Разница между жидкокристаллическими экранами STN и TFT
1. Что такое жидкий кристалл?
Вещество имеет три состояния: твёрдое, жидкое и газообразное. Ниже производители ЖК-дисплеев рассказывают о разнице между жидкокристаллическими материалами STN и TFT. На самом деле, так называемые три состояния — это лишь общее разделение; некоторые вещества можно подразделить на различные свойства твёрдого состояния. Аналогично, жидкость также может иметь различное «состояние», при котором молекулярная структура жидкости обладает направленностью — такое состояние называется «жидким кристаллом».
Поскольку обычные твёрдые кристаллы ориентированы, многие их физические свойства также ориентированы. Жидкие кристаллы обладают текучестью жидкостей и одновременно сохраняют ориентацию обычных кристаллов. Если вы хотите изменить ориентацию твёрдого кристалла, необходимо повернуть весь кристалл целиком, в отличие от жидких кристаллов, ориентацию которых можно контролировать с помощью электрического или магнитного поля.
И STN, и TFT используют вещество под названием «нематический» жидкий кристалл, который имеет вид нити; распространённым методом управления направлением этой «нити» жидких кристаллов является применение электрического поля. Компоненты, изготовленные из жидких кристаллов, обычно производят путём включения жидких кристаллов между двумя стеклянными пластинами. Поверхность стекла покрывается слоем вещества, называемого ориентирующим агентом; расположение жидких кристаллов в отсутствие внешнего электрического поля может быть контролируемым благодаря их типу и методу обработки.
2. Принцип жидкокристаллического STN
Первый в мире жидкокристаллический дисплей появился в начале семидесятых годов и назывался ЖК-дисплеем типа TN (Скрученный нематик). В восьмидесятых годах появился ЖК-дисплей типа STN (Суперскрученный нематик), а также была предложена технология TFT LCD (Тонкоплёночный транзисторный).
Начнём с принципа работы жидкокристаллических экранов типа TN. Принцип работы ЖК-дисплеев STN и TN одинаков; различие заключается лишь в угле деформации молекул жидкого кристалла.
В жидкокристаллическом сэндвиче колонкового типа, зажатом между двумя стеклами, поверхность одного из стёкол сначала покрывается прозрачным и проводящим слоем для электрода, а затем на это стекло наносится тонкая пленочная электродная структура, покрытая поверхностноориентирующим агентом, чтобы обеспечить ориентацию жидких кристаллов в определённом направлении, параллельном поверхности стекла. В естественном состоянии жидкие кристаллы имеют поворот на 90 градусов; приложив электрическое поле, можно заставить жидкие кристаллы повернуться, что приведёт к изменению коэффициента преломления жидкого кристалла в зависимости от его ориентации. Результат этого изменения заключается в том, что поляризация света, проходящего через жидкий кристалл TN-типа, изменяется. Достаточно выбрать соответствующую толщину слоя, чтобы поляризация света изменялась ровно на 90°, — тогда можно использовать два параллельных поляризатора, так что свет не сможет полностью пройти сквозь них. При достаточном напряжении направление жидких кристаллов становится параллельным направлению электрического поля, в результате чего поляризация света перестаёт изменяться, и свет может свободно проходить через второй поляризатор. Таким образом, можно управлять яркостью света — от светлого до тёмного. Как уже упоминалось, жидкие кристаллы STN обладают тем же принципом отображения, что и жидкие кристаллы TN-типа, за исключением того, что они поворачивают падающий свет на угол от 180 до 270 градусов вместо 90 градусов. Кроме того, простой ЖК-дисплей TN-типа сам по себе имеет лишь два варианта: светлый и тёмный. В свою очередь, жидкие кристаллы STN характеризуются преимущественно светло-зелёным и оранжевым цветами. Однако если дополнить традиционный монохромный дисплей STN цветным фильтром и разделить каждый пиксель матрицы монохромного дисплея на три субпикселя, каждый из которых будет пропускать через свой цветной фильтр красный, зелёный и синий основные цвета, то можно добиться полноцветного изображения.
3. Принцип жидкокристаллического дисплея TFT
Ввиду ограничений принципа отображения жидкокристаллических экранов типа TN и STN, при увеличении размера их дисплея время реакции электродов в центральной части может становиться всё больше. На самом деле, для сотовых телефонов это не представляет большой проблемы, поскольку современные дисплеи сотовых телефонов относительно небольшие, и влияние времени реакции жидкокристаллического экрана здесь сравнительно невелико. Однако для ноутбуков и других устройств, требующих крупногабаритных ЖК-дисплеев, слишком медленное время отклика ЖК-экрана серьёзно ухудшает качество изображения. Поэтому технология TFT LCD привлекла внимание производителей. Кроме того, цветные экраны в сотовых телефонах используются всё чаще; в новом поколении продуктов многие поддерживают отображение 65536 цветов, а некоторые даже поддерживает отображение 160 000 цветов. В этом случае преимущества TFT — высокая контрастность и насыщенность цветов — становятся ещё более значимыми.
Производители ЖК-дисплеев типа STN относятся к отражающим ЖК-устройствам; их преимуществом является низкое энергопотребление, однако в более тёмных условиях качество изображения ухудшается, поэтому такие дисплеи необходимо оснащать внешним источником подсветки. ЖК-дисплеи TFT используют комбинацию «задней» и «отражающей» подсветки: сзади жидкокристаллического слоя устанавливается специальная световая трубка. Именно поэтому на некоторых дисплеях мобильных телефонов кажется, что есть собственная подсветка, тогда как на других — подсветка выглядит так, будто она исходит непосредственно из самого дисплея. Кроме того, технологии подсветки ЖК-дисплеев, разработанные производителями, постоянно совершенствуются: от монохромных к цветным, от толстых к тонким, от боковых люминесцентных ламп до плоских панельных люминесцентных ламп.
Кстати, отражающее ЖК-устройство бывает двух типов: с чёрным фоном и белыми символами (NB) и с белым фоном и чёрными символами (NN). Недавно мы увидели, что дисплей V70 относится к типу NB. Конечно, это, безусловно, результат интеграции новейших технологий, направленных на улучшение характеристик типа NB. Итак, вернёмся к нашей теме и продолжим разговор о принципе работы TFT ЖК-дисплеев. Технология TFT ЖК-дисплеев использует метод «активной матрицы». Суть этого метода заключается в том, что для управления пикселями применяется тонкоплёночная технология, основанная на транзисторах-электродах, а также сканирующие методы, позволяющие «активно» включать и выключать каждый отдельный точечный элемент дисплея. Когда источник света включён, свет проходит вверх через нижнюю поляризующую пластину, и молекулы жидкокристаллического вещества пропускают этот свет. При подаче напряжения на электроды молекулы жидкого кристалла меняют своё состояние расположения точно так же, как это происходит в TN-жидкокристаллических материалах; таким образом достигается цель отображения — затенение или пропускание света. Этот принцип работы похож на принцип работы TN-жидкокристаллических материалов, и действительно, это так. Однако разница состоит в том, что поскольку полевой транзистор FET обладает ёмкостным эффектом, он способен сохранять потенциальное состояние; поэтому молекулы прозрачного жидкого кристалла остаются в этом состоянии до тех пор, пока следующий раз электрод FET не будет снова заряжен, что приведёт к изменению их расположения. В TN-жидкокристаллических материалах такой характеристики нет: как только электрическое поле исчезает, молекулы жидкого кристалла немедленно возвращаются в исходное состояние. Именно в этом заключается самая большая разница между принципом работы TFT-жидкокристаллических и TN-жидкокристаллических дисплеев.
Жидкокристаллический TFT для каждого пикселя оснащён полупроводниковым переключателем; процесс аналогичен технологии больших интегральных схем. Поскольку каждый пиксель может управляться непосредственно точечным импульсом, каждый узел является относительно независимым и может контролироваться непрерывно. Такая конструкция не только повышает скорость отклика дисплея, но также позволяет точно управлять отображением градаций серого, благодаря чему цвета на жидкокристаллическом TFT-дисплее выглядят более реалистично.
Последние новости
Oct 21,2026
Что такое дисплей с оптическим соединением (optical bonding)? Руководство по выбору
Оптическое склеивание улучшает читаемость дисплея, его долговечность и видимость при солнечном свете за счет устранения воздушного зазора; для промышленных целей при этом применяются различные решения — OCA и OCR.
Oct 14,2026
Выберите подходящий ЖК-дисплей для IoT-устройства, сопоставив технологии COG, COB или TFT с требованиями к экрану, условиями эксплуатации, энергопотреблением и долгосрочными производственными задачами.
Sep 28,2026
Как выбрать китайский TFT-дисплей: руководство для промышленных закупщиков
Выбор TFT-дисплея китайского производства — это не только вопрос цены; важно подобрать решение, соответствующее требованиям вашего промышленного применения по техническим характеристикам, надежности, возможностям кастомизации, стандартам контроля качества и условиям долгосрочных поставок.
Sep 21,2026
Полное руководство по ЖК-дисплеям, изготавливаемым на заказ: процесс, стоимость и советы по выбору
ЖК-дисплеи, изготовленные по индивидуальному заказу, гарантируют точное соответствие дисплейного модуля требованиям оборудования, обеспечивая баланс между производительностью, стоимостью и долгосрочными поставками.
Sep 14,2026
Выбор дисплея для топливораздаточной колонки зависит от конкретных требований к применению: решения на базе сегментных ЖК-индикаторов, технологий COB или TFT обеспечивают надежную работу и отличную читаемость изображения при солнечном свете как в новых, так и в модернизируемых системах.
Sep 07,2026
Как выбрать дисплей для шлагбаума: руководство по подбору модулей отображения
В данном разделе изложены ключевые аспекты выбора модулей дисплеев для шлагбаумов, включая технологию отображения, факторы внешней среды и требования к индивидуальной настройке.