1, didelė kaina: pagrindinis veiksnys, ribojantis populiarumą
Pagrindinis TFT ekranų pranašumas slypi jų aktyviosios matricos valdymo technologijoje, kai kiekvienas pikselis yra valdomas nepriklausomu plonasluoksniu tranzistoriumi, todėl pasiekiamas didelis-tikslus spalvų atkūrimas ir dinamiškas ekranas. Tačiau šis technologinis sudėtingumas tiesiogiai didina gamybos sąnaudas.
Medžiagų ir proceso sąnaudos: TFT ekranams reikia stiklo pagrindo, skaidrių laidžių plėvelių (pvz., ITO), skystųjų kristalų medžiagų ir plonasluoksnių tranzistorių matricų, o medžiagų sąnaudos yra žymiai didesnės nei tradicinių LCD arba STN ekranų. Pavyzdžiui, kai 4,3-colių TFT ekrano skiriamoji geba pasiekia 800 × 480, jo pikselių tankis ir valdymo grandinės sudėtingumas gerokai viršija žemos-pabaigos ekrano technologiją, todėl vieno lusto kaina padidėja 30–50 %.
Derlingumo iššūkis: tranzistorių matricų defektų lygis tiesiogiai įtakoja našumą gaminant TFT. Pavyzdžiui, pjaunant didelio-dydžio stiklo pagrindą, dėl vieno tranzistoriaus gedimo gali būti sunaikinta visa plokštė, o tai dar labiau padidins išlaidas. Nors dėl technologijų pažangos išeiga padidėjo iki daugiau nei 90 %, aukščiausios klasės produktų (tokių kaip medicininės klasės TFT ekranai) išeiga vis dar nesiekia 85 %, tiesiogiai atsispindi terminalų kainose.
Pramonės taikymo apribojimai: pramoninių prietaisų srityje kaina jautri įranga (pvz., pigios{0}}skaitmeninės ekrano priemonės) dažniausiai renkasi vienspalvius LCD arba segmentinio kodo ekranus, kurie sudaro tik 1/5–1/10 TFT ekranų kainos. Net vidutinio ir aukščiausios klasės rinkoje TFT ekranų populiarumą riboja biudžeto apribojimai. Pavyzdžiui, automobilių prietaisų skydeliuose TFT ekranai dažniausiai naudojami aukščiausios klasės modeliuose, o ekonomiškosiose transporto priemonėse vis dar naudojamas mechaninių rodyklių ir mažų -dydžių LCD sprendimų derinys.
2, Nepakankamas prisitaikymas prie aplinkos: eksploatacinių savybių kliūtis ekstremaliomis sąlygomis
Prietaisų įranga dažnai turi veikti ekstremaliose aplinkose, tokiose kaip aukšta temperatūra, žema temperatūra, stipri šviesa ir elektromagnetiniai trukdžiai, o TFT ekranų prisitaikymas prie aplinkos yra natūraliai ribotas.
Temperatūros diapazonas ribotas: standartinių TFT ekranų darbinė temperatūra paprastai yra nuo -20 laipsnių iki 70 laipsnių. Už šio diapazono mažėja skystųjų kristalų molekulių reakcijos greitis, todėl ekrane atsiranda šešėlių arba spalvų iškraipymo. Pavyzdžiui, Arkties mokslinių tyrimų įrangoje arba dykumų stebėjimo prietaisuose žema temperatūra gali sukelti skystųjų kristalų kietėjimą, o aukšta temperatūra pagreitina foninio apšvietimo senėjimą ir sutrumpina įrangos eksploatavimo laiką. Nors pramoninio lygio TFT ekranus galima išplėsti iki -30 laipsnių iki 85 laipsnių temperatūros diapazone naudojant specialias medžiagas ir procesus, kaina išauga 20–30 % ir vis tiek negali patenkinti ekstremalių scenarijų, tokių kaip aviacija ir giliavandenė jūra.
Prastas skaitomumas esant stipriam apšvietimui: TFT ekranai priklauso nuo foninio apšvietimo, kuris gali lengvai sukelti atspindžių ir akinimo problemų esant stipriam lauko apšvietimui. Pavyzdžiui, kai išmanusis skaitiklis įrengiamas lauke, dėl tiesioginių saulės spindulių ekrano turinys gali būti neryškus, o tai turi būti pagerinta naudojant antirefleksines dangas arba didelio ryškumo foninį apšvietimą (pvz., 1000 cd/m² ar daugiau), tačiau tai žymiai padidins energijos sąnaudas ir išlaidas.
Jautrumas elektromagnetiniams trukdžiams: TFT tvarkyklės grandinės yra jautrios elektromagnetiniam triukšmui, o stiprioje elektromagnetinėje aplinkoje, pvz., aukštos -įtampos pastotėse ir pramoninės automatikos gamybos linijose, dėl signalo trukdžių gali atsirasti ekrano sutrikimų. Nors ekranavimo projektavimas ir filtravimo grandinės gali sumažinti šią problemą, jos padidins įrangos sudėtingumą ir padidins priežiūros išlaidas.
3, prieštaravimas tarp energijos suvartojimo ir akumuliatoriaus veikimo laiko: pagrindinis nešiojamųjų įrenginių iššūkis
Baterijomis maitinamuose nešiojamuosiuose prietaisuose, tokiuose kaip rankiniai detektoriai ir medicininiai stebėjimo prietaisai, energijos suvartojimas yra pagrindinis rodiklis, lemiantis įrangos praktiškumą, o TFT ekranų energijos suvartojimo problema yra ypač ryški.
Didelė foninio apšvietimo energijos suvartojimo dalis: TFT ekrano foninio apšvietimo modulis paprastai sunaudoja 60–80 % bendros energijos suvartojimo. Pavyzdžiui, 4,3 colio įstrižainės TFT ekranas visiškai apšviestas gali sunaudoti iki 50 mA (3,3 V maitinimo šaltinis), o tokio pat dydžio elektroninio rašalo ekranas – tik 1/10 energijos. Nors PWM pritemdymo technologija gali sumažinti vidutinį energijos suvartojimą, ji vis tiek negali konkuruoti su atspindinčiomis ekrano technologijomis, tokiomis kaip segmentuotas skystųjų kristalų ekranas esant mažam ryškumui.
Dinaminis turinys padidina energijos suvartojimą: dinamiškam TFT ekranų ekranui (pvz., bangos formos atnaujinimams ir animacinėms sąsajoms) reikia nuolat atnaujinti pikselius, o tai dar labiau padidina energijos suvartojimą. Pavyzdžiui, medicininio ultragarsinio prietaiso TFT ekranas sunaudoja 40 % daugiau energijos nei statinis rodymo režimas, kai rodomi ultragarsiniai vaizdai realiuoju laiku-, o tai riboja nešiojamųjų įrenginių baterijos veikimo laiką.
Šilumos valdymo iššūkis: dėl didelio energijos suvartojimo įrenginys perkaista, o tai gali turėti įtakos vidinių jutiklių tikslumui arba sutrumpinti baterijos veikimo laiką. Pavyzdžiui, nešiojamiesiems dujų detektoriams, naudojamiems aukštos-temperatūros aplinkoje, kuriose naudojami TFT ekranai, reikia papildomo šilumos išsklaidymo struktūrų dizaino, padidinant įrangos tūrį ir svorį.
4, Patikimumas ir eksploatavimo trukmė: paslėpti rūpesčiai dėl ilgalaikio naudojimo
Paprastai prietaisų įranga turi nepertraukiamai veikti keletą metų ar net dešimtmečių, o TFT ekranų tarnavimo laikas ir patikimumas turi šiuos trūkumus:
Foninio apšvietimo veikimo laikas yra ribotas: TFT ekranų LED foninio apšvietimo veikimo laikas paprastai yra 30 000–50 000 valandų, daug mažesnis nei 100 000 valandų segmentuoto LCD. Pramoniniuose stebėjimo prietaisuose, kurie veikia 24 valandas per parą, foninį apšvietimą gali tekti keisti kas 3–5 metus, todėl padidėja priežiūros išlaidos.
Skystųjų kristalų medžiagų senėjimas: po ilgo{0}}naudojimo skystųjų kristalų molekulių išdėstymas gali negrįžtamai pakisti, todėl ekrane gali atsirasti spalvos arba sumažėti kontrastas. Pavyzdžiui, po nepertraukiamo naudojimo 5 metus medicininio monitoriaus TFT ekrane gali atsirasti geltonos spalvos nuokrypis, kuris turi įtakos diagnostikos tikslumui.
Mechaninis pažeidžiamumas: TFT ekranų stiklo substratas ir plonos plėvelės struktūra yra jautrūs smūgiams, o esant stiprioms vibracijoms (pvz., inžinerinių mašinų instrumentams), gedimų dažnis yra daug didesnis nei mechaninių rodyklių ar segmentinio kodo ekranų.
