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TFT Displays

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TFT (thin film transistor) ist eine Technologie, die in Monitoren und Displays eingesetzt wird, in der Regel in Verbindung mit Flüssigkristallbildschirmen - LCD (liquid crystal display). Sie basiert auf Dünnschichttransistoren, die unter Flüssigkristallen angebracht sind und für deren Steuerung verantwortlich sind - unter jedem Pixel befindet sich ein Transistor, der die Helligkeit des Pixels steuert. Mit dem Aufkommen der TFT-Displays konnten flüssigere Bewegungen, eine höhere Auflösung und genauere Farben dargestellt werden.

Was ist ein TFT-Display?

Was ist ein TFT-Display - INHALT

  1. Wie funktioniert das TFT-Display?
  2. Die wichtigsten Vorteile von TFT
  3. IPS, TN, VA Technologien - um was geht es hier?

Wie funktioniert das TFT-Display?

In der folgenden Abbildung können Sie sehen, wo sich die TFT-Schicht im Display befindet. Es handelt sich um einen Film, der aus Miniaturtransistoren besteht, die in einem Gitter auf einem Glas-Untergrund angeordnet sind, das sich unter einer Schicht aus Flüssigkristallen befindet. Unter jedem Flüssigkristall befindet sich ein Transistor.

LCD-Display-Schichten
Die Kondensatorschicht befindet sich auf einem Glas-Untergrund. Es handelt sich also um eine TFT-Glass-Schicht.

Das LCD-Display enthält zwei Polarisationsfilter, die jeweils Licht mit einer anderen Polarisation durchlassen. Das heißt, wenn wir diese beiden Filter übereinander legen, lassen sie kein Licht mehr durch. Um das Licht durchzulassen, muss seine Polarisation in dem Moment geändert werden, in dem das Licht bereits den ersten Filter passiert hat, aber bevor es den zweiten Filter passiert. Und genau das können die Flüssigkristalle zwischen den beiden Polarisationsfiltern leisten.

Wir können steuern, wann Flüssigkristalle die Polarisation des Lichts verändern und wann nicht. Ändern sie die Polarisation (drehen sie die Lichtwellen), lassen die Polarisationsfilter das Licht durch. Wenn sie diese nicht ändern, blockieren sie das Licht. Gleichzeitig kann die Intensität zwischen den beiden Zuständen beeinflusst werden - so lässt sich die Helligkeit eines bestimmten Pixels steuern. Der Flüssigkristall befindet sich in jedem farbigen Subpixel, so dass wir nicht nur die Helligkeit des Pixels, sondern auch seine Farbe steuern können. Wenn nur die Kristalle hinter den Rotfiltern die Polarisation des Lichts verändern, ist das Bild rot, wenn etwas Licht von den Blaufiltern hinzukommt, ist das Display lila. Und so funktioniert es bei jeder denkbaren Farbkombination, so dass das Display fast alles wiedergeben kann.

Farbige Subpixel
Mit bloßem Auge werden Sie die farbigen Subpixel wahrscheinlich nicht sehen, aber Sie können Andeutungen von ihnen bemerken. Das Mikroskop bietet eine detaillierte Ansicht. Auf dem Bild sehen Sie einen Cursor, dessen Umrisse aus der Ferne betrachtet weiß erscheinen.

Die Transistoren in der TFT-Schicht beeinflussen, welche Flüssigkristalle das Licht polarisieren und wie stark. Die Flüssigkristallschicht ist zwischen zwei Elektrodenschichten eingebettet. Mit Hilfe dieser Elektroden können Transistoren (TFTs) winzige elektrische Felder erzeugen, die die Polarisierung des Lichts durch die Flüssigkristalle und damit letztlich die Leuchtkraft eines bestimmten Pixels beeinflussen.

Die wichtigsten Vorteile von TFT

TFT-Displays sind auch als Displays mit aktiver Matrix bekannt - eine Alternative zur passiven Matrix. Die aktive Matrix ist ein Adressierungsschema, das Transistoren verwendet, die durch kleine Kondensatoren ergänzt werden. Dadurch können sie genauer und schneller kontrolliert werden, was eine Reihe von Vorteilen mit sich bringt. Dazu gehören eine höhere Bildwiederholfrequenz und eine schnellere Pixelreaktion, wodurch das Bild viel glatter und schärfer wird. Während ein Display mit passiver Matrix bei schnellen Mausbewegungen nur die Anfangs- und Endposition des Cursors anzeigt, ist das TFT-Display in der Lage, auch die Richtung, in die sich der Cursor bewegt, darzustellen.

Anzeige des Taschenrechners
LCD-Displays werden auch von Taschenrechnern verwendet, oft sogar in monochromer TN-Technologie, aber die Matrix dieser Displays ist in der Regel passiv, es handelt sich also nicht um TFT.

Da die aktive Matrix die Anzahl der Verbindungen, die zur präzisen Ansteuerung des Displays erforderlich sind, erheblich reduziert, hat die TFT-Technologie auch die Entwicklung hochauflösender Displays ermöglicht. Die präzise Steuerung der Pixel hat lebensechte Farben, weite Betrachtungswinkel, einen höheren Kontrast und eine geringere Dicke ermöglicht - Eigenschaften, die wir bei den heutigen Displays als selbstverständlich ansehen.

IPS, TN, VA Technologien - um was geht es hier?

Diese Technologien verändern die Art und Weise, wie die Flüssigkristallschicht die Eigenschaften des durchfallenden Lichts verändert. Eine der ältesten Technologien ist TN, aber sie hat eine Reihe von Mängeln, die andere Technologien zu beheben versuchen. IPS und VA sind die gängigsten Alternativen. Es ist nicht möglich, einen Vergleich im Sinne von "TFT vs. IPS" anzustellen, da TFT sich um etwas anderes kümmert als diese Technologien, die man als eine Art Überbau von TFT betrachten kann.

  • TN - zu den Vorteilen zählen ein niedriger Preis und eine schnelle Pixelreaktion, zu den Schwächen zählen eine ungenaue Farbwiedergabe und die in der Regel sehr schlechten Betrachtungswinkel - wenn das Display gekippt wird, können völlig invertierte Farbtöne angezeigt werden.
  • VA - der große Vorteil dieser Technologie ist der typisch hohe Kontrast, die Schwarzwiedergabe und die schnelle Pixelreaktion. Farben und Blickwinkel sind besser als bei TN, aber schlechter als bei IPS. Zu den eindeutigen Nachteilen gehören hingegen die in der Regel eine geringere maximale Helligkeit und ein als "Black Smearing" bezeichneter Effekt. Dies zeigt sich zum Beispiel beim Scrollen von weißem Text auf schwarzem Hintergrund, wo der sich bewegende Text manchmal fast verschwindet.
  • IPS - die vielseitigste und am weitesten verbreitete Display-Technologie der Gegenwart. Ihre Vorteile sind ein weiter Betrachtungswinkel und eine genaue Farbwiedergabe. Als typische Nachteile werden jedoch ein geringerer Kontrast und eine langsamere Pixelreaktion genannt. Der Kontrast ist in der Tat geringer als bei VA-Panels, aber die Reaktionsfähigkeit hat sich so stark verbessert, dass selbst professionelle Gaming-Monitore inzwischen die IPS-Technologie verwenden. Aber IPS-Monitore sind auch die teuersten.
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Obwohl die TFT-Technologie ihren Ursprung in den 1960er Jahren hat, ist sie immer noch unverzichtbar für alle LCD- und LED-Displays, die wir in unserem Leben verwenden. Von Einfahrtsschildern über viele Fernsehgeräte und Monitore bis hin zu einigen Telefon-Displays.

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