жидкокристаллического дисплея с высокой яркостью на основе активной матрицы управляющих тонкоплёночных транзисторов (TFT LCD) i-sft 50i.2b

Анатомия дисплеев

Существуют различные типы дисплеев, которые используются для различных целей. В сфере автоматизации и управления они являются основной частью современных пользовательских интерфейсов и представляют собой активные устройства, предназначенные для ввода данных и отображения текстовой и графической информации. Совсем недавно наиболее распространенными устройствами отображения были тяжелые и громоздкие мониторы на основе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). Сегодня все более доступными становятся плоские жидкокристаллические панели (ЖК-панели), их популярность растет с каждым днем.

Общие компоненты

Наиболее часто встречающимся пользовательским интерфейсом систем автоматизации и управления является ЖК-дисплей на базе тонкопленочных транзисторов

Рис. Наиболее часто встречающимся пользовательским интерфейсом систем автоматизации и управления является ЖК-дисплей на базе тонкопленочных транзисторов

Дисплей состоит из трех основных частей: блока отображения, контроллера и лампы подсветки. Блок отображения представляет собой жидкокристаллическую структуру, находящуюся между слоями стекла. Отдельные элементы отображения называются пикселями, каждый из которых имеет свой собственный адрес в формате „строка-столбец”. Не вдаваясь в подробности, отметим, что можно изменять состояние каждого пикселя (характер состояния зависит от типа дисплея), чтобы отображать текст и графику, цветную или черно-белую. Контроллер, управляющий блоком отображения, может быть внешним или встроенным. Как правило, контроллер встроен в дисплей. Если контроллер внешний, он может быть реализован либо в виде отдельной платы, либо как составная часть одноплатной ЭВМ.

Современный подход, позволяющий уменьшить размеры, энергопотребление и стоимость контроллеров, основан на использовании низковольтных дифференциальных сигналов (LVDS). Инерфейс LVDS имеют некоторые одноплатные ЭВМ и многие ЖК-дисплеи. Благодаря этой возможности вычислительный элемент напрямую управляет дисплеем. Изображение появляется за счет освещения поверхности дисплея с тыльной стороны. Обычно для этой цели используется флуоресцентная лампа с холодным катодом (CCFL), работающая от источника питания высокого напряжения. Большинство широкоформатных дисплеев, включая ЖК-мониторы с тонкопленочными транзисторами (TFT – thin-film transistor), оснащено CCFL-лампами. В менее распространенных типах монохромных и цветных дисплеев на базе сильнозакрученных нематических структур (STN – super twisted nematic и CSTN – color-super twisted nematic) освещение отображающей поверхности происходит либо сбоку, либо спереди другими типами ламп.

резистивный сенсорный экран

Благодаря пониженному энергопотреблению и улучшенной светопередаче, все более популярными становятся технологии светоизлучающих диодов (LED – light-emitting diode) и органического светоизлуча-ющего пластика (OLED – organic light-emitting diode). Управляемые стандартным цифровым сигналом, LED панели не нуждаются в источнике освещения и питания высокого напряжения. В то время как CCFL-лампы все еще используются в широкоформатных дисплеях и экранах ноутбуков, LED дисплеи имеют меньший размер (с диагональю 5 дюймов и менее) и используются в сотовых телефонах и в ряде других устройств, таких как программируемые противопожарные устройства. Дисплеи на основе органических светоизлучающих пластиков (OLED) работают на низком напряжении, обеспечивают высокую яркость и не требуют дополнительной подсветки. Область применения OLED дисплеев расширяется с каждым днем.

 

Модификации, улучшения

Основные детали дисплеев всегда могут быть модифицированы с целью повышения качества изображения, увеличения светового выхода, повышения четкости и удобства использования. Часто встречающимися модификациями являются: добавление сенсорной панели, использование зашиты от радиопомех, изменение прозрачности, улучшение корпуса и конструкции для соответствия стандартам IP и NEMA по устойчивости к коррозии, пылеи влагозащищенности. Модификации требуют вложения средств, поэтому в некоторых случаях они удваивают стоимость дисплеев. Модификацией считается наложение на отображающую поверхность сенсорного покрытия любого типа (резистивного или емкостного) для упрощения ввода данных и взаимодействия с пользователем (рисунок на стр. 59), и/или добавление пленок, улучшающих качество изображения. Добавляемые в жидкокристаллический блок антиотражающие (иммерсионные) пленки улучшают оптические характеристики ЖК-панели. Установка сенсорной панели на ЖК-дисплее усиливает внутренне отражение. Обработка панели с целью уменьшения отражения и увеличения прозрачности позволяет достигнуть оптимального качества. Оценка возможных модификаций основных элементов помогает создать готовое решение, подходящее пользователю по своим оптическими характеристикам и удовлетворяющее всем его требованиям.

Наиболее распространенной модификацией ЖК-дисплея является добавление сенсорной панели. На рисунке представлен пример четырехпроводной резистивной технологии. Стеклянная панель равномерно покрыта электропроводящими и резистивными слоями. Полиэфирное покрытие нанесено на стекло и отделено от него тонкими, прозрачными, изолирующими прослойками. В процессе работы электрический ток протекает через сенсорную поверхность. Точка касания определяется за счет соприкосновения проводящего слоя со слоем на поверхности стекла во время нажатия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *