Aufbau und Nutzen vom TFT Display erklärt

Mann vor einem TFT Bildschirm am arbeiten

TFT ist eine Abkürzung für „Thin Film Transistor“. Das TFT Display hat Transistoren, die aus dünnen Schichten aus amorphem Silizium bestehen, die auf einem Glas aufgebracht sind. Sie dienen als Steuerventil, um den Flüssigkristallen für die einzelnen Subpixel eine entsprechende Spannung zuzuführen. Deshalb wird das TFT-LCD-Display auch Aktiv-Matrix-Display genannt.

Vorteile

Im Vergleich zu gewöhnlichen LCD-Displays liefern TFT Displays sehr scharfe und klare Bilder/Texte bei kürzerer Reaktionszeit. TFT-LCD-Displays werden in immer mehr Anwendungen eingesetzt und ermöglichen eine bessere visuelle Darstellung von Produkten.

Antriebsprinzip

Um zu verstehen, wie TFT LCD funktioniert, müssen wir zuerst das Konzept des Feldeffekttransistors (FET) begreifen. FET ist eine Art von Transistor, der ein elektrisches Feld benutzt, um den Stromfluss zu steuern. Er ist ein Bauteil mit drei Anschlüssen: Source, Gate und Drain. FETs steuern den Stromfluss durch das Anlegen einer Spannung am Gate, die wiederum die Leitfähigkeit zwischen Drain und Source verändert.

Feldeffekttransistor

Der Datenbus sendet ein Signal an die FET-Source, wenn SEL SIGNAL eine Spannung an das Gate anlegt, wird eine Treiberspannung auf dem TFT-LCD-Panel erzeugt. Ein Sub-Pixel wird beleuchtet. Ein TFT-LCD-Display enthält tausende oder Millionen solcher Treiberschaltungen.

Aufbau

Ein TFT-LCD hat eine Flüssigkristallschicht zwischen einem Glassubstrat mit TFTs und transparenten Pixelelektroden und einem weiteren Glassubstrat mit einem Farbfilter (RGB) und transparenten Gegenelektroden. Jedes Pixel in einer aktiven Matrix ist mit einem Transistor gepaart, der einen Kondensator enthält, der jedem Sub-Pixel die Fähigkeit gibt, seine Ladung zu behalten, anstatt jedes Mal eine elektrische Ladung zu senden, wenn es geändert werden muss. Dies bedeutet, dass TFT-LCD-Displays reaktionsschneller sind.
Die in Taschenrechnern und anderen Geräten mit ähnlich einfachen Displays verwendeten Flüssigkristallanzeigen haben direkt angesteuerte Bildelemente, und daher kann bei diesen Displaytypen problemlos eine Spannung an nur ein Segment angelegt werden, ohne die anderen Segmente zu beeinträchtigen. Für ein großes Display wäre dies unpraktisch, da es eine große Anzahl von (Farb-)Bildelementen (Pixeln) hätte und somit Millionen von Anschlüssen erforderlich wären, sowohl oben als auch unten für jede der drei Farben (Rot, Grün und Blau) jedes Pixels. Um dieses Problem zu vermeiden, werden die Pixel in Zeilen und Spalten adressiert, wodurch die Anzahl der Anschlüsse von Millionen auf Tausende reduziert wird. Die Spalten- und Zeilendrähte sind mit Transistorschaltern verbunden, einer für jedes Pixel. Die Einweg-Stromdurchlass-Charakteristik des Transistors verhindert, dass die Ladung, die jedem Pixel zugeführt wird, zwischen den Auffrischungen des Bildes eines Displays abfließt. Jedes Pixel ist ein kleiner Kondensator mit einer Schicht aus isolierendem Flüssigkristall, die zwischen transparenten, leitenden ITO-Schichten eingebettet ist.

Das Schaltungslayout-Verfahren eines TFT-LCDs ist dem von Halbleiterprodukten sehr ähnlich. Allerdings werden die Transistoren nicht aus Silizium hergestellt, das zu einer kristallinen Siliziumscheibe geformt wird, sondern aus einem dünnen Film aus amorphem Silizium, der auf einer Glasplatte abgeschieden wird. Die Siliziumschicht für TFT-LCDs wird typischerweise mit dem PECVD-Verfahren abgeschieden. Die Transistoren nehmen nur einen kleinen Teil der Fläche jedes Pixels ein, und der Rest des Siliziumfilms wird weggeätzt, damit das Licht ihn leicht durchdringen kann.

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