TFT-LCD(薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ)とは?

TFT-LCD (薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ) は、薄膜トランジスタ技術を使用して画質を向上させる最も一般的なタイプの液晶ディスプレイの 1 つです。TFT-LCD は一般に LCD と呼ばれますが、テレビ、フラット パネル ディスプレイ、プロジェクターに搭載されているアクティブ マトリックス LCD です。

簡単に言えば、TFT-LCDスクリーンは、液晶の層の間に挟まれた2枚のガラス基板で、ガラス基板の上層にはカラーフィルター(ColorFilter)が、下層にはトランジスタが埋め込まれています。トランジスタを流れる電流が電界に変化を引き起こし、液晶分子が偏向すると、光の偏光が変化し、ピクセル(ピクセル)状態の明るさが決定されます。さらに、ガラスとカラーフィルターの上層がペーストによって形成され、赤、青、緑の色を含む各ピクセル(Pixel)が形成され、これらのピクセルは赤、青、緑の色を発し、スキンスクリーンのイメージを構成する。

Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display (TFT-LCD) の略称は、Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display (TFT-LCD) です。TFT-LCD (薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ) テクノロジーは、マイクロエレクトロニクスと液晶ディスプレイ技術を巧みに組み合わせたものです。マイクロエレクトロニクス微細加工技術上の単結晶は、薄膜トランジスタ(TFT)アレイ処理上のガラスの広い領域に移植され、次にアレイ基板とカラーフィルターフィルムを備えた別の基板、成熟した液晶ディスプレイ(LCD)技術の使用、液晶ボックスの形成、そして最終的に液晶ディスプレイd

1を形成しました

。動作原理

TFT-LCD(薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ、フィルムトランジスタ液晶ディスプレイ)は、薄膜トランジスタ技術を利用して画質を向上させる液晶ディスプレイの一種です。TFT-LCDは総称してLCDと呼ばれますが、テレビ、フラットパネルディスプレイ、プロジェクターに使用されるアクティブマトリックスLCDです。

簡単に言えば、TFT-LCDスキンは、液晶の層の中央に挟まれた2枚のガラス基板と見なすことができ、ガラス基板の上層にはカラーフィルター(カラーフィルター)、ガラスの下層にはトランジスタが埋め込まれています。トランジスタに電流が流れると電界が変化し、液晶分子が偏向し、光の偏光が変化し、偏光子を使用してピクセル(ピクセル)の明るさを決定します。さらに、上部のガラス層にカラーフィルターを積層することで、各ピクセルに赤、青、緑の色が含まれ、これらのピクセルが赤、青、緑の色を発して皮膚上の画像を形成します。

一般的なLCDモニタは、画像要素が電圧によって直接駆動されるという点で、電卓の表示パネルに似ています。1つのユニットを制御しても、他のユニットには影響しません。ピクセル数が数百万という膨大な数に増えると、各ピクセルには赤、緑、青の色ごとに個別の接続線が必要になるため、このアプローチは実用的ではありません。このジレンマを回避するには、ピクセルを行と列に配置して、接続数を数千に減らします。列のすべてのピクセルが正の電位によって駆動され、行のすべてのピクセルが負の電位によって駆動される場合、行と列の交点にあるピクセルは最大電圧を持ち、状態が切り替わります。ただし、この方法には、同じ行または列の他のピクセルが部分的にしか通電しないという問題がありますが、この部分的な切り替えにより、ピクセルが暗くなる可能性があります(明るいに切り替わらないLCDの場合)。解決策は、それに属する各ピクセルにトランジスタスイッチを追加して、各ピクセルを独立して制御できるようにすることです。トランジスタの漏れ電流が低い特性は、画像が更新される前にピクセルに印加される電圧が任意に失われないことを意味します。各画素は、前面に透明な酸化インジウムスズ(ITO)層、背面に透明層、絶縁液晶を備えた小さなコンデンサです。

この回路配置は、シリコンウェーハ上に構築されるのではなく、アーキテクチャ全体がガラス上に構築されている点を除いて、ダイナミックアクセスメモリと非常によく似ています。多くのシリコンウェーハプロセス技術では、ガラスの融点を超える温度が必要です。珍しい半導体用のシリコン基板は、液体シリコンを利用して、トランジスタの優れた品質を備えた非常に大きな単結晶を成長させます。薄膜トランジスタ液晶ディスプレイに使用されるシリコン層は、アモルファスシリコン層またはケイ化ガスを使用して作成された多結晶シリコン層であり、この製造方法は高級トランジスタの製造にはあまり適していません。

2. TN液晶

TN+フィルム(ツイストネマティック+フィルム)は、主に低価格と製品の多様性により、最も一般的なタイプです。最新のTNタイプのパネルでは、ゴーストの問題を大幅に軽減するのに十分なピクセル応答時間が速く、応答時間の仕様でも非常に高速でしたが、この従来の応答時間はISOによって設定された標準であり、オールブラックからオールホワイトへの変換時間のみを定義しています。 ただし、グレーレベル間の変換時間という意味ではありません。グレーレベル間の遷移時間(通常のLCDのより頻繁な遷移)は、ISOで定義されている時間よりも長くなります。現在使用されているRTC-OD(Response Time Compensation-Overdrive)テクノロジーにより、メーカーは異なるグレー間の遷移時間(G2G)を効果的に短縮できますが、ISOで定義された応答時間は変更されていません。応答時間は、4msや2msなどのG2G(Gray To Gray)の数値で表され、TN+Film製品では当たり前になっています。VAタイプに比べてTNパネルのコストが低いこの市場戦略は、消費者市場におけるTNの方向性を支配してきました。

TN型ディスプレイは視野角の限界、特に垂直方向に苦しんでおり、ほとんどのディスプレイは現在のグラフィックカードで出力される1,670万色(24ビットトゥルーカラー)を表示できない。特にRGBトリコロールは6ビットを8ビットとして使用し、隣接するピクセルを組み合わせて24ビットカラーを近似してダウンスケーリングして目的のグレースケールをシミュレートする。FRC(フレームレートコントロール)も使用されます。LCD の場合、ピクセルの実際の浸透率は、通常、印加電圧によって直線的に変化しません。また、B-TN(ベストTN)はサムスン電子が開発した。TNの色と応答時間を改善します。

3.スーパーツイストネマチックディスプレイ

スーパー

ツイストネマチックディスプレイ(STN)は、スーパーツイストネマチックディスプレイの略です。TN液晶が発明された後、人々は自然にTN液晶をマトリックス化して複雑なグラフィックを表示することを考えました。TN液晶の90度ねじれとは対照的に、STN液晶は180度から270度までねじることができ、1990年代初頭には画素内の3つの液晶ユニットにカラーフィルターの層を塗り、液晶ユニットの明るさをそれぞれ電圧で制御して色を出すことができるカラーSTN液晶が導入された。

4. VA液晶

CPA(Continuous Pinwheel Alignment)はシャープによって開発されました。色再現率が高く、生産量が少なく、高価です。

MVA (Multi-domain Vertical Alignment) は、TN と IPS の妥協点として 1998 年に富士通によって開発されました。当時は、高速ピクセル応答、広い視野角、高コントラストを提供していましたが、明るさと色再現が犠牲でした。アナリストはMVA技術が主流市場を支配すると予測したが、TNが優位を占めた。これは主に、MVA のコストが高く、ピクセル応答が遅いためです (明るさが変化すると劇的に増加します)。

P-MVA(Premium MVA)は、AUOがMVAの視野角と応答時間を改善するために開発した。

A-MVA(Advanced MVA)はAUOが開発

した。

S-MVA(Super MVA)はチメイオプトエレクトロニクスが開発した

。

PVA(Patterned Vertical Alignment)はサムスン電子が開発したもので、同社は利用可能な最高のコントラスト技術だと主張しているが、MVAと同じ問題

点を抱えている。

S-PVA(Super PVA)は、PVAの視野角と応答時間を改善するためにサムスン電子によって開発されました。

C-PVAはサムスン電子によって開発されました。

5. 水平電界効果表示技術

IPS (In-Plane Switching) は、TN タイプ パネルの視野角の悪さと色再現を改善するために、1996 年に日立によって開発されました。この改善により、当初は50msだった応答時間が増加し、IPSタイプのパネルのコストも非常に高価です。

S-IPS(スーパーIPS)は、IPSテクノロジーの利点がありますが、ピクセルの更新時間も改善します。色再現はCRTに近く、価格は安いですが、コントラストはまだ非常に悪く、S-IPSは現在、業務用の大型ディスプレイでのみ使用されています。

6. Super PLS

サムスン電子は、驚くべき視野角に加えて、ディスプレイの明るさを最大 10% 向上させることができる PLS (Plane to Line Switching) を開発しました。製造コストもIPSよりも15%低く、現在最大WXGA(1280×800)の解像度を提供しています。最大解像度 2880 x 1800 の Retina ディスプレイを搭載した MacBook Pro も、Samsung のこのディスプレイの製造に部分的に使用されています。残りの部分はIPSを使用します。このオブジェクトの主なアプリケーションは、スマートフォンとタブレット PC です。2011年に量産に入った。