TFT (Thin-Film Transistor, Dünnschichttransistor) ist eine LCD-Technologie, bei der jedes Pixel von einem eigenen, ihm fest zugeordneten Dünnschichttransistor angesteuert wird. Diese Aktivmatrix-Architektur ermöglicht es, jedes Pixel einzeln zu adressieren; ein so aufgebautes Display wird als LCD-TFT oder TFT-LCD bezeichnet.
Im Vergleich zu älteren Passivmatrix-LCDs ermöglicht die TFT-Architektur höhere Auflösungen, einen besseren Kontrast, kürzere Reaktionszeiten und eine genauere Farbwiedergabe. TFT-Displays unterstützen vollfarbige Bilder und große Betrachtungswinkel und sind dadurch zum Standard für Laptops, Monitore und Mobilgeräte sowie für Industrie- und Medizindisplays geworden.
Je nach Matrixtyp – zum Beispiel TN, IPS oder VA – lässt sich ein LCD-TFT auf Geschwindigkeit, Bildqualität oder große Betrachtungswinkel optimieren.
Wie funktioniert ein TFT-LCD?
Ein TFT-LCD besteht aus zwei Glassubstraten mit einer dünnen Flüssigkristallschicht dazwischen. Auf dem hinteren Glas hat jedes Subpixel einen eigenen Dünnschichttransistor und einen Speicherkondensator, angeordnet in einem Raster aus Gate-Leitungen (Zeilen) und Source-Leitungen (Spalten). Der Treiber schaltet jeweils eine Zeile ein und schreibt eine Spannung in jedes Subpixel dieser Zeile; der Kondensator hält die Spannung bis zur nächsten Aktualisierung, sodass der Flüssigkristall seine Ausrichtung während des gesamten Frames beibehält.
Der Flüssigkristall dreht die Polarisation des Lichts aus der Hintergrundbeleuchtung, und zwei Polarisatoren setzen diese Drehung in Helligkeit um. Ein Farbfilter mit roten, grünen und blauen Elementen auf dem vorderen Glas macht jede Gruppe aus drei Subpixeln zu einem vollfarbigen Pixel.
Aktivmatrix vs. Passivmatrix
In einem Passivmatrix-LCD wie STN werden Zeilen und Spalten gemultiplext, und jedes Pixel wird nur während eines Bruchteils des Frames angesteuert, was Kontrast, Reaktionszeit und die praktisch nutzbare Auflösung begrenzt. Der Transistor in jedem TFT-Pixel isoliert dieses von seinen Nachbarn – deshalb erreichen TFT-Displays hohe Auflösungen, volle Farbdarstellung und videotaugliche Reaktionszeiten.
| TFT (Aktivmatrix) | Passivmatrix (STN, FSTN) | |
|---|---|---|
| Pixeladressierung | Eigener Transistor je Subpixel | Zeilen-/Spalten-Multiplexing |
| Farbe | Vollfarbig, typisch 6 oder 8 Bit pro Kanal | Meist monochrom |
| Auflösung | Von QVGA bis 4K und darüber | Niedrig bis mittel |
| Reaktionszeit | Geeignet für Video und Animation | Langsam, sichtbares Ghosting |
| Stromverbrauch und Kosten | Höher | Sehr niedrig |
TFT-Paneltypen: TN, IPS und VA
Die Transistormatrix ist in jedem LCD-TFT gleich, der Flüssigkristallmodus unterscheidet sich jedoch. TN-Panels sind schnell und kostengünstig, haben aber begrenzte Betrachtungswinkel, IPS-Panels bieten große Betrachtungswinkel und stabile Farben, und VA-Panels liefern einen hohen nativen Kontrast. Die richtige Wahl hängt davon ab, wie das Display betrachtet wird und welche Bildqualität die Anwendung erfordert.
Worauf bei der Auswahl eines TFT-Displays zu achten ist
- Größe, Auflösung und Seitenverhältnis – sie bestimmen die aktive Fläche und die Außenabmessungen des Moduls.
- Helligkeit und Kontrast – typisch 250–500 cd/m² für Innenräume und 1000 cd/m² oder mehr im Außenbereich.
- Paneltyp und Betrachtungswinkel – IPS für Displays, die aus unterschiedlichen Positionen betrachtet werden.
- Schnittstelle – RGB, LVDS, MIPI DSI oder eDP, passend zum Prozessor oder Controller.
- Betriebstemperatur und Lebensdauer der Hintergrundbeleuchtung für industrielle Einsatzprofile.
- Optionen für Touchpanel und Schutzglas, einschließlich Optical Bonding.
