Una pantalla de cristal líquido de transistores de película delgada ( TFT LCD ) es una variante de una pantalla de cristal líquido que utiliza tecnología de transistores de película delgada [1] para mejorar las cualidades de la imagen, como la direccionabilidad y el contraste. Una pantalla LCD TFT es una pantalla LCD de matriz activa , en contraste con las pantallas LCD de matriz pasiva o las pantallas LCD simples de accionamiento directo (es decir, con segmentos conectados directamente a la electrónica fuera de la pantalla LCD) con unos pocos segmentos.
Las pantallas LCD TFT se utilizan en aparatos que incluyen televisores , monitores de computadora , teléfonos móviles , dispositivos portátiles, sistemas de videojuegos , asistentes digitales personales , sistemas de navegación , proyectores , [2] y tableros de instrumentos en automóviles .
En febrero de 1957, John Wallmark de RCA presentó una patente para un MOSFET de película delgada. Paul K. Weimer , también de RCA , implementó las ideas de Wallmark y desarrolló el transistor de película delgada (TFT) en 1962, un tipo de MOSFET distinto del MOSFET a granel estándar. Se hizo con películas delgadas de seleniuro de cadmio y sulfuro de cadmio . La idea de una pantalla de cristal líquido (LCD) basada en TFT fue concebida por Bernard Lechner de RCA Laboratories en 1968. En 1971, Lechner, FJ Marlowe, EO Nester y J. Tults demostraron una pantalla de matriz de 2 por 18 impulsada por un circuito híbrido usando elmodo de dispersión dinámica de las pantallas LCD. [3] En 1973, T. Peter Brody , JA Asars y GD Dixon en Westinghouse Research Laboratories desarrollaron un TFT de CdSe ( seleniuro de cadmio ), que usaron para demostrar la primera pantalla de cristal líquido de transistor de película delgada de CdSe (TFT LCD) . [4] [5] Brody y Fang-Chen Luo demostraron la primera pantalla plana de cristal líquido de matriz activa (AM LCD) usando CdSe TFT en 1974, y luego Brody acuñó el término "matriz activa" en 1975. [3] Como de 2013 , todas las pantallas visuales electrónicas[actualizar] modernas de alta resolución y alta calidadLos dispositivos utilizan pantallas de matriz activa basadas en TFT. [6] [7] [4] [8] [9] [10]
Las pantallas de cristal líquido utilizadas en las calculadoras y otros dispositivos con pantallas igualmente simples tienen elementos de imagen de accionamiento directo y, por lo tanto, se puede aplicar fácilmente un voltaje a través de un solo segmento de este tipo de pantallas sin interferir con los otros segmentos. Esto no sería práctico para una pantalla grande , porque tendría una gran cantidad de elementos de imagen (color) ( píxeles ) y, por lo tanto, requeriría millones de conexiones, tanto arriba como abajo para cada uno de los tres colores (rojo, verde y azul) de cada píxel. Para evitar este problema, los píxeles se direccionan en filas y columnas, lo que reduce el número de conexiones de millones a miles. Los cables de columna y fila se conectan al transistor.interruptores, uno para cada píxel. La característica de paso de corriente unidireccional del transistor evita que la carga que se aplica a cada píxel se drene entre actualizaciones de la imagen de la pantalla. Cada píxel es un pequeño condensador con una capa de cristal líquido aislante intercalada entre capas de ITO conductoras transparentes.
El proceso de diseño del circuito de un TFT-LCD es muy similar al de los productos semiconductores. Sin embargo, en lugar de fabricar los transistores a partir de silicio , que se forma en una oblea de silicio cristalino , se fabrican a partir de una película delgada de silicio amorfo que se deposita sobre un panel de vidrio . La capa de silicio para TFT-LCD generalmente se deposita mediante el proceso PECVD . [11] Los transistores ocupan solo una pequeña fracción del área de cada píxel y el resto de la película de silicio se graba para permitir que la luz pase fácilmente a través de ella.
El silicio policristalino se usa a veces en pantallas que requieren un mayor rendimiento TFT. Los ejemplos incluyen pequeñas pantallas de alta resolución, como las que se encuentran en proyectores o visores. Los TFT basados en silicio amorfo son, con mucho, los más comunes, debido a su menor costo de producción, mientras que los TFT de silicio policristalino son más costosos y mucho más difíciles de producir. [12]