによって考案されました[1]。 1971年、Lechner、FJ Marlowe、Eo Nester、およびJ. Tultsは、LCDの動的散乱モードを使用してハイブリッド回路によって駆動される2 x 18マトリックスディスプレイを実証しました[1]。 1973年、Westinghouse Research LaboratoriesのT. Peter Brody、Ja Asars、およびGD Dixonは、CDSE（Cadmium selenide）TFTを開発しました。 BrodyとFang-Chen Luoは、1974年にCDSE TFTSを使用して最初のフラットアクティブマトリックス液結晶ディスプレイ（AM LCD）を実証し、1975年に 'Active Matrix 'という用語を作成しました[1]。
その後の数十年では、材料科学、製造プロセス、ディスプレイ設計の進歩によって推進されたTFT LCDテクノロジーの継続的な改善が目撃されました。アモルファスシリコン（A-SI）TFT LCDSは、最初の商業化されたTFTテクノロジーとして登場し、単純な製造プロセス、良好な安定性、低コストにより広範な採用を獲得しました[3]。 2013年までに、TFTベースのアクティブマトリックスディスプレイ[1]を使用した、ほとんどの最新の高解像度および高品質の電子視覚ディスプレイデバイスが使用されました。
2024年の時点で、TFT LCDディスプレイは依然として支配的ですが、高輝度と高解像度ディスプレイのためにOLEDと競合し、低電力ディスプレイのために電子紙と競合します[1]。イノベーションは、TFT LCDテクノロジーの改良、タッチ機能の向上、エネルギー効率の向上、多様なアプリケーションのカスタムソリューションの可能性を継続しています[8]。
TFT LCD画面は複数の層の複雑なアセンブリであり、それぞれが高品質の画像を作成する上で重要な役割を果たします[3]。典型的なTFT LCDパネルの構造を掘り下げましょう。
1。バックライト： バックライトユニットは、ディスプレイの照明のソースです。通常、冷たいカソード蛍光ランプ（CCFL）またはより一般的には光発光ダイオード（LED）で構成されています。バックライトは、LCDの後続の層を通過する白い光を発します[3]。
2。ポラリザー： ポラリザーは、特定の方向に振動する光波のみを通過させる光学フィルターです。 TFT LCDパネルには、2つの偏光子があり、1つは前面に、もう1つは互いに垂直に向けられています。この配置により、液晶が特定の方法で整列する場合にのみ光が通過できることが保証されます[3] [7]。
3。ガラス基質： TFT LCDは、液晶材料が満たされている2つのガラス基板で構成されています[7] [9]。これらの基質は構造的サポートを提供し、他の層の基礎として機能します。
4。薄膜トランジスタ（TFT）層： TFT層は、アクティブマトリックスLCDの中心です。これは、それぞれが対応するサブピクセルに適用される電圧を制御する顕微鏡トランジスタの配列で構成されています。 TFTSはスイッチとして機能し、各サブピクセルを通過する光の量を正確に調節します[3] [6]。
5。液晶層： 液晶材料は、ディスプレイを通過する光を調節する重要なコンポーネントです。液晶は、電界に応じて自分自身を整列させることができる有機分子です。液晶に適用される電界を制御することにより、各サブピクセルを介して送信される光の量を正確に制御できます[3] [7]。
6。カラーフィルターレイヤー： カラーフィルターレイヤーは、組み合わせてフルカラー画像を作成する赤、緑、青（RGB）サブピクセルを生成する責任があります。カラーフィルターは、モザイクパターンに配置された小さな赤、緑、青のフィルターで構成されています[3] [7]。
7。アライメント層： アライメント層は、ガラス基板の内側の表面をコーティングする薄膜です。これらの層は、電界が適用されないときに特定の方向に液晶分子を整列させる顕微鏡的溝を作成するように処理されます[7]。
TFT LCD画面の操作には、さまざまなコンポーネントの調整された相互作用が含まれます。 TFT LCDがどのように機能するかについての段階的な説明を次に示します。
1。バックライト照明： バックライトは白色光を放出します。これは分極していません（つまり、光波はあらゆる方向に振動します）[3]。
2。偏光： 光は後部偏光子を通過し、特定の方向に振動するものを除くすべての光波を除去します。光は偏光になります[3] [7]。
3。液晶変調： 偏光が液晶層に入ります。 TFTアレイは、各サブピクセルに適用される電界を制御し、液晶分子のアライメントを制御します。電界が適用されない場合、液晶は偏光を90度回転させる方法で整列します[3] [6]。
4。カラーフィルタリング： 回転した光は、白色光を赤、緑、青のコンポーネントに分離するカラーフィルターレイヤーを通過します。各サブピクセルにより、対応する色のみが通過できます[3] [7]。
5。光伝送： その後、光は前部偏光子を通過します。液晶が光を90度回転させた場合、光は前部偏光子を通過します。液晶が光を回転させていない場合、光は前部偏光子によってブロックされます[7]。
6。画像形成： 各サブピクセルに適用される電圧を制御することにより、TFTアレイは、各サブピクセルを介して送信される赤、緑、青の光の量を正確に制御できます。これにより、ディスプレイは幅広い色と色合いを作成し、最終画像を形成できます[6]。
TFT LCDスクリーンは、他のディスプレイテクノロジーよりもいくつかの利点を提供し、広範囲の採用に貢献しています。
- 高解像度： TFT LCDは高いピクセル密度を達成することができ、その結果、鋭く詳細な画像が生まれます[6]。
- 明るさ： TFT LCDは明るい画像を生成することができ、さまざまな照明条件での使用に適しています[6]。
- 色の精度： TFT LCDは、幅広い色を正確に再現でき、視覚的に心地よい体験を提供します[6]。
-高速応答時間： TFT LCDのアクティブマトリックス設計により、応答時間が高速になり、モーションブラーとゴーストが減少します[6]。
- エネルギー効率： CRTなどの古いディスプレイテクノロジーと比較して、TFT LCDは消費電力を減らします[10]。
-SLIMプロファイル： TFT LCDは非常に薄くて軽量にすることができ、ポータブルデバイスに最適です[3]。
その利点にもかかわらず、TFT LCD画面にはいくつかの制限があります。
- 視聴角： TFT LCDの画質は、角度から表示すると劣化できます。これは、液晶の整列と光の偏光によるものです[6]。
- ブラックレベル： TFT LCDは通常、深い黒レベルを生成するのに苦労しており、コントラスト比が低くなります[6]。
- 製造の複雑さ： TFT LCDの製造プロセスは複雑であり、特殊な機器が必要であり、生産コストが高くなります[8]。
- デッドピクセルのポテンシャル： TFTアレイ内のトランジスタが多数あるため、デッドピクセル（オンまたはオフにならないピクセル）が発生する可能性があります[6]。
TFT LCD画面は、さまざまなデバイスと業界でアプリケーションを見つけます[2] [5]：
-SmartPhone、タブレット、ラップトップ： これらは、ピクセル密度とエネルギー効率が高いため、おそらくTFTディスプレイの最も一般的なアプリケーションです[10]。
- テレビセットとコンピューターモニター： TFT LCDは、テレビやモニターの標準となっており、前任者と比較して優れた画質とエネルギー効率を提供します[10]。
-Automotiveディスプレイ： ダッシュボードディスプレイ、GPSシステム、およびエンターテイメントシステムで使用され、ドライバーと乗客により明確で安全なユーザーエクスペリエンスを提供します[8]。
- 医療機器： 精度と信頼性が最も重要な患者モニターやイメージングシステムを含む医療機器で重要です[2] [8]。
- 工業システム： 監視と操作効率に明確なディスプレイが必要な機械インターフェイスとプロセス制御に適用されます[2] [8]。
- 軍事および防御： 耐久性と日光の読みやすさのためのMILスペック標準を順守するコマンドセンター、フィールドオペレーション、および車両に取り付けられたシステムの頑丈なディスプレイ[2]。
- 海洋および沖合： ナビゲーションシステム、制御パネル、および船に乗っているエンターテイメントシステム、防水性と耐腐食性のデザインを備えた[2]。
- パブリック情報システム： 広告ディスプレイ、デジタルサイネージ、公共スペースの情報キオスク、さまざまな照明条件での読みやすさと可視性を確保します[8]。
TFT LCDテクノロジーの分野は絶えず進化しており、継続的な研究開発は、その制限に対処し、能力の拡大に焦点を当てています[8]
- 強化されたタッチ機能： マルチタッチ機能とジェスチャー認識を提供する容量性タッチスクリーンの統合[8]。
- 改善されたエネルギー効率： 電力を消費し、より明るいディスプレイを提供するLEDバックライトディスプレイの開発[8]。
- 柔軟なディスプレイ： 折り畳み式およびロール可能なTFT LCDスクリーンの作成を可能にする柔軟な基質と材料の研究。
-quantumドットテクノロジー： 色域と明るさを高めるための量子ドットの組み込み。
-mini-ledおよびマイクロLEDバックライト： より小さなLEDを使用して、局所的な調光、コントラスト比の改善、黒レベルをより正確に制御できるようにします。
TFT LCDスクリーンは、電子デバイスとの対話方法に革命をもたらし、幅広いアプリケーション向けに視覚的にリッチで多用途の表示ソリューションを提供しています。彼らの謙虚な始まりから現在の支配まで、TFT LCDは継続的な革新と改良によって駆動され、顕著な進歩を遂げました。 OLEDのような競合するテクノロジーが出現していますが、TFT LCDは進化し続けており、ディスプレイテクノロジーの絶えず変化する状況に関連する新しい機能と改善を取り入れています。前進するにつれて、TFT LCDスクリーンのさらに革新的なアプリケーションが見られることが期待でき、視覚コミュニケーションと情報表示の将来を形作ります。
TFTは薄膜トランジスタを略します[4]。これは、住所性やコントラストなどの画質を向上させるためにLCDで使用されるトランジスタテクノロジーの一種です[3]。
TFT LCDはアクティブマトリックスLCDの一種であり、通常のLCDはパッシブマトリックスまたはアクティブマトリックスのいずれかになります[3] [4]。 TFT LCDは、薄膜トランジスタを使用して各ピクセルを個別に制御するため、パッシブマトリックスLCDと比較して、応答時間、より良いコントラスト、より広い視聴角度をもたらします[6]。
TFT LCD画面は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、テレビ、コンピューターモニター、自動車ディスプレイ、医療機器、産業システム、公開情報システムなど、幅広いデバイスで使用されています[2] [5] [8] [10]。
TFT LCDスクリーンは、高解像度、輝度、色の精度、高速応答時間、エネルギー効率、スリムプロファイルなど、いくつかの利点を提供します[6] [10]。
TFT LCDスクリーンのいくつかの制限には、視聴角依存性、深い黒レベルの生成の難しさ、製造の複雑さ、およびデッドピクセルの可能性が含まれます[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-meaning.html
[5] https://www.proculustech.com/what-is-tft-lcd-what-are-applications-for-tftlcd-screen/
[6] https://blog.notechriddles.com/tw/what-is-tft-screen-and-the-difference-to-lcd-led-oled-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/comprehinggiide-to-tft-lcd-displays-technology-applications-ninovations
[9] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E8%96%84%E8%86%9C%E9%9B%BB%E6%99%B6%E9%AB%94%E6%B6%B2%E6%999999999999%A7% E7です
[10] https://www.av-display.hk/blog/what-are-common-applications-of-tft-displays
