Le TFT (Thin-Film Transistor, transistor en couches minces) est une technologie LCD dans laquelle chaque pixel est commandé par son propre transistor en couches minces. Cette architecture à matrice active permet d’adresser chaque pixel individuellement ; un écran construit sur ce principe est appelé LCD-TFT ou TFT LCD.
Par rapport aux anciens LCD à matrice passive, l’architecture TFT permet des résolutions plus élevées, un meilleur contraste, des temps de réponse plus courts et une reproduction plus fidèle des couleurs. Les écrans TFT affichent des images en couleurs et offrent de larges angles de vision, ce qui en a fait la norme pour les ordinateurs portables, les moniteurs et les appareils mobiles, ainsi que pour les écrans industriels et médicaux.
Selon le type de matrice – par exemple TN, IPS ou VA –, un LCD-TFT peut être optimisé pour la rapidité, la qualité d’image ou de larges angles de vision.
Comment fonctionne un LCD-TFT ?
Un LCD-TFT est constitué de deux substrats de verre entre lesquels se trouve une fine couche de cristaux liquides. Sur le verre arrière, chaque sous-pixel dispose de son propre transistor en couches minces et d’un condensateur de stockage, organisés en matrice de lignes de grille (rangées) et de lignes de source (colonnes). Le pilote active une rangée à la fois et applique une tension à chaque sous-pixel de cette rangée ; le condensateur maintient cette tension jusqu’au rafraîchissement suivant, de sorte que les cristaux liquides conservent leur orientation pendant toute la trame.
Les cristaux liquides font tourner la polarisation de la lumière provenant du rétroéclairage, et deux polariseurs convertissent cette rotation en luminosité. Un filtre coloré à éléments rouges, verts et bleus, placé sur le verre avant, fait de chaque groupe de trois sous-pixels un pixel couleur complet.
Matrice active ou matrice passive
Dans un LCD à matrice passive, comme le STN, les rangées et les colonnes sont multiplexées et chaque pixel n’est piloté que pendant une fraction de la trame, ce qui limite le contraste, le temps de réponse et la résolution utilisable en pratique. Le transistor de chaque pixel TFT l’isole de ses voisins – c’est pourquoi les écrans TFT atteignent des résolutions élevées, la couleur complète et des temps de réponse compatibles avec la vidéo.
| TFT (matrice active) | Matrice passive (STN, FSTN) | |
|---|---|---|
| Adressage des pixels | Transistor propre à chaque sous-pixel | Multiplexage rangées/colonnes |
| Couleur | Couleur complète, généralement 6 ou 8 bits par canal | Le plus souvent monochrome |
| Résolution | Du QVGA à la 4K et au-delà | Faible à moyenne |
| Temps de réponse | Adapté à la vidéo et à l’animation | Lent, rémanence visible |
| Consommation et coût | Plus élevés | Très faibles |
Types de dalles TFT : TN, IPS et VA
La matrice de transistors est identique dans tous les LCD-TFT, mais le mode des cristaux liquides diffère. Les dalles TN sont rapides et peu coûteuses mais offrent des angles de vision limités, les dalles IPS offrent de larges angles de vision et des couleurs stables, et les dalles VA procurent un contraste natif élevé. Le bon choix dépend de la manière dont l’écran sera regardé et de la qualité d’image requise par l’application.
Points à vérifier lors du choix d’un écran TFT
- Taille, résolution et format d’image – ils définissent la zone active et l’encombrement du module.
- Luminosité et contraste – généralement 250–500 cd/m² pour un usage en intérieur et 1000 cd/m² ou plus en extérieur.
- Type de dalle et angle de vision – IPS pour les écrans regardés depuis différentes positions.
- Interface – RGB, LVDS, MIPI DSI ou eDP, adaptée au processeur ou au contrôleur.
- Température de fonctionnement et durée de vie du rétroéclairage pour les cycles de service industriels.
- Options de dalle tactile et de verre de protection, y compris le bonding optique.
