Spis treści:
- 1 Podstawowe informacje o wyświetlaczach TFT
- 2 Krótki rys historyczny wyświetlaczy TFT
- 3 W jaki sposób działają wyświetlacze TFT?
- 4 Zalety wyświetlaczy TFT
- 5 Wady wyświetlaczy TFT
- 6 Różnice między wyświetlaczami TFT i OLED
- 7 Ekrany TFT kompatybilne z minikomputerem Rasberry Pi
- 8 Jak wybrać wyświetlacz TFT?
Wyświetlacz TFT (z ang. Thin Film Transistor) to specyficzny rodzaj ekranu ciekłokrystalicznego, który do niedawna był powszechnie wykorzystywany w telewizorach, smartfonach, tabletach i monitorach komputerowych.
Podstawowe informacje o wyświetlaczach TFT
Wraz z wprowadzeniem na rynek wyświetlaczy LED i OLED, udział ekranów TFT systematycznie malał. Niemniej jednak technologia TFT jest nadal wykorzystywana. Zasada działania wyświetlaczy tego typu polega na zmianie polaryzacji światła. Ten efekt następuje na skutek zmiany orientacji niewielkich cząsteczek ciekłego kryształu, które poruszają się pod wpływem pola elektrycznego.
Wyświetlacze TFT składają się z 4 podstawowych elementów. Pierwszym z nich jest filtr polaryzacyjny, którego głównym zadaniem jest tzw. wstępna polaryzacja światła. Drugim elementem jest szklana elektroda odpowiedzialna za kontrolowanie orientacji cząstek ciekłego kryształu. Trzecim elementem jest warstwa ciekłego kryształu, która reaguje na pole elektryczne poprzez zmianę polaryzacji światła. Ostatnim elementem jest analizator światła. Do zadań tego podzespołu należy przepuszczanie światła wyłącznie o określonej polaryzacji.
Krótki rys historyczny wyświetlaczy TFT
Początki wyświetlaczy TFT sięgają drugiej połowy XX wieku. Wtedy to pierwsi naukowcy zaczęli eksperymentować z tranzystorami cienkowarstwowymi. W stosunkowo krótkim czasie powstały pierwsze, miniaturowe wyświetlacze TFT. Początkowe modele miały jednak bardzo ograniczone zastosowanie. Wykorzystywano je głównie w nauce. Początek lat 80. XX wieku stanowił przełom dla ekranów ciekłokrystalicznych. Smukła konstrukcja, w połączeniu z niskim zapotrzebowaniem energię sprawiały, że ekrany zaczęły być masowo implementowane w urządzeniach mobilnych.
W kolejnych latach rozwijała się technologia dotykowa, dzięki której wyświetlacze TFT zyskały jeszcze większą popularność. Nieustające prace nad usprawnieniem technologii podświetlenia zaowocowały wyświetlaczami o poprawionym kontraście i wydłużonej żywotności.
W jaki sposób działają wyświetlacze TFT?
Sposób działania wyświetlaczy wykonanych w technologii TFT polega na precyzyjnym kontrolowaniu ilości światła, które przepływa przez warstwę ciekłokrystaliczną. Elementami kontrolującymi są diody określające, które konkretnie piksele mają być ciemne, a które jasne. W taki sposób powstaje obraz.
Zalety wyświetlaczy TFT
Wyświetlacze TFT zapewniają wysoką jakość i szczegółowość obrazu. Ponadto wyróżniają się zdolnością do wyświetlania obrazu w wysokiej rozdzielczości. Kolejną zaletą jest niskie zapotrzebowanie na energię elektryczną. Specyficznym rodzajem wyświetlaczy TFT są modele wykonane w technologii LTPS-TFT. Kluczowymi zaletami modeli tego typu są: niska waga, smukła konstrukcja, szeroka integracja i jeszcze niższe zapotrzebowanie na prąd.
Wady wyświetlaczy TFT
Do najważniejszych wad wyświetlaczy wykonanych w technologii TFT należy zaliczyć przeciętne odwzorowanie ciemnych kolorów i ograniczone kąty widzenia. Wyświetlacze tego typu mają skłonność do zbyt wysokiej ekspozycji szarości (szczególnie w przypadku koloru czarnego). Ponadto w trakcie długotrwałego wyświetlania statycznego obrazu, ekrany mają tendencję to „wypalania pikseli”. Choć to zjawisko nie występuje bardzo często, należy o nim pamiętać.
Różnice między wyświetlaczami TFT i OLED
Najważniejsze różnice między wyświetlaczami TFT i OLED (z ang. Organic Light Emitting Diode) obejmują budowę oraz sposób działania. W dużym uproszczeniu zasada działania ekranów OLED polega na emitowaniu światła przez organiczne materiały półprzewodnikowe. Światło jest wytwarzane w momencie, gdy przez te materiały przepływa prąd. Oznacza to, że każdy piksel emituje właśnie światło, dzięki czemu nie ma potrzeby podświetlania. Z tego powodu obraz emitowany przez wyświetlacze OLED wyróżnia się głęboką czernią, doskonałym kontrastem i szerokimi kątami widzenia.
Kolejną różnicą między ekranami TFT i OLED jest cena produkcji. Modele OLEDowe są bardziej skomplikowane i droższe w produkcji, co za tym idzie w sprzedaży. Dobrym przykładem są telewizory OLED, których cena jest zdecydowanie wyższa niż modeli z wyświetlaczami TFT.
Ekrany TFT kompatybilne z minikomputerem Rasberry Pi
Ekrany rezystancyjne TFT kompatybilne z wybranymi wersjami minikomputera Raspberry Pi są często wykorzystywane projektach DIY. W zależności od konkretnego modelu, ekrany mogą być wyposażone w interfejsy komunikacyjne SPI i GPIO. Z kolei za zarządzanie funkcją dotyku przeważnie odpowiada kontroler XPT2046. Na rynku są dostępne wyświetlacze o przekątnej np. 3,5″ i rozdzielczości 320 pikseli x 480 pikseli. Mogą być używane np. do wyświetlania tekstu i menu.
Warto również zwrócić uwagę na ekrany pojemnościowe marki Waveshare kompatybilne z Rasberry Pi, począwszy od modelu Zero, poprzez 1A,1B, 1B+, 2B, 3B+, aż po 4B. Wybrane modele mają przekątną aż 10,1″ i rozdzielczość na poziomie 1024 px x 600 px. W codziennym użytkowaniu oznacza to doskonałą ostrość i szczegółowość wyświetlanego obrazu. W zestawie, oprócz samego ekranu, znajduje się specjalna płyta kontrola HDMI, która zapewnia kompatybilność z maliną.
Jak wybrać wyświetlacz TFT?
W trakcie wyboru konkretnego modelu wyświetlacza wykonanego w technologii TFT, należy zwrócić szczególną uwagę na parametry techniczne. Pierwszym z nich jest rozdzielczość. Im jest większa, tym obraz jest bardziej szczegółowy i wyraźny. Oczywiście dotyczy to ekranów o identycznej przekątnej i różnej rozdzielczości.
Kolejnym istotnym parametrem jest kontrast, czyli różnica między najciemniejszym i najjaśniejszym punktem wyświetlacza. Im większy kontrast ekranu, tym lepiej. Warto również zapoznać się z kątami widzenia. Ten parametr odpowiada za możliwość użytkowania ekranu pod różnym kątem, bez obniżenia jakości i jasności wyświetlanego obrazu. Pozostałe parametry to odwzorowanie kolorów i maksymalna jasność.
