Tiga mode tampilan TFT LCD
Mode tampilan LCD TFT terutama ditentukan oleh susunan molekul kristal cair, arah aksi medan listrik, dan konfigurasi polarizer. Saat ini, mode tampilan umum mencakup TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching) dan VA (Vertical Alignment), yang memiliki perbedaan signifikan dalam struktur, karakteristik optik, dan skenario aplikasi. Berikut analisis sistematis tiga mode dari tingkat prinsip:
Mode TN (Nematik Memutar).
Mode TN adalah teknologi layar kristal cair komersial paling awal. Ciri intinya adalah molekul kristal cair membentuk struktur memutar heliks 90 derajat antara dua lapisan substrat kaca, dan arah gesekan lapisan orientasi substrat atas dan bawah adalah ortogonal. Ketika tidak ada tegangan yang diterapkan, molekul kristal cair disusun dalam susunan spiral, dan cahaya terpolarisasi diputar 90 derajat dengan menggunakan karakteristik rotasi optik. Prinsipnya ditunjukkan pada Gambar 1.
The TN mode is driven by a longitudinal electric field (vertical substrate direction). After voltage is applied, the liquid crystal molecules are arranged vertically, destroying the optical rotation characteristics. The upper and lower polarizers are orthogonal, and light is transmitted when there is no voltage (normal white mode), and light is blocked when the voltage is fully turned on (normal black mode). The TN mode uses positive liquid crystal (Δε>0), tegangan ambang rendah (1-2V), waktu respons singkat (1-5ms), tetapi kontrasnya rendah dan kebocoran cahaya rentan terhadap keadaan gelap. Mode tampilan ini menggunakan susunan TFT untuk mengontrol transmisi cahaya dan keburaman setiap piksel, sehingga mencapai tujuan tampilan gambar.
Mode tampilan di mana panel LCD terang saat tidak diberi tegangan, dan mode tampilan gelap setelah diberi tegangan disebut mode Biasanya Putih (NW). Mode tampilan di mana panel LCD dalam keadaan gelap tanpa diberi tegangan, dan tegangan dalam keadaan terang disebut mode Biasanya Hitam (NB). Dalam aplikasi praktis, selain keadaan terang dan gelap, ketika tegangan yang sesuai diterapkan pada kristal cair, nada perantara antara keadaan terang dan gelap akan ditampilkan, yang umumnya dikenal sebagai skala abu-abu.
Mode IPS (Dalam-Peralihan Bidang).
Prinsip mode tampilan IPS Layar LCD. Dalam-Mode Pengalihan Panel adalah-mode konversi dalam bidang, menggunakan kristal cair negatif, dengan molekul kristal cair berada pada bidang yang sejajar dengan substrat kaca. Pengaturan polarizer atas dan bawah sama seperti pada mode TN. Mereka hanya bisa lewat jika arah polarisasi cahayanya dibelokkan. Bedanya, pada mode tampilan IPS, medan listrik horizontal digunakan untuk mengontrol defleksi molekul kristal cair.
Sumbu polarisasi polarizer atas dan bawah dalam mode IPS tegak lurus satu sama lain, sehingga panel kristal cair berada dalam keadaan gelap ketika tidak ada tegangan yang diberikan. Ketika tegangan yang diberikan ke elektroda lebih besar dari tegangan ambang batas, molekul kristal cair berputar searah medan listrik pada bidang yang sejajar dengan substrat, dan berada pada sudut tertentu terhadap sumbu polarisasi polarizer atas dan bawah. Akibat efek birefringence kristal cair, terjadi perbedaan fasa antara cahaya biasa dan cahaya tidak biasa yang melewati lapisan kristal cair, sehingga panel kristal cair berada dalam keadaan terang.
TFT-LCD dalam mode tampilan IPS memiliki keunggulan kontras yang baik, sudut pandang lebar, dan efek tampilan yang baik. Sebagai versi IPS yang ditingkatkan, FFS (Fringe Field Switching) menghasilkan medan listrik tepi melalui susunan mikroelektroda, menjadikan sudut kemiringan molekul lebih kecil, kecerahan lebih tinggi, dan konsumsi daya lebih rendah.
Mode VA (Penjajaran Vertikal).
Elektroda dalam mode VA berada pada substrat atas dan bawah, dan molekul kristal cair dibelokkan di bawah aksi medan listrik vertikal. Mode VA menggunakan kristal cair negatif. Ketika tidak ada tegangan yang diterapkan, vektor penunjuk kristal cair disusun secara vertikal. Dalam hal ini, cahaya terpolarisasi linier yang datang tidak mengalami birefringence ketika melewati lapisan kristal cair, dan keadaan polarisasi tetap tidak berubah. Jika sumbu polarisasi polarizer atas dan bawah sejajar satu sama lain, cahaya datang melewati polarizer atas dan bawah, dan tampilan layar menjadi terang. Jika sumbu polarisasi dari polarizer atas dan bawah saling tegak lurus, cahaya datang terhalang pada polarizer keluar, dan tampilan layar berada dalam keadaan gelap.
Ketika tidak ada tegangan yang diterapkan, tidak ada birefringence dalam mode VA, sehingga VA dalam mode biasanya hitam menghalangi cahaya di semua panjang gelombang dan tidak bergantung pada ketebalan kotak. Fitur ini menunjukkan bahwa karakteristik keadaan gelap dari mode hitam normal sangat baik dan kontrasnya juga sangat tinggi, sehingga produk VA sebenarnya umumnya memilih mode hitam normal. Ketika tegangan yang diterapkan antara elektroda atas dan bawah lebih besar dari tegangan ambang batas, molekul kristal cair menyimpang dari keadaan sejajar vertikal ke arah horizontal. Fenomena birefringence pada lapisan kristal cair menyebabkan perbedaan fasa, dan cahaya datang melewati polarizer atas dan bawah, dan panel menjadi terang.
TFT-LCD dalam mode tampilan VA memiliki keunggulan rendering warna hitam yang baik, kontras, sudut pandang lebar, dll.
Melalui inovasi teknologi yang berkelanjutan, ketiga mode tampilan tersebut akan menjaga daya saing di bidang keunggulannya masing-masing. Di masa depan, TN akan tetap bertahan di pasar khusus, IPS akan mendominasi-perangkat seluler kelas atas, dan VA akan memimpin layar-berukuran besar.
