LCDディスプレイは、家庭用テレビ画面、制御スイッチ表示部、コンピュータディスプレイ、路上の広告用LCDスクリーン、ショッピングモールの案内表示など、私たちの生活の至る所で見られます。では、TFT LCDディスプレイの構造と動作原理はどのようなものなのでしょうか。
TFT LCDの定義
TFT（Thin Film Transistor）LCDとは、薄膜トランジスタ（カラーアクティブマトリクス）を指します。. TFTはLCDのための技術です。.
技術分野には異なる技術があり、TFTとTNには大きな違いがあります。TFTの視野角は広く、TNの視野角は狭いです。色に関しては、TFTの方がより鮮やかで豊富です。これは、TFTの表示がLED光による「バックライト」照明を採用しているためで、LCDの背面に特殊な光管を設置しています。FET電極がオンになると、LCDの分子が変化し、光の遮蔽と透過によって表示目的を達成し、TFT LCDの応答時間を向上させています。.
TFTとTNを比較すると、TFTのコントラストはより高く、色はより豊かで、画面の更新頻度も速いため、TFTは「トゥルーカラー」とも呼ばれます。同時に、TFT-LCDは各ピクセルに半導体スイッチングデバイスを配置しており、各ピクセルを単一点パルスで直接制御できるため、各ノードは比較的独立しており、連続的に制御できます。これが、TFTがTNよりも明らかな利点を持つ理由の一つです。.
ノートブック/PCモニターメーカーの製品がTFT-LCDを使用していることは疑いの余地がありません。現在、スマートライフの向上に伴い、TFT LCDは多くの製品にも応用されています。スマートホーム製品、例えば冷蔵庫、コーヒーマシン、換気扇、オーブン、炊飯器など、および家庭用中央コントローラー、温湿度コントローラー、スマートスピーカーなど、自動車分野では、車速表示、スマートフロントドライブディスプレイ、車内広告スクリーンなど、産業分野では各種産業用ディスプレイ、大型産業機械、コンピュータなどです。TFT LCD製品は、産業、医療、自動車、日常生活において非常に幅広い用途を持っています。.
さらに、技術の継続的な発展に伴い、歩留まりは向上し続け、新技術の出現により、TFT-LCDは応答時間、コントラスト、輝度、視野角において大幅な改善が見られました。科学技術の発展に伴い、大型タッチスクリーンへの需要も高まっており、これは人間と機械のインタラクションにおける大きな進歩であり、TFT LCDの応用分野が拡大し続けていることの表れでもあります。.
TFT型液晶ディスプレイの構造
一般的なa-Si TFTは、主にガラス基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体活性層a-Si、オーミックコンタクト層n+a-Si、ソース・ドレイン電極、保護膜から構成され、そのうちゲート絶縁層と保護膜には一般にSiNが使用されます。.
a-Si TFTの構造は、4つの典型的な構造に分類できます：ソース、ドレイン、ゲート電極が半導体活性層a-Siと同じ側に位置する平面構造、ソース、ドレイン、ゲート電極がa-Si層の上側に位置する正ゲート平面構造、ソース、ドレイン、ゲート電極がa-Si層の下側に位置する逆ゲート平面構造；ソース、ドレイン電極とゲート電極がa-Si層の両側に位置する構造。a-Si層の上側にゲート電極、下側にソース・ドレイン電極があるものを正ゲートスタガード構造またはトップゲート構造と呼び、ゲート電極がa-Si層の下側、ソース・ドレイン電極が上側にあるものを逆ゲートスタガード構造またはボトムゲート構造と呼びます。.
製造プロセスの観点から、スタガード構造におけるSiN、a-Si、n+a-Siの3層（または2層）は連続的に堆積可能であり、パイプライン操作に適し、相互汚染を低減できます。現在、スタガード構造が主流となっており、a-Si、SiN、n+a-Siの連続操作が可能なだけでなく、逆ゲートは遮光層としても機能し（別途遮光層が不要）、これはa-Si TFTに非常に適しています。a-Siは光に敏感であるため、光が流入してリーク電流が増加すると画質が劣化するため、これは重要です。.
TFT LCDの動作原理
TFT-LCDの断面構造図から、LCDは2枚のガラス基板が液晶を挟んで平行平板コンデンサを形成していることがわかります。このコンデンサと内蔵ストレージキャパシタは、下側ガラス基板に埋め込まれたTFTを通じて充電され、次の画像が更新されるまで各画像に必要な電圧を維持します。TFT LCD自体は発光しないため、バックライトが必要であり、LCDには 高輝度で均一な輝度分布を持つ光源を提供するためのバックライト パネルを追加する必要があります。LCDは実際には背面の光源からの光をオンにして色を表現しますが、私たちが目にするバックライトのほとんどは白色LED光源です。.
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