İçerik Menüsü
● giriiş
● TFT LCD teknolojisinin kısa bir geçmişi
● TFT LCD ekranının yapısını anlamak
● TFT LCD'leri nasıl çalışır: Adım adım açıklama
● TFT LCD ekranlarının avantajları
● TFT LCD ekranlarının dezavantajları
● TFT LCD ekranlarının uygulamaları
● Yenilikler ve gelecekteki trendler
● Çözüm
>> 2. Bir TFT LCD normal bir LCD'den nasıl farklıdır?
>> 3. TFT LCD ekranlarının ana uygulamaları nelerdir?
>> 4. TFT LCD ekranlarının diğer ekran teknolojilerine göre avantajları nelerdir?
>> 5. TFT LCD ekranlarının bazı sınırlamaları nelerdir?
● Alıntı
Günümüz dünyasında, elektronik cihazlar günlük yaşamlarımızın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Akıllı telefonlardan ve dizüstü bilgisayarlardan televizyonlara ve dijital tabelalara kadar sürekli olarak ekranlarla çevriliyiz. Mevcut çeşitli ekran teknolojileri arasında, ince film-transistör sıvı kristal ekran (TFT LCD), görüntü kalitesi, enerji verimliliği ve çok yönlülüğün zorlayıcı bir kombinasyonu sunan baskın bir kuvvet olarak öne çıkıyor [1] [3]. Bu makale bir TFT LCD ekranlarının geçmişlerini, yapılarını, çalışma prensibini, uygulamalarını, avantajlarını, dezavantajlarını ve gelecekteki eğilimlerini kapsayan kapsamlı araştırması.
TFT LCD teknolojisinin geliştirilmesi, önemli atılımlar ve yenilikler ile işaretlenmiş birkaç yıl süren büyüleyici bir yolculuktur. Bu tarihi anlamak, TFT LCD teknolojisinin mevcut durumunu takdir etmek için değerli bağlam sağlar [1].
TFT teknolojisinin temeli, araştırmacıların elektronik cihazlardaki ince filmlerin potansiyelini araştırmaya başladığı 20. yüzyılın ortalarına kadar uzanabilir. Şubat 1957'de RCA'dan John Wallmark, ince bir film Mosfet için patent verdi [1]. Ayrıca RCA'dan Paul K. Weimer, Wallmark'ın fikirlerini uyguladı ve standart dökme mosfetten farklı bir tür MOSFET olan 1962'de ince film transistörü (TFT) geliştirdi [1]. İnce kadmiyum selenid ve kadmiyum sülfür filmleri ile yapıldı [1].
TFT bazlı sıvı kristal ekran (LCD) fikri, 1968'de RCA laboratuvarlarından Bernard Lechner tarafından tasarlanmıştır [1]. 1971'de Lechner, FJ Marlowe, Eo Nester ve J. Tults, LCD'lerin dinamik saçılma modu kullanılarak bir hibrit devre tarafından yönlendirilen 2 x 18 bir matris ekran gösterdi [1]. 1973 yılında, Westinghouse Research Laboratories'deki T. Peter Brody, JA ASARS ve GD Dixon, ilk CDSE ince film-transistör sıvı-kristal ekranını (TFT LCD) göstermek için kullandıkları bir CDSE (kadmiyum selenide) TFT geliştirdi [1]. Brody ve Fang-Chen Luo, 1974'te CDSE TFT'leri kullanarak ilk düz aktif matris sıvı-kristal ekranını (AM LCD) gösterdi ve Brody 1975'te 'aktif matris ' terimini yarattı [1].
Sonraki on yıllar, malzeme bilimi, üretim süreçleri ve görüntü tasarımındaki gelişmelerden kaynaklanan TFT LCD teknolojisinde sürekli iyileştirmelere tanık oldu. Amorf silikon (A-SI) TFT LCD'leri, ilk ticarileştirilmiş TFT teknolojisi olarak ortaya çıktı ve basit üretim süreçleri, iyi istikrar ve düşük maliyetleri nedeniyle yaygın olarak benimsendi [3]. 2013 yılına kadar, en modern yüksek çözünürlüklü ve yüksek kaliteli elektronik görsel ekran cihazlarında TFT tabanlı aktif matris ekranları kullanılmıştır [1].
2024 itibariyle, TFT LCD ekranları hala baskındır, ancak yüksek parlaklık ve yüksek çözünürlüklü ekranlar için OLED ile rekabet etmek ve düşük güç ekranları için elektronik kağıtla rekabet etmektedir [1]. Yenilikler TFT LCD teknolojisini geliştirmeye, dokunmatik özellikleri artırmaya, enerji verimliliğini artırmaya ve çeşitli uygulamalar için özel çözümlerin sağlanmasına devam etmektedir [8].
TFT LCD ekranı, her biri yüksek kaliteli görüntüler üretmede önemli bir rol oynayan çoklu katmanların karmaşık bir montajıdır [3]. Tipik bir TFT LCD panelinin yapısını araştıralım:
1. Arka Işık: Arka Işık Ünitesi, ekran için aydınlatma kaynağıdır. Genellikle soğuk katot floresan lambalardan (CCFL'ler) veya daha yaygın olarak, ışık yayan diyotlardan (LED'ler) oluşur. Arka ışık, LCD'nin sonraki katmanlarından geçen beyaz ışık yayar [3].
2. Polarizörler: Polarizörler, sadece belirli bir yönde titreşen ışık dalgalarının geçmesi için optik filtrelerdir. Bir TFT LCD panelinde, biri ön ve diğeri arkada olmak üzere, birbirine dik olarak yönlendirilmiş iki polarizör vardır. Bu düzenleme, ışığın ancak sıvı kristaller belirli bir şekilde hizalandığında geçebilmesini sağlar [3] [7].
3. Cam substratları: TFT LCD'leri, aralarında sıvı kristal malzemenin doldurulduğu iki cam substrattan oluşur [7] [9]. Bu substratlar yapısal destek sağlar ve diğer katmanlar için bir temel görevi görür.
4. İnce film transistör (TFT) katmanı: TFT katmanı, aktif matris LCD'nin kalbidir. Her biri karşılık gelen bir alt pikele uygulanan voltajı kontrol eden bir dizi mikroskobik transistörden oluşur. TFT'ler, her bir alt pikselden geçen ışık miktarını tam olarak düzenleyen anahtarlar olarak hareket eder [3] [6].
5. Sıvı kristal tabakası: Sıvı kristal malzemesi, ekrandan geçen ışığı modüle eden anahtar bileşendir. Sıvı kristaller, bir elektrik alanına yanıt olarak kendilerini hizalayabilen organik moleküllerdir. Sıvı kristallere uygulanan elektrik alanını kontrol ederek, her bir alt pikselden iletilen ışık miktarı tam olarak kontrol edilebilir [3] [7].
6. Renk Filtresi Katmanı: Renk filtresi katmanı, tam renkli görüntüyü oluşturmak için birleştirilen kırmızı, yeşil ve mavi (RGB) alt piksellerin üretmekten sorumludur. Renk filtresi, mozaik bir desenle düzenlenmiş küçük kırmızı, yeşil ve mavi filtrelerden oluşur [3] [7].
7. Hizalama Katmanları: Hizalama katmanları, cam substratların iç yüzeylerini kaplayan ince filmlerdir. Bu katmanlar, elektrik alanı uygulanmadığında sıvı kristal moleküllerini belirli bir yönde hizalayan mikroskobik oluklar oluşturmak için tedavi edilir [7].
TFT LCD ekranının çalışması, çeşitli bileşenlerinin koordineli bir etkileşimini içerir. İşte bir TFT LCD'nin nasıl çalıştığına dair adım adım bir açıklama:
1. Arka ışık aydınlatması: Arka ışık, polarize olmayan beyaz ışık yayar (yani ışık dalgaları her yöne titreşir) [3].
2. Polarizasyon: Işık, belirli bir yönde titreşenler dışında tüm ışık dalgalarını filtreleyen arka polarizörden geçer. Işık polarize olur [3] [7].
3. Sıvı kristal modülasyonu: Polarize ışık sıvı kristal tabakasına girer. TFT dizisi, her bir alt piksele uygulanan elektrik alanını kontrol eder ve bu da sıvı kristal moleküllerinin hizalanmasını kontrol eder. Elektrik alanı uygulanmadığında, sıvı kristaller polarize ışığı 90 derece döndürecek şekilde hizalamaktadır [3] [6].
4. Renk filtreleme: Dönmüş ışık, beyaz ışığı kırmızı, yeşil ve mavi bileşenlerine ayıran renk filtresi katmanından geçer. Her alt piksel, yalnızca karşılık gelen rengin [3] [7] 'nden geçmesine izin verir.
5. Işık iletimi: ışık daha sonra ön polarizatörden geçer. Sıvı kristaller ışığı 90 derece döndürürse, ışık ön polarizatörden geçecektir. Sıvı kristaller ışığı döndürmediyse, ışık ön polarizör tarafından bloke edilecektir [7].
6. Görüntü Oluşumu: TFT dizisi, her bir alt piksele uygulanan voltajı kontrol ederek, her bir alt pikselden iletilen kırmızı, yeşil ve mavi ışık miktarını tam olarak kontrol edebilir. Bu, ekranın son görüntüyü oluşturarak geniş bir renk ve gölge yelpazesi oluşturmasını sağlar [6].
TFT LCD ekranları, yaygın olarak benimsenmesine katkıda bulunan diğer ekran teknolojilerine göre çeşitli avantajlar sunar:
-Kingi çözünürlük: TFT LCD'leri yüksek piksel yoğunlukları elde edebilir, bu da keskin ve ayrıntılı görüntülere neden olabilir [6].
-Brightness: TFT LCD'leri parlak görüntüler üretebilir, bu da onları çeşitli aydınlatma koşullarında kullanıma uygun hale getirir [6].
-Rolor doğruluğu: TFT LCD'leri, görsel olarak hoş bir deneyim sağlayarak çok çeşitli renk yelpazesini doğru bir şekilde yeniden üretebilir [6].
-Hızlı tepki süresi: TFT LCD'lerinin aktif matris tasarımı, hızlı tepki sürelerini sağlar, hareket bulanıklık ve hayaletlemeyi azaltır [6].
-Enerji verimliliği: CRT gibi eski ekran teknolojilerine kıyasla, TFT LCD'leri daha az güç tüketir [10].
-SliM Profili: TFT LCD'leri çok ince ve hafif hale getirilebilir, bu da onları taşınabilir cihazlar için ideal hale getirir [3].
Avantajlarına rağmen, TFT LCD ekranlarının da bazı sınırlamaları vardır:
-Gizma açısı: TFT LCD'lerinin görüntü kalitesi bir açıdan bakıldığında bozulabilir. Bu, sıvı kristallerin hizalanması ve ışığın polarizasyonundan kaynaklanmaktadır [6].
-Black seviyeleri: TFT LCD'leri tipik olarak derin siyah seviyeler üretmek için mücadele ederek daha düşük bir kontrast oranı ile sonuçlanır [6].
-Üretim karmaşıklığı: TFT LCD'lerinin üretim süreci karmaşıktır ve daha yüksek üretim maliyetlerine yol açarak özel ekipman gerektirir [8].
-Ölü pikseller için potansiyel: TFT dizisindeki çok sayıda transistör nedeniyle, ölü piksel (açılmayan veya kapalı olmayan pikseller) olasılığı vardır [6].
TFT LCD ekranları, çok çeşitli cihazlarda ve endüstrilerde uygulamalar bulur [2] [5]:
-Smartphones, tabletler ve dizüstü bilgisayarlar: Bunlar, yüksek piksel yoğunluğu ve enerji verimliliği nedeniyle TFT ekranlarının belki de en yaygın uygulamalarıdır [10].
-Television setleri ve bilgisayar monitörleri: TFT LCD'leri, öncüllerine kıyasla üstün görüntü kalitesi ve enerji verimliliği sunan TV'ler ve monitörler için norm haline gelmiştir [10].
-Outomotif ekranlar: Gösterge paneli ekranlarında, GPS sistemlerinde ve eğlence sistemlerinde kullanılır, sürücülere ve yolculara daha net ve daha güvenli bir kullanıcı deneyimi sağlar [8].
-Tıbbi Ekipman: Hasta monitörleri ve görüntüleme sistemleri dahil, hassasiyet ve güvenilirliğin çok önemli olduğu tıbbi cihazlarda kritiktir [2] [8].
-Keküstriyel sistemler: Makine arayüzlerine ve işlem kontrollerine uygulanır, burada izleme ve çalışma verimliliği için net ekranlar gereklidir [2] [8].
-Militer ve Savunma: Dayanıklılık ve güneş ışığı okunabilirliği için MIL-SPEC standartlarına uygun komuta merkezleri, saha operasyonları ve araca monte sistemler için sağlamlaştırılmış ekranlar [2].
-Marin ve açık deniz: Su geçirmez ve korozyona dayanıklı tasarımlar içeren gemilerde navigasyon sistemleri, kontrol panelleri ve eğlence sistemleri [2].
-Public Bilgi Sistemleri: Reklam ekranları, dijital tabelalar ve kamusal alanlarda bilgilendirici kiosklar için çeşitli aydınlatma koşullarında okunabilirlik ve görünürlük sağlar [8].
TFT LCD teknolojisi alanı sürekli olarak gelişmektedir, devam eden araştırma ve geliştirme sınırlamalarını ele almaya ve yeteneklerini genişletmeye odaklanmıştır [8]:
-Kişli dokunma yetenekleri: Çoklu dokunma yetenekleri ve jest tanıma sunan kapasitif dokunmatik ekranların entegrasyonu [8].
-Gerenti enerji verimliliği: Daha az güç tüketen ve daha parlak bir ekran sunan LED arkadan aydınlatmalı ekranların geliştirilmesi [8].
-Flexible ekranlar: Katlanabilir ve haddelenebilir TFT LCD ekranlarının oluşturulmasını sağlayabilecek esnek substratlar ve malzemeler araştırması.
-Quantum nokta teknolojisi: Renk gamını ve parlaklığını arttırmak için kuantum noktalarının dahil edilmesi.
-Mini liderliğindeki ve mikro liderliğindeki arka ışıklar: Yerel karartma üzerinde daha hassas kontrol sağlamak, kontrast oranını ve siyah seviyeleri iyileştirmek için daha küçük LED'ler kullanma.
TFT LCD ekranları, çok çeşitli uygulamalar için görsel olarak zengin ve çok yönlü bir ekran çözümü sağlayarak elektronik cihazlarla etkileşim kurma şeklimizde devrim yarattı. Mütevazi başlangıçlarından mevcut hakimiyetlerine kadar, TFT LCD'leri sürekli yenilik ve iyileştirme nedeniyle dikkate değer ilerlemeler geçirmiştir. OLED gibi rakip teknolojiler ortaya çıkarken, TFT LCD'leri gelişmeye devam ediyor ve bu da ekran teknolojisinin sürekli değişen manzarasındaki alaka düzeylerini sağlayan yeni özellikler ve iyileştirmeler içeriyor. İlerledikçe, TFT LCD ekranlarının daha da yenilikçi uygulamalarını görmeyi ve görsel iletişim ve bilgi ekranının geleceğini şekillendirmeyi bekleyebiliriz.
TFT ince film transistörü anlamına gelir [4]. LCD'lerde, adreslenebilirlik ve kontrast gibi görüntü kalitesini artırmak için kullanılan bir transistör teknolojisidir [3].
Bir TFT LCD, bir tür aktif matris LCD'dir, normal LCD pasif matris veya aktif matris olabilir [3] [4]. TFT LCD'leri, her pikseli ayrı ayrı kontrol etmek için ince film transistörleri kullanır, bu da pasif matris LCD'lere kıyasla daha hızlı yanıt süreleri, daha iyi kontrast ve daha geniş görüntüleme açılarına neden olur [6].
TFT LCD ekranları, akıllı telefonlar, tabletler, dizüstü bilgisayarlar, TV'ler, bilgisayar monitörleri, otomotiv ekranları, tıbbi ekipman, endüstriyel sistemler ve genel bilgi sistemleri gibi çok çeşitli cihazlarda kullanılır [2] [5] [8] [10].
TFT LCD ekranları, yüksek çözünürlük, parlaklık, renk doğruluğu, hızlı tepki süresi, enerji verimliliği ve ince bir profil gibi çeşitli avantajlar sunar [6] [10].
TFT LCD ekranlarının bazı sınırlamaları, açı bağımlılığını, derin siyah seviyelerin üretilmesinde zorluk, üretim karmaşıklığı ve ölü piksel potansiyeli içerir [6] [8].
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/s-ups
[2] https://www.abraxsyscorp.com/tft-lcd-monitors-features-benefits-real-world-applications/
[3] https://www.hongguangdisplay.com/blog/what-is--tft-lcd/
[4] https://www.szmaclight.com/new/what-is-tft-meaning.html
[5] https://www.proculustech.com/what-is-tft-lcd-what-are-pplications-for-tft-lcd-creen/
[6] https://blog.notechriddles.com/tw/what-is-tft-screen-and-the-difference-to-lcd-reps-sed-tw.html
[7] https://www.orientdisplay.com/knowledge-base/tft-basics/what-is-thin-film-transistor-tft/
[8] https://www.xhpanel.com/blog-detail/compleghenge-guide-to-tft-lcd-displays-technology-pplications- and-innovations
[9] https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%e8%96%84%E8%86%9eme%9B%bb%E6%b6%E9%AB%9 4%E6%b6%B2%E6%99%B6%B6%A9%A9%9%A9%A9%A9mey
[10] https://www.av-display.hk/blog/what-are-the-common-pplications-of-tft-displays
