Конспект лекций «Элементная база РЭС» (стр. 2 )

Режимы отображения ЖКИ

Режимы отображения ЖКИ определяют то, как индикатор управляет светом для создания изображения. ЖКИ индикаторы используются в 2х режимах работы:

режим отражения света. Наиболее экономичный режим. При этом используются внешние источники света. Прозрачным оставляют весь дисплей. Информация формируется непрозрачными участками ЖК при подаче напряжения. режим просвечивания. Возможны 2 вида отображения информции:

-обычный режим

-негативный режим

Таблица 1. Режимы отображения ЖКИ

Режим отображения	Изображение	Применение	Прямой солнечный свет	Офисное освещение	Приглушенный свет	Очень слабый свет
Рефлективный позитивный	Темные сегменты на светлом фоне	Без подсветки. Обеспечивает лучший фронтальный контраст и стабильность.	Великолепно	Очень хорошо	Плохо	Очень плохо
Трансфлективный позитивный	Темные сегменты на сером фоне	Может освещаться отраженным внешним светом или подсветкой	Великолепно (без подсветки)	Хорошо (без подсветки)	Хорошо (подсветка)	Очень хорошо (подсветка)
Трансфлективный негативный	Светло-серые сегменты на темном фоне	Требуется яркое освещение или подсветка. Часто используется с цветным трансфлектором (полупрозрачный отражатель)	Хорошо (без подсветки)	Хорошо (без подсветки)	Хорошо (подсветка)	Очень хорошо (подсветка)
Трансмиссивный позитивный	Темные сегменты на подсвеченном фоне	Разработан для плохих условий освещения, возможно использование при внешнем освещении	Хорошо (без подсветки)	Хорошо (подсветка)	Очень хорошо (подсветка)	Великолепно (подсветка)
Трансмиссивный негативный	Подсвеченные сегменты на темном фоне	Не может быть использован без подсветки	Плохо (подсветка)	Хорошо (подсветка)	Очень хорошо (подсветка)	Великолепно (подсветка)

Рис 3. Вращение поляризации света жидким кристаллом.

Рефлективные индикаторы (на отражение) – работают по следующему принципу: если сегмент выключен, то свет не изменяет своей поляризации и не может пройти сквозь горизонтальный поляризатор. Т. к. свет не отражается, получается тёмный сегмент.

Рис. 4а. Рефлективный индикатор в выключенном состоянии.
Свет проходит через горизонтальный поляризатор и отражается обратно.

Рис. 4б. Во включенном состоянии свет находится в противофазе
с горизонтальным поляризатором, так что он не доходит до рефлектора.

Рис. 5а. В выключенном состоянии свет не проходит
сквозь трансмиссивный дисплей.

Рис. 5б. Во включенном состоянии свет находится в противофазе
с горизонтальным поляризатором, так что он не доходит до рефлектора.

Трансмиссивные индикаторы (на просвет) – не отражают свет. Они создают изображение, управляя светом искусственного источника освещения, расположенного позади индикатора. В трансмиссивных индикаторах передний и задний индикаторы находятся в фазе. Обязательно должен быть источник света. В выключенном состоянии поляризованный свет подсветки скручивается на 90 градусов молекулами ЖК и оказывается в противофазе с передним поляризатором. Поляризатор блокирует свет, создавая тёмный сегмент. Если сегмент включен, свет не скручивается и оказывается в фазе с передним поляризатором и проходит сквозь него.

Трансфлективные индикаторы – работают как на пропускание, так и на отражение. Используют полупрозрачные зеркала, которые отражают часть внешнего света, а также пропускают свет задней подсветки. Имеют более низкую контрастность по сравнению с рефлективными.

Жидкокристаллические дисплеи пропускающего типа.

Нашли широкое распространение в КПК и ноутбуках. Имеют высокое качество изображения в помещении и низкое при солнечном свете.

Прозрачный тип дисплея

Рис. 6. Конструкция жидкокристаллического дисплея пропускающего типа

Полупрозрачный тип дисплея

Рис. 7. Конструкция жидкокристаллического дисплея полупрозрачного типа

Недостатки: качество изображения при дневном освещении хуже, чем в помещении.

Отражающий тип дисплея

Рис. 8. Конструкция жидкокристаллического дисплея отражающего типа

Недостатки: в помещении передняя подсветка не так эффективна, как задняя.

Варианты подсветки:

Для подсветки ЖК индикаторов обычно используются газоразрядные лампы или светодиоды. Для равномерного распределения света используют светопроводы, выполненные из рассеивающих светоматериалов.

Параметры ЖК индикаторов

Время релаксации – время, необходимое для возвращения молекул ЖК в исходное состояние после выключения поля. 30-50мс Время релаксации резко зависит от температуры. Именно время релаксации определяет минимальную температуру использования ЖКИ. При Т=-25 время срабатывания – несколько секунд. Контрастность изображения – порядка 120°. отношение пропускания прозрачного пикселя к затемнённому. Угол обзора – максимальный угол, при котором индикатор сохраняет возможность считывания информации. Максимальный угол обзора определяется как угол, контрастность которого при обзоре уменьшается в 10 раз. Яркость индикатора – минимальная – не менее 200кд/м^2 Разрешение – количество пикселей на см^2 Мёртвые пиксели – нерабочие пиксели на панели. Это проявляется на этапе производства и восстановлению не подлежат. Время отклика – порядка 25мс

Стандарт ISO 13406-2 определяет предельные значения количества дефектных пикселей на миллион. В соответствии с таблицей ЖК-панели делятся на 4 класса.

  8)  Контраст – порядка 200:1

Добиться равномерного освещения каждого пикселя тяжело.

Цветовой охват ЖК мониторов хуже, чем у PDP панелей. Все остальные сравнения см. на PDP.

Стандарт ISO 13406-2 определяет предельные значения количества дефектных пикселов на миллион. В соответствии с таблицей ЖК-панели делятся на 4 класса.

Класс	Тип 1	Тип 2	Тип 3
I	0	0	0
II	2	2	2
III	5	15	50
IV	50	150	500

Тип 1 - постоянно светящиеся пиксели (белый);

Тип 2 - "мертвые" пиксели (черный);

Тип 3 – дефектные красные, синие и зелёные (субпиксели).

Формирование цветного изображения

Для формирования цветного изображения в основном используется режим просвечивания. При этом 1 пиксель состоит из 3х элементов. Перед каждым из элементов располагается светофильтр: синий, красный и зелёный.

Способы присоединения ЖКИ

Двухрядное расположение выводов удобно для использования в различных условиях. Выводы могут быть впаяны в печатную плату или вставлены в разъём. Использование штыревых выводов обеспечивает жёсткое крепление даже при ударах и вибрациях.

-резиновый соединитель – гибкий резиновый брусок с большим количеством поперечных проводящих прожилок. Обеспечивает быстрый монтаж/демонтаж без паянных соединений.

-гибкий соединитель – ЖК индикатор присоединяется к гибкому шлейфу методом нагревания под давлением. Этот тип соединения используется в подвижных устройствах. Также используется в очень больших ЖК индикаторах.

Контроллеры ЖКИ

Существует 2 типа контроллеров ЖКИ:

Прямой – прямое (статическое/симплексное) управление – каждый сегмент ЖКИ имеет независимое соединение с контроллером. Статический контроллер обычно создают управляющим напряжением частотой от 30 до 60Гц, напряжение на включенный сегмент подаётся постоянно. Преимущество постоянной подсветки – больший диапазон температур и контрастность Мультиплексный – мультиплексное управление уменьшает необходимое количество выводов. Дисплеи имеют более одного общего выводы. Сегменты мультиплексного индикатора сгруппированы в матрицу. Контроллер создаёт синхронизированные по времени сигналы для строк и столбцов, адресуя сигнал конкретному сегменту. Мультиплексность уменьшает контрастность, угол обзора индикатора и температурный диапазон.