16. Плоские дисплеи.

Плоские дисплеи выполняются в виде матрицы ячеек с какими-либо электрооптическими эффектами. Матрицы сканируются аналогично телевизионному растру, так что каждая ячейка управляется импульсно. Для повышения контрастности часто применяют двойное сканирование: экран разбивается на две части, в которых сканирование происходит одновременно. Таким образом повышается частота обращения к каждой ячейке.

Дисплеи на жидкокристаллических (ЖК) панелях (LCD - Liquid Crystal Display — ЖК-дисплей) основаны на изменении оптической поляризации отраженного или проходящего света под действием электрического поля. Слой жидкокристаллического вещества расположен между двумя стеклами с поляризационными решетками. Жидкокристаллическое вещество способно изменять направление поляризации проходящего света в зависимости от состояния молекул. При отсутствии электрического поля направление поляризации меняется на 90°, а в дисплеях, изготовленных по технологии STN (Super Twisted Nomadic - кочующий супер поворот), поворот достигает 270°

Под действием электрического поля молекулы выпрямляются, и угол поворота уменьшается. Таким образом, в сочетании с поляризационными решетками стекол можно управлять прозрачностью элемента, за счет изменения величины электрического поля Е. В дисплеях DSTN (Double Super Twisted Nomadic) ячейки сдваиваются, что позволяет повысить контрастность изображения. Дисплейная панель представляет собой матрицу ячеек, каждая из которых находится на пересечении вертикальных и горизонтальных координатных проводников.

В пассивной матрице (Passive Matrix) дисплеев (рис. 5.5.) на жидкие кристаллы воздействуют поля самих координатных проводников. Ячейкам пассивной матрицы свойственна большая инерционность — порядка 300-400 мс (время на перестройку структуры молекул жидкокристаллического вещества), из-за чего на такие дисплеи плохо выводится динамическое изображение. Специально для таких дисплеев применяется особый режим отображения указателя мыши — за ним тянется шлейф, без которого быстро перемещаемый указатель визуально теряется. В активной матрице (Active Matrix) каждая ячейка управляется транзистором, которым, в свою очередь, управляют через координатные шины.

В любом случае панели требуют подсветки — либо задней (Back Light), либо боковой (Side Light) от дополнительного (чаще люминесцентного) источника освещения. Иногда используют внешнее освещение, при этом за панелью располагается зеркаль­ная поверхность. Активные матрицы обеспечивают более высокую контрастность изображения.

Матричная организация экрана не позволяет из­менять разрешение экрана с той же легкостью, как у ЭЛТ-монитора: увеличить его просто невозможно, а уменьшить без потерь качества можно только одновре­менно с уменьшением размера изображения. Размер пикселя ЖК-экрана 0,3 – 0,28 мм. Преимущества ЖК-дисплея: высокая яркость изображения, отсутствие геометрических искажений, малое потребление электроэнергии, малая тепловыделение.

Недостатки: низкая контрастность и зависимость изображения от угла зрения.

• Газоплазменные панели (Gas Plasma) основаны на свечении газа под действием электрического поля. Эти панели PDP (Plasma Display Panel), часто желто-черные, потребляют больше энергии, чем LCD, что препятствует их применению в системах с автономным питанием.

• Электролюминесцентные панели EL (Electro-Luminescent) пока не получили широкого распространения из-за технологических трудностей создания долго­вечных элементов.

• Светодиодные матрицы LED (Light Emmited Diode — светоизлучающий диод), казалось бы, могли стать решением всех проблем плоских дисплеев. Однако светодиоды имеют настолько высокую потребляемую мощность по сравнению с дру­гими типами индикаторов, что их в плоских панелях не применяют.

• Дисплеи на светящихся полимерных полупроводниках LEP (Light Emission Plastic) основаны на свечении этого материала в электрическом поле. Для работы этого дисплея требуется низкое напряжение — всего 3 В. Эти пока что толь­ко монохромные (черно-желтые) дисплеи еще не нашли широкого применения из-за малого срока службы.

• Недавно появилась технология FED (Field Emission Display), основанная на свечении люминофора при бомбардировке их потоком электронов (тот же эффект используется и в ЭЛТ). Однако в отличие от ЭЛТ, имеющей три пушки (для каждого цвета), FED-панели имеют матрицу микроскопических триад пушек, расположенную между двумя плоскими пластинами. Каждый пиксел обслуживает группа из нескольких сотен микропушек, управляемых общим тран­зистором (как и в активной LCD-матрице). Вместо отклоняющих систем и генераторов развертки применяется коммутация транзисторов матрицы. Поскольку длина «ствола» пушки существенно сократилась, снизился и уровень необходимого для работы высокого напряжения.