1, augstas izmaksas: galvenais popularizēšanu ierobežojošs faktors
TFT ekrānu galvenā priekšrocība ir to aktīvās matricas vadīšanas tehnoloģijā, kur katru pikseli kontrolē neatkarīgs plānslāņa tranzistors, panākot augstas-precizitātes krāsu atveidi un dinamisku displeju. Tomēr šī tehnoloģiskā sarežģītība tieši palielina ražošanas izmaksas.
Materiālu un procesa izmaksas: TFT ekrāniem ir nepieciešami stikla substrāti, caurspīdīgas vadošas plēves (piemēram, ITO), šķidro kristālu materiāli un plānslāņa tranzistoru bloki ar ievērojami augstākām materiālu izmaksām nekā tradicionālajiem LCD vai STN ekrāniem. Piemēram, kad 4,3-collu TFT ekrāna izšķirtspēja sasniedz 800 × 480, tā pikseļu blīvums un vadīšanas ķēdes sarežģītība ievērojami pārsniedz zemā gala displeja tehnoloģiju, kā rezultātā vienas mikroshēmas izmaksas palielinās par 30–50%.
Ienesīguma problēma: tranzistoru bloku defektu līmenis tieši ietekmē ienesīgumu TFT ražošanas laikā. Piemēram, griežot liela izmēra -stikla pamatnes, viena tranzistora atteice var izraisīt visa paneļa nojaukšanu, vēl vairāk palielinot izmaksas. Lai gan tehnoloģiskie sasniegumi ir palielinājuši ienesīguma līmeni līdz vairāk nekā 90%, augstas kvalitātes produktu (piemēram, medicīniskās kvalitātes TFT ekrānu) ienesīguma līmenis joprojām ir zem 85%, kas tieši atspoguļojas termināļa cenās.
Nozares lietojuma ierobežojumi: rūpniecisko instrumentu jomā izmaksu ziņā jutīgas iekārtas (piemēram, zemas -cenas digitālo displeju instrumenti) mēdz izvēlēties vienkrāsainus LCD vai segmentu koda ekrānus, kas ir tikai 1/5 līdz 1/10 no TFT ekrānu cenas. Pat vidējā un augstākās klases tirgū TFT ekrānu popularitāti ierobežo budžeta ierobežojumi. Piemēram, automašīnu informācijas paneļos TFT ekrāni galvenokārt tiek izmantoti augstākās klases{7}}modeļos, savukārt ekonomiskajos transportlīdzekļos joprojām tiek izmantotas mehānisku rādītāju un maza izmēra LCD risinājumu kombinācija.
2, nepietiekama vides pielāgošanās spēja: veiktspējas vājums ekstremālos apstākļos
Instrumentu aprīkojumam bieži ir jādarbojas ekstremālās vidēs, piemēram, augstā temperatūrā, zemā temperatūrā, spēcīgā gaismā un elektromagnētiskos traucējumos, un TFT ekrānu pielāgošanās videi ir dabiski ierobežota.
Ierobežots temperatūras diapazons: standarta TFT ekrānu darba temperatūra parasti ir no -20 grādiem līdz 70 grādiem. Pārsniedzot šo diapazonu, šķidro kristālu molekulu reakcijas ātrums samazinās, izraisot displeja dubultošanos vai krāsu kropļojumus. Piemēram, Arktikas zinātniskās izpētes iekārtās vai tuksneša novērošanas instrumentos zema temperatūra var izraisīt šķidro kristālu sacietēšanu, savukārt augsta temperatūra paātrina fona apgaismojuma novecošanos un saīsina aprīkojuma kalpošanas laiku. Lai gan rūpnieciskās kvalitātes TFT ekrānus var paplašināt līdz temperatūras diapazonam no -30 grādiem līdz 85 grādiem, izmantojot īpašus materiālus un procesus, izmaksas palielinās par 20–30%, un tās joprojām nevar apmierināt ekstrēmu scenāriju, piemēram, aviācijas un dziļjūras, vajadzības.
Slikta lasāmība spēcīgā apgaismojumā: TFT ekrāni ir paļauti uz fona apgaismojumu, kas spēcīgā āra apgaismojumā var viegli izraisīt atspīdumu un atspīdumu. Piemēram, ja viedais skaitītājs ir uzstādīts ārpus telpām, tieša saules gaisma var radīt izplūdušu ekrāna saturu, kas ir jāuzlabo, izmantojot pretatstarojošus pārklājumus vai augsta spilgtuma fona apgaismojumu (piemēram, 1000 cd/m² vai vairāk), taču tas ievērojami palielinās enerģijas patēriņu un izmaksas.
Jutība pret elektromagnētiskajiem traucējumiem: TFT draiveru shēmas ir jutīgas pret elektromagnētiskajiem trokšņiem, un spēcīgā elektromagnētiskā vidē, piemēram, augstsprieguma -apakšstacijās un rūpnieciskās automatizācijas ražošanas līnijās, signāla traucējumu dēļ var rasties displeja novirzes. Lai gan ekranēšanas projektēšana un filtrēšanas shēmas var mazināt šo problēmu, tās palielinās aprīkojuma sarežģītību un uzturēšanas izmaksas.
3, pretruna starp enerģijas patēriņu un akumulatora darbības laiku: pārnēsājamo ierīču galvenais izaicinājums
Ar baterijām darbināmos portatīvajos instrumentos, piemēram, rokas detektoros un medicīniskās uzraudzības ierīcēs, enerģijas patēriņš ir galvenais rādītājs, kas nosaka aprīkojuma praktiskumu, un TFT ekrānu enerģijas patēriņa problēma ir īpaši svarīga.
Liels fona apgaismojuma enerģijas patēriņa īpatsvars: TFT ekrāna fona apgaismojuma modulis parasti veido 60–80% no kopējā enerģijas patēriņa. Piemēram, 4,3 collu TFT ekrāns var patērēt līdz 50 mA (3,3 V barošanas avots), kad tas ir pilnībā izgaismots, savukārt tāda paša izmēra elektroniskais tintes ekrāns patērē tikai 1/10 no tā jaudas. Lai gan PWM aptumšošanas tehnoloģija var samazināt vidējo enerģijas patēriņu, tā joprojām nevar konkurēt ar atstarojoša displeja tehnoloģijām, piemēram, segmentētu LCD ar zemu spilgtumu.
Dinamiskais saturs palielina enerģijas patēriņu: TFT ekrānu dinamiskajam displejam (piemēram, viļņu formas atjauninājumiem un animētām saskarnēm) ir nepieciešama nepārtraukta pikseļu atsvaidzināšana, vēl vairāk palielinot enerģijas patēriņu. Piemēram, medicīniskās ultraskaņas ierīces TFT ekrāns patērē par 40% vairāk enerģijas nekā statiskā displeja režīms, kad tiek parādīti ultraskaņas attēli reāllaikā-, kas ierobežo portatīvo ierīču akumulatora darbības laiku.
Siltuma pārvaldības izaicinājums: liels enerģijas patēriņš izraisa ierīces pārkaršanu, kas var ietekmēt iekšējo sensoru precizitāti vai saīsināt akumulatora darbības laiku. Piemēram, pārnēsājamiem gāzes detektoriem, ko izmanto augstas temperatūras vidēs,{1}}kuros tiek izmantoti TFT ekrāni, ir nepieciešama papildu siltuma izkliedes struktūru konstrukcija, palielinot aprīkojuma tilpumu un svaru.
4. Drošība un kalpošanas laiks: slēptās bažas par ilgtermiņa lietošanu
Instrumentu aprīkojumam parasti ir nepārtraukti jādarbojas vairākus gadus vai pat gadu desmitus, un TFT ekrānu kalpošanas laikam un uzticamībai ir šādi trūkumi:
Fona apgaismojuma kalpošanas laiks ir ierobežots: TFT ekrānu LED fona apgaismojuma kalpošanas laiks parasti ir 30 000–50 000 stundas, kas ir daudz mazāks nekā 100 000 stundu segmentēta LCD. Rūpnieciskajos uzraudzības instrumentos, kas darbojas 24 stundas diennaktī, fona apgaismojums var būt jāmaina ik pēc 3–5 gadiem, palielinot uzturēšanas izmaksas.
Šķidro kristālu materiālu novecošana: pēc ilgstošas-lietošanas šķidro kristālu molekulu izkārtojumā var tikt veiktas neatgriezeniskas izmaiņas, kā rezultātā displejā var rasties krāsas vai samazināts kontrasts. Piemēram, pēc 5 gadu nepārtrauktas lietošanas medicīniskā monitora TFT ekrānā var būt dzeltenas krāsas novirzes, kas ietekmē diagnostikas precizitāti.
Mehāniskā trauslums: TFT ekrānu stikla substrāts un plānās plēves struktūra ir jutīga pret triecieniem, un gadījumos, kad ir spēcīga vibrācija (piemēram, inženiertehniskie instrumenti), atteices līmenis ir ievērojami augstāks nekā mehāniskiem rādītājiem vai segmentu koda ekrāniem.
