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
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.
Aug 31,2026
В данной статье представлены решения по разработке специализированных дисплейных модулей для авиационного оборудования, не являющегося критически важным для полетов, рассматриваются сценарии применения, требования к окружающей среде, подходы к индивидуальной настройке и приводятся примеры из реальной практики.
Aug 24,2026
Что такое ламинированный IPS-дисплей и зачем он нужен промышленным устройствам?
В данном обзоре рассматриваются преимущества, сценарии применения, типичные ошибки при выборе спецификаций и инженерные рекомендации касательно IPS-дисплеев с оптическим склеиванием, что помогает заказчикам промышленного оборудования найти баланс между производительностью, надежностью и стоимостью.
Aug 17,2026
Какие бренды предлагают надежные графические ЖК-модули с разрешением 128x64?
Сравните надежных поставщиков графических ЖК-модулей с разрешением 128x64, включая SONYTEK, Sinda Display, Newhaven Display и DISPLAY VISIONS. Узнайте больше о технологиях COG и COB, контроллерах, интерфейсах и возможностях индивидуальной настройки.
Aug 10,2026
Что такое дисплей с поддержкой технологии Plug and Play и как он упрощает системную интеграцию?
Узнайте, как дисплеи с поддержкой технологии Plug-and-Play упрощают системную интеграцию благодаря интерфейсам HDMI, VGA, UART и Android. Ознакомьтесь с ЖК-решениями, оснащенными встроенными платами видеоконтроллеров.
Aug 07,2026
Каковы основные различия между монохромными и цветными дисплеями?
Сравните монохромные и цветные дисплеи, рассмотрев такие аспекты, как энергопотребление, сферы применения, надежность и технологические различия. Узнайте, как выбрать подходящий ЖК-дисплей.