1, kõrge hind: populariseerimist piirav võtmetegur
TFT-ekraanide põhieelis seisneb nende aktiivmaatriksjuhtimistehnoloogias, kus iga pikslit juhib sõltumatu õhukese kilega transistor, mis tagab suure-täpse värvide taasesituse ja dünaamilise kuva. See tehnoloogiline keerukus suurendab aga otseselt tootmiskulusid.
Materjali- ja protsessikulud: TFT-ekraanide jaoks on vaja klaasist substraate, läbipaistvaid juhtivaid kilesid (nt ITO), vedelkristallmaterjale ja õhukese kilega transistoride massiive, mille materjalikulud on oluliselt suuremad kui traditsioonilised LCD- või STN-ekraanid. Näiteks kui 4,3-tollise TFT-ekraani eraldusvõime jõuab 800 × 480-ni, ületab selle pikslitihedus ja juhtimisahela keerukus tunduvalt madala-otsa ekraanitehnoloogiat, mille tulemuseks on ühe kiibi kulu 30–50% suurem.
Saagise väljakutse: transistori massiivi defektide määr mõjutab otseselt tootlikkust TFT tootmise ajal. Näiteks suurte-mõõtmetega klaaspindade lõikamisel võib ühe transistori rike kaasa tuua kogu paneeli vanarauamise, mis suurendab veelgi kulusid. Kuigi tehnoloogilised edusammud on suurendanud tootluse määra üle 90%, on kõrgekvaliteediliste toodete (nt meditsiinilise kvaliteediga TFT-ekraanid) tootlus ikkagi alla 85%, mis kajastub otseselt terminalihindades.
Tööstusliku kasutamise piirangud. Tööstuslike instrumentide valdkonnas valivad kulutundlikud seadmed (nagu odav{0}}digikuvari seadmed) ühevärvilisi LCD-ekraane või segmendikoodiga ekraane, mis moodustavad vaid 1/5–1/10 TFT-ekraanide hinnast. Isegi keskmisel ja kõrgetasemelisel turul piiravad TFT-ekraanide populaarsust eelarvepiirangud. Näiteks autode armatuurlaudades kasutatakse TFT-ekraane enamasti kallite{7}}mudelite jaoks, samas kui ökonoomsed sõidukid kasutavad endiselt mehaaniliste osutite ja väikese{8}} LCD-lahenduste kombinatsiooni.
2, ebapiisav keskkonnaga kohanemisvõime: jõudluse kitsaskoht äärmuslikes tingimustes
Mõõteriistad peavad sageli töötama ekstreemsetes keskkondades, nagu kõrge temperatuur, madal temperatuur, tugev valgus ja elektromagnetilised häired, ning TFT-ekraanide kohanemisvõime keskkonnaga on loomulikult piiratud.
Piiratud temperatuurivahemik: standardsete TFT-ekraanide töötemperatuur on tavaliselt vahemikus -20 kuni 70 kraadi. Sellest vahemikust väljapoole langeb vedelkristallmolekulide reageerimiskiirus, mille tulemuseks on ekraanil varjukujud või värvimoonutused. Näiteks Arktika teadusuuringute seadmetes või kõrbeseireseadmetes võivad madalad temperatuurid põhjustada vedelkristallide tahkumist, samas kui kõrge temperatuur kiirendab taustvalgustuse vananemist ja lühendab seadmete eluiga. Kuigi tööstusliku kvaliteediga TFT-ekraane saab spetsiaalsete materjalide ja protsesside abil laiendada temperatuurivahemikku -30 kuni 85 kraadi, tõusevad kulud 20–30% ega suuda siiski rahuldada äärmuslike stsenaariumide, nagu kosmose- ja süvamere vajadusi.
Halb loetavus tugevas valguses: TFT-ekraanid sõltuvad taustvalgustusest, mis võib tugevas välisvalguses kergesti põhjustada peegeldust ja pimestamist. Näiteks kui nutikas arvesti paigaldatakse õue, võib otsene päikesevalgus põhjustada ekraani sisu hägusust, mida tuleb parandada peegeldusvastaste kattekihtide või suure eredusega taustvalgustuse abil (nt 1000 cd/m² või rohkem), kuid see suurendab oluliselt energiatarbimist ja kulusid.
Elektromagnetiliste häirete tundlikkus: TFT-draiveri ahelad on tundlikud elektromagnetilise müra suhtes ja tugevates elektromagnetilistes keskkondades, nagu kõrgepingealajaamad ja tööstusautomaatika tootmisliinid, võivad signaali häirete tõttu esineda ekraanihäired. Kuigi varjestuskonstruktsioon ja filtreerimisahelad võivad seda probleemi leevendada, suurendavad need seadmete keerukust ja hoolduskulusid.
3, vastuolu energiatarbimise ja aku kasutusaja vahel: kaasaskantavate seadmete peamine väljakutse
Akutoitel kaasaskantavate instrumentide puhul, nagu pihudetektorid ja meditsiinilised seireseadmed, on energiatarve võtmenäitaja, mis määrab seadmete praktilisuse ning TFT-ekraanide energiatarbimise probleem on eriti silmatorkav.
Taustvalgustuse energiatarbimise suur osakaal: TFT-ekraani taustvalgustuse moodul moodustab tavaliselt 60–80% kogu energiatarbimisest. Näiteks 4,3-tolline TFT-ekraan võib täisvalgustusena tarbida kuni 50mA (3,3V toiteallikas), samas kui sama suurusega elektrooniline tindiekraan tarbib vaid 1/10 oma võimsusest. Kuigi PWM-i hämardamise tehnoloogia võib vähendada keskmist energiatarbimist, ei suuda see siiski konkureerida peegeldavate kuvatehnoloogiatega, nagu segmenteeritud LCD madala heledusega.
Dünaamiline sisu suurendab energiatarbimist: TFT-ekraanide dünaamiline kuvamine (nagu lainekuju värskendused ja animeeritud liidesed) nõuab pidevat pikslite värskendamist, mis suurendab veelgi energiatarbimist. Näiteks meditsiinilise ultraheliseadme TFT-ekraan tarbib ultrahelipiltide reaalajas kuvamisel 40% rohkem energiat kui staatiline kuvarežiim, mis piirab kaasaskantavate seadmete aku kasutusaega.
Soojusjuhtimise väljakutse: suur energiatarve põhjustab seadme ülekuumenemist, mis võib mõjutada sisemiste andurite täpsust või lühendada aku tööiga. Näiteks kõrge temperatuuriga keskkondades kasutatavad kaasaskantavad gaasidetektorid, mis kasutavad TFT-ekraane, nõuavad täiendavat soojust hajutavate struktuuride kavandamist, mis suurendab seadmete mahtu ja kaalu.
4. Usaldusväärsus ja eluiga: varjatud mured pikaajalisel-kasutamisel
Mõõteriistad peavad tavaliselt töötama pidevalt mitu aastat või isegi aastakümneid ning TFT-ekraanide elueas ja töökindluses on järgmised puudused:
Taustvalgustuse eluiga on piiratud: TFT-ekraanide LED-taustvalgustuse eluiga on tavaliselt 30000–50000 tundi, mis on palju väiksem kui segmenteeritud LCD-ekraanil 100000 tundi. Ööpäevaringselt töötavates tööstuslikes seireseadmetes võib tekkida vajadus taustvalgustuse väljavahetamiseks iga 3-5 aasta tagant, mis suurendab hoolduskulusid.
Vedelkristallmaterjalide vananemine: pärast pikaajalist-kasutamist võib vedelkristalli molekulide paigutus pöördumatult muutuda, mille tulemuseks on värvide hajumine või ekraani kontrastsuse vähenemine. Näiteks pärast 5-aastast pidevat kasutamist võib meditsiinilise monitori TFT-ekraanil esineda kollase värvuse hälve, mis mõjutab diagnostika täpsust.
Mehaaniline haprus: TFT-ekraanide klaassubstraat ja õhukese kile struktuur on vastuvõtlikud löökkahjustustele ning tugeva vibratsiooniga stsenaariumide korral (nt masinaehitusinstrumendid) on rikkemäär oluliselt kõrgem kui mehaaniliste osutite või segmendikoodiekraanide puhul.
