टीएफटी एलसीडी
पतली-फिल्म-ट्रांजिस्टर लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (टीएफटी एलसीडी) एक लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले का प्रकार है जो पतली फिल्म वाला ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है।[1] जिससे एड्रेसबिलिटी और कंट्रास्ट जैसे छवि गुणों में सुधार किया जा सके। एक टीएफटी एलसीडी सक्रिय मैट्रिक्स एलसीडी है, जो निष्क्रिय मैट्रिक्स एलसीडी या सरल, प्रत्यक्ष-संचालित (यानी एलसीडी के बाहर इलेक्ट्रॉनिक्स से सीधे जुड़े सेगमेंट के साथ) एलसीडी के विपरीत है।
टीएफटी एलसीडी का उपयोग टेलीविजन सेट , कंप्यूटर मॉनीटर, मोबाइल फोन , हैंडहेल्ड उपकरण, वीडियो गेम प्रणाली, व्यक्तिगत डिजिटल सहायक, नेविगेशन प्रणाली , वीडियो प्रोजेक्टर[2] और ऑटोमोबाइल में डैशबोर्ड सहित उपकरणों में किया जाता है।।
इतिहास
फरवरी 1957 में, आरसीए के जॉन वॉलमार्क ने पतली फिल्म मोसफेट के लिए पेटेंट अंकित किया था। आरसीए के पॉल के. वीमर ने भी वॉलमार्क के विचारों को प्रायुक्त किया और 1962 में पतली-फिल्म ट्रांजिस्टर (टीएफटी) विकसित किया, जो मानक बल्क एमओएसएफईटी से अलग एमओएसएफईटी का एक प्रकार है। इसे कैडमियम सेलेनाइड और कैडमियम सल्फाइड की पतली फिल्मों से बनाया गया था। 1968 में आरसीए प्रयोगशालाओं के बर्नार्ड जे. लेचनर द्वारा टीएफटी-आधारित लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी) के विचार की कल्पना की थी। 1971 में, लेचनर, एफ.जे. मार्लो, ई.ओ. नेस्टर और जे. टल्ट्स ने एलसीडी के गतिशील बिखराव मोड का उपयोग करके हाइब्रिड सर्किट द्वारा संचालित 2-बाय-18 मैट्रिक्स डिस्प्ले का प्रदर्शन किया गया था।[3] 1973 में, वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशन में टी. पीटर ब्रॉडी, जे.ए. असार और जी.डी. डिक्सन ने सीडीएसई (कैडमियम सेलेनाइड) टीएफटी विकसित किया, जिसका उपयोग वे पहले सीडीएसई पतली-फिल्म-ट्रांजिस्टर लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले (टीएफटी एलसीडी) को प्रदर्शित करने के लिए करते थे।[4][5] ब्रॉडी और फेंग-चेन लुओ ने 1974 में सीडीएसई टीएफटी का उपयोग करते हुए पहले फ्लैट एक्टिव-मैट्रिक्स लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले (एएम एलसीडी) का प्रदर्शन किया और फिर ब्रॉडी ने 1975 में सक्रिय मैट्रिक्स शब्द रखा था।[3] As of 2013[update], सभी आधुनिक उच्च-रिज़ॉल्यूशन और उच्च-गुणवत्ता वाले इलेक्ट्रॉनिक दृश्य प्रदर्शन उपकरण टीएफटी- आधारित सक्रिय मैट्रिक्स डिस्प्ले का उपयोग करते हैं।[6][7][4][8][9][10]
निर्माण
कैलकुलेटर में उपयोग किए जाने वाले लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले और इसी प्रकार के सरल डिस्प्ले वाले अन्य उपकरणों में प्रत्यक्ष-संचालित छवि तत्व होते हैं, और इसलिए इस प्रकार के डिस्प्ले के केवल सेगमेंट में अन्य सेगमेंट में हस्तक्षेप किए बिना वोल्टेज को आसानी से प्रायुक्त किया जा सकता है। यह बड़े प्रदर्शन उपकरण के लिए अव्यावहारिक होगा, क्योंकि इसमें बड़ी संख्या में (रंग) चित्र तत्व (पिक्सेल) होंगे, और इस प्रकार प्रत्येक पिक्सेल के तीन रंगों (लाल, हरा और नीला) में से प्रत्येक के लिए ऊपर और नीचे लाखों कनेक्शन की आवश्यकता होगी। इस समस्या से बचने के लिए, पिक्सेल को पंक्तियों और स्तंभों में संबोधित किया जाता है, जिससे कनेक्शन संख्या को लाखों से घटाकर हज़ार कर दिया जाता है। प्रत्येक पिक्सेल के लिए एक स्तंभ और पंक्ति तार ट्रांजिस्टर स्विच से जुड़ते हैं। ट्रांजिस्टर की एक-तरफ़ा वर्तमान पासिंग विशेषता उस आवेश को रोकती है जो प्रत्येक पिक्सेल पर रिफ्रेश होने के बीच डिस्प्ले की छवि पर प्रायुक्त होने से रोकता है। प्रत्येक पिक्सेल पारदर्शी प्रवाहकीय इंडियम टिन ऑक्साइड परतों के बीच इन्सुलेटर (विद्युत) लिक्विड क्रिस्टल की परत के साथ छोटा संधारित्र होता है।
टीएफटी-एलसीडी की सर्किट लेआउट प्रक्रिया सेमीकंडक्टर उत्पादों के समान ही है। चूंकि, ट्रांजिस्टर को सिलिकॉन से बनाने के अतिरिक्त, जो मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वेफर में बनता है, वे अनाकार सिलिकॉन की पतली फिल्म से बने होते हैं जो काँच पैनल पर जमा होते हैं। टीएफटी-एलसीडी के लिए सिलिकॉन परत सामान्यतः प्लाज्मा-वर्धित रासायनिक वाष्प जमाव प्रक्रिया का उपयोग करके जमा की जाती है।[11] ट्रांजिस्टर प्रत्येक पिक्सेल के क्षेत्र का केवल छोटा सा अंश लेते हैं और शेष सिलिकॉन फिल्म को उकेरा जाता है जिससे प्रकाश आसानी से इससे निकल सके।
पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन का उपयोग कभी-कभी उच्च टीएफटी प्रदर्शन की आवश्यकता वाले डिस्प्ले में किया जाता है। उदाहरणों में छोटे उच्च-रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले सम्मिलित हैं जैसे प्रोजेक्टर या व्यूफाइंडर में पाए जाते हैं। अनाकार सिलिकॉन-आधारित टीएफटी अपनी कम उत्पादन लागत के कारण अब तक सबसे आम हैं, जबकि पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन टीएफटी अधिक महंगा और उत्पादन करने में अधिक कठिन हैं।[12]
प्रकार
व्यावर्तित निमैटिक (टीएन)
व्यावर्तित निमैटिक डिस्प्ले उपलब्ध एलसीडी डिस्प्ले विधिों में से सबसे पुरानी और अधिकांश सबसे सस्ती प्रकार की है। टीएन डिस्प्ले तेजी से पिक्सेल प्रतिक्रिया समय और अन्य एलसीडी डिस्प्ले प्रौद्योगिकी की तुलना में कम स्मियरिंग से लाभान्वित होते हैं, लेकिन विशेष रूप से लंबवत दिशा में खराब रंग रिप्रोडक्शन और सीमित देखने वाले कोणों से ग्रस्त हैं। रंग पूरी तरह से उलटने के बिंदु पर बदल जाएगा, जब ऐसे कोण पर देखा जाएगा जो प्रदर्शन के लंबवत नहीं है। आधुनिक, उच्च अंत उपभोक्ता उत्पादों ने प्रौद्योगिकी की कमियों को दूर करने की विधियाँ विकसित किए हैं, जैसे कि आरटीसी (रिस्पांस टाइम कंपनसेशन / ओवरड्राइव) प्रौद्योगिकियां। दशकों पहले के पुराने टीएन डिस्प्ले की तुलना में आधुनिक टीएन डिस्प्ले अधिक उत्तम दिख सकते हैं, लेकिन कुल मिलाकर टीएन में देखने के कोण कम हैं और अन्य विधि की तुलना में खराब रंग है।
अधिकांश टीएन पैनल प्रति आरजीबी चैनल में केवल छह बिट्स या कुल 18 बिट का उपयोग करके रंगों का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं, और 24-बिट रंग का उपयोग करके उपलब्ध 16.7 मिलियन रंग रंगों (24-बिट 24-बिट रंग) को प्रदर्शित करने में असमर्थ हैं। इसके अतिरिक्त, ये पैनल दीथेरिंग विधि का उपयोग करके इंटरपोलेटेड 24-बिट रंग प्रदर्शित करते हैं जो वांछित छाया को अनुकरण करने के लिए आसन्न पिक्सल को जोड़ती है। वे फ़्रेम दर नियंत्रण (एफआरसी) नामक टेम्पोरल डिथरिंग के रूप का भी उपयोग कर सकते हैं, जो मध्यवर्ती शेड का अनुकरण करने के लिए प्रत्येक ताज़ा दर के साथ विभिन्न रंगों के बीच चक्र करता है। डिथरिंग वाले ऐसे 18 बिट पैनल को कभी-कभी 16.2 मिलियन रंगों के रूप में विज्ञापित किया जाता है। ये रंग अनुकरण विधियां कई लोगों के लिए ध्यान देने योग्य हैं और कुछ के लिए अत्यधिक परेशान करने वाली हैं।[13] एफआरसी गहरे रंग के स्वर में सबसे अधिक ध्यान देने योग्य होता है, जबकि एलसीडी के अलग-अलग पिक्सेल दृश्यमान होने लगते हैं। कुल मिलाकर, टीएन पैनलों पर रंग रिप्रोडक्शन और रैखिकता खराब है। डिस्प्ले रंग विस्तार में कमियां (अधिकांश आरजीबी रंग स्थान के प्रतिशत के रूप में संदर्भित) भी बैकलाइटिंग विधि के कारण होती हैं। पुराने डिस्प्ले के लिए एनटीएससी रंग विस्तार के 10% से 26% तक की सीमा असामान्य नहीं है, जबकि अन्य प्रकार के डिस्प्ले, अधिक जटिल सीसीएफएल या लाइट इमिटिंग डायोड फोस्फोर सूत्रीकरण या आरजीबी एलईडी बैकलाइट का उपयोग करते हुए, एनटीएससी रंग विस्तार के 100% तक बढ़ सकते हैं। ऐसा अंतर जो मानव आँख द्वारा अधिक बोधगम्य है।
एलसीडी पैनल के पिक्सेल का संप्रेषण सामान्यतः प्रायुक्त वोल्टेज के साथ रैखिक रूप से नहीं बदलता है,[14] और कंप्यूटर मॉनीटर के लिए आरजीबी मानक के लिए आरजीबी मान के कार्य के रूप में उत्सर्जित प्रकाश की मात्रा की विशिष्ट अरैखिक निर्भरता की आवश्यकता होती है।
इन-प्लेन स्विचिंग (आईपीएस)
1996 में हिताची लिमिटेड द्वारा इन-प्लेन स्विचिंग विकसित की गई थी जिससे उस समय के खराब व्यूइंग एंगल और खराब कलर रिप्रोडक्शन में सुधार किया जा सके।[15][16] इसका नाम टीएन पैनलों से मुख्य अंतर से आता है, कि क्रिस्टल अणु इसके लंबवत होने के अतिरिक्त पैनल विमान के समानांतर चलते हैं। यह परिवर्तन मैट्रिक्स में प्रकाश के प्रकीर्णन की मात्रा को कम करता है, जो आईपीएस को इसके विशिष्ट व्यापक देखने के कोण और अच्छे रंग रिप्रोडक्शन देता है।[17]
आईपीएस प्रौद्योगिकी के प्रारंभिक पुनरावृत्तियों को धीमी प्रतिक्रिया समय और कम कंट्रास्ट अनुपात की विशेषता थी लेकिन बाद के संशोधनों ने इन कमियों में उल्लेखनीय सुधार किया है। इसके व्यापक देखने के कोण और सटीक रंग रिप्रोडक्शन (लगभग बिना कोण रंग बदलाव के साथ) के कारण, आईपीएस कुशल ग्राफिक कलाकारों के उद्देश्य से उच्च अंत मॉनीटर में व्यापक रूप से कार्यरत है, चूंकि मूल्य में नवीनतम गिरावट के साथ इसे मुख्यधारा के बाजार में देखा गया है आईपीएस प्रौद्योगिकी हिताची द्वारा पैनासोनिक को बेची गई थी।
| नाम | उपनाम | वर्ष | लाभ | संप्रेषण/
वैषम्य अनुपात |
टिप्पणियां |
|---|---|---|---|---|---|
| सुपर टीएफटी | आईपीएस | 1996 | वाइड व्यूइंग एंगल | 100/100
आधार स्तर |
अधिकांश पैनल सही 8-बिट प्रति चैनल रंग का भी समर्थन करते हैं। ये सुधार प्रारंभ में लगभग 50 ms के उच्च प्रतिक्रिया समय के मूल्य पर आए थे। आईपीएस पैनल भी अधिक महंगे थे। |
| सुपर-आईपीएस | एस-आईपीएस | 1998 | कलर शिफ्ट फ्री | 100/137 | आईपीएस को तब से एस-आईपीएस (1998 में सुपर-आईपीएस, हिताची लिमिटेड) द्वारा अधिक्रमित कर दिया गया है, जिसमें उत्तम पिक्सेल रिफ्रेश टाइमिंग के साथ आईपीएस तकनीक के सभी लाभ हैं[quantify] |
| उन्नत सुपर-आईपीएस | एएस-आईपीएस | 2002 | उच्च संप्रेषण | 130/250 | एएस-आईपीएस, जिसे 2002 में हिताची लिमिटेड द्वारा भी विकसित किया गया था, पारंपरिक S-आईपीएस पैनलों के विपरीत अनुपात में अधिक सीमा तक सुधार करता है[quantify] जहां वे कुछ एस-पीवीए के बाद दूसरे स्थान पर हैं।[citation needed] |
| आईपीएस-प्रोवेक्टस | आईपीएस प्रो | 2004 | उच्च विपरीत अनुपात | 137/313 | आईपीएस अल्फा टेक्नोलॉजी का नवीनतम पैनल पीवीए और एएसवी से मेल खाने वाले व्यापक रंग विस्तार और कंट्रास्ट अनुपात के साथ ऑफ-एंगल चमक के बिना प्रदर्शित करता है। |
| आईपीएस अल्फा | आईपीएस प्रो | 2008 | उच्च विपरीत अनुपात | आईपीएस-प्रो की अगली पीढ़ी | |
| आईपीएस अल्फा अगली पीढ़ी | आईपीएस प्रो | 2010 | उच्च विपरीत अनुपात |
| नाम | उपनाम | वर्ष | टिप्पणियां |
|---|---|---|---|
| क्षैतिज आईपीएस | एच-आईपीएस | 2007 | इलेक्ट्रोड प्लेन लेआउट को घुमाकर कंट्रास्ट अनुपात में सुधार करता है। साथ ही एनईसी की ओर से एक वैकल्पिक एडवांस्ड ट्रू व्हाइट पोलराइज़िंग फिल्म प्रस्तुत करता है, जिससे सफ़ेद रंग को और प्राकृतिक बनाया जा सके। इसका उपयोग प्रस्तुतेवर/फोटोग्राफी एलसीडी में किया जाता है। |
| उन्नत आईपीएस | ई-आईपीएस | 2009 | प्रकाश संचरण के लिए व्यापक एपर्चर, कम-शक्ति, सस्ती बैकलाइट्स के उपयोग को सक्षम करता है। विकर्ण देखने के कोण में सुधार करता है और प्रतिक्रिया समय को 5ms तक कम करता है। |
| कुशल आईपीएस | पी-आईपीएस | 2010 | 1.07 बिलियन रंग (10-बिट रंग गहराई) प्रदान करें। उप-पिक्सेल प्रति अधिक संभव अभिविन्यास (256 के विपरीत 1024) और एक उत्तम वास्तविक रंग गहराई उत्पन्न करता है। |
| उन्नत उच्च प्रदर्शन आईपीएस | एएच-आईपीएस | 2011 | उत्तम रंग शुद्धता में वृद्धि हुई संकल्प और पीपीआई और कम बिजली की खपत के लिए अधिक प्रकाश संचरण।[20] |
उन्नत फ्रिंज फील्ड स्विचिंग (एएफएफएस)
यह एक एलसीडी तकनीक है जिसे कोरिया के बोए-हाइडिस द्वारा आईपीएस से प्राप्त किया गया है। 2003 तक फ्रिंज फील्ड स्विचिंग (एफएफएस) के रूप में जाना जाता था,[21] उन्नत फ्रिंज फील्ड स्विचिंग आईपीएस या एस-आईपीएस के समान एक तकनीक है जो उच्च चमक के साथ बेहतर प्रदर्शन और रंग विस्तार प्रस्तुत करती है। प्रकाश रिसाव के कारण होने वाले रंग परिवर्तन और विचलन को सफेद विस्तार का अनुकूलन करके ठीक किया जाता है, जो सफेद / ग्रे रिप्रोडक्शन को भी बढ़ाता है। एएफएफएस हाइडिस टेक्नोलॉजीज कं, लिमिटेड, कोरिया (औपचारिक रूप से हुंडई इलेक्ट्रॉनिक्स, एलसीडी टास्क फोर्स) द्वारा विकसित किया गया है।[22]
2004 में, हाइडिस टेक्नोलॉजीज कं, लिमिटेड ने अपने एएफएफएस पेटेंट को जापान के हिताची डिस्प्ले को लाइसेंस दिया था। हिताची अपने उत्पाद लाइन में उच्च अंत पैनल बनाने के लिए एएफएफएस का उपयोग कर रही है। 2006 में, हाइडिस ने सैन्यो एप्सॉन इमेजिंग डिवाइसेज कॉर्पोरेशन को अपने एएफएफएस का लाइसेंस भी दिया।
हाइडिस ने एएफएफएस+ को प्रारंभ किया, जिसने 2007 में बाहरी पठनीयता में सुधार किया था।[citation needed]
बहु-डोमेन लंबवत संरेखण (एमवीए)
इसने पिक्सेल प्रतिक्रिया प्राप्त की जो चमक और रंग रिप्रोडक्शन की मूल्य पर अपने समय के विस्तृत देखने वाले कोणों और उच्च कंट्रास्ट के लिए तेज़ थी।[citation needed] आरटीसी (प्रतिक्रिया समय मुआवजा) प्रौद्योगिकियों के उपयोग के कारण आधुनिक एमवीए पैनल व्यापक देखने के कोण (केवल एस-आईपीएस प्रौद्योगिकी के बाद दूसरा), अच्छी काली गहराई, अच्छा रंग रिप्रोडक्शन और गहराई, और तेजी से प्रतिक्रिया समय प्रदान कर सकते हैं।[citation needed] जब एमवीए पैनल लंबवत से दूर देखे जाते हैं, तो रंग शिफ्ट होंगे, लेकिन टीएन पैनल की तुलना में बहुत कम होंगे।[citation needed]
एमवीए पर आधारित कई अगली पीढ़ी की प्रौद्योगिकियां हैं, जिनमें एयू ऑप्ट्रोनिक्स 'पी-एमवीए और एएमवीए, साथ ही ची मेई ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स' एस-एमवीए सम्मिलित हैं।
प्रतिरूपित लंबवत संरेखण (पीवीए)
कम महंगे पीवीए पैनल अधिकांश डाइथरिंग और फ्रेम रेट कंट्रोल का उपयोग करते हैं, जबकि सुपर-पीवीए (एस-पीवीए) पैनल सभी रंग घटक प्रति कम से कम 8 बिट्स का उपयोग करते हैं और रंग सिमुलेशन विधियों का उपयोग नहीं करते हैं।[citation needed] एस-पीवीए ने सामान्यतः ठोस काले रंग के ऑफ-एंगल ग्लोइंग को भी हटा दिया और ऑफ-एंगल गामा शिफ्ट को कम कर दिया। कुछ हाई-एंड सोनी ब्राविया एलसीडी टीवी 10-बिट और xvYCC रंग समर्थन प्रदान करते हैं, उदाहरण के लिए, ब्राविया X4500 श्रृंखला। एस-पीवीए आधुनिक आरटीसी विधिों का उपयोग करते हुए तेजी से प्रतिक्रिया समय भी प्रदान करता है।[citation needed]
उन्नत सुपर व्यू (एएसवी)
उन्नत सुपर व्यू, जिसे अक्षीय रूप से सममित लंबवत संरेखण भी कहा जाता है, तीव्र निगम द्वारा विकसित किया गया था।[23] यह वीए मोड है जहां लिक्विड क्रिस्टल अणु ऑफ स्टेट में सबस्ट्रेट्स के लंबवत उन्मुख होते हैं। नीचे के उप-पिक्सेल में लगातार इलेक्ट्रोड को कवर किया जाता है, जबकि उप-पिक्सेल के केंद्र में ऊपरी हिस्से में छोटा क्षेत्र इलेक्ट्रोड होता है।
जब क्षेत्र चालू होता है, तो लिक्विड क्रिस्टल अणु विद्युत क्षेत्र के कारण उप-पिक्सेल के केंद्र की ओर झुकना प्रारंभ कर देते हैं; परिणामस्वरूप, सतत पिनव्हील संरेखण (सीपीए) बनता है; अज़ीमुथल कोण 360 डिग्री लगातार घूमता है जिसके परिणामस्वरूप उत्कृष्ट देखने का कोण होता है। एएसवी मोड को सीपीए मोड भी कहा जाता है।[24]
प्लेन लाइन स्विचिंग (PLS)
सैमसंग द्वारा विकसित विधि सुपर पीएलएस है, जो आईपीएस पैनल के समान है, इसमें व्यापक देखने के कोण, उत्तम छवि गुणवत्ता, बढ़ी हुई चमक और कम उत्पादन लागत है। सितंबर 2011 में सैमसंग S27A850 और S24A850 मॉनिटर की रिलीज़ के साथ पीएलएस विधि की प्रारंभ पीसी डिस्प्ले मार्केट में हुई थी।[25]
टीएफटी डुअल-ट्रांजिस्टर पिक्सेल (डीटीपी) या सेल विधि
टीएफटी डुअल-ट्रांजिस्टर पिक्सेल या सेल विधि इलेक्ट्रॉनिक शेल्फ लेबल (ईएसएल), डिजिटल घड़ियों, या मीटरिंग जैसे बहुत कम-बिजली-खपत अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए परावर्तक-प्रदर्शन विधि है। डीटीपी में एकल टीएफटी सेल में सेकेंडरी ट्रांजिस्टर गेट जोड़ना सम्मिलित है जिससे छवि को खोए बिना या समय के साथ टीएफटी ट्रांजिस्टर को खराब किए बिना 1s की अवधि के समय पिक्सेल का प्रदर्शन बनाए रखा जा सके। मानक आवृत्ति की ताज़ा दर को 60 Hz से 1 Hz तक धीमा करके, डी