ЖК-дисплеи

June 26, 2010 by admin Комментировать »

Все ЖК-дисплеи сами по себе отличаются практически нулевым потреблени­ем энергии в статическом режиме, энергия уходит только на переключение ЖК-ячейки. Правда, большинство матричных ЖК-дисплеев, предназначен­ных для демонстрации произвольных изображений (в том числе все цвет­ные), не могут обойтись без подсветки, которая может потреблять довольно много (так, в ноутбуках— более половины общего потребления). Но нас здесь интересуют лишь обычные ЖК-дисплеи, используемые в качестве циф­ровых или цифробуквенных табло. Устройство ячейки такой простейшей (пассивной) матрицы или индикатора, вместо подсветки использующей зер­кало, отражающее внешний свет, показано на рис. 7.8.

clip_image002

Рис. 7.8. Устройство пассивной ЖК-ячейки

Здесь слой жидких кристаллов толщиной несколько микрон находится меж­ду двумя стеклянными электродами, причем, за счет специальной структуры поверхности стекла, молекулы кристалла ориентированы параллельно плос­кости этих электродов. Сверху и снизу такого «сэндвича» расположены пла­стины-поляризаторы, ориентированные перпендикулярно друг другу. Тол­щина слоя 5}сидких кристаллов рассчитана так, что в исходном состоянии он поворачивает плоскость поляризации световой волны ровно на 90^. В резуль­тате в обесточенной ячейке (на рис. 7.8 слева) свет беспрепятственно прохо­дит через весь «пирог», отражается от зеркала (оно сделано матовым, чтобы не отражало окружающих предметов) и возвращается обратно. Подобная матрица в обесточенном состоянии выглядит, как обычная стеклянная пла­стинка.

Когда вы подаете на электроды напряжение (на рис. 7.8 справа), то электри­ческое поле ориентирует молекулы жидкого кристалла вдоль его силовых линий, то есть перпендикулярно плоскости электродов. Жидкий кристалл теряет свои свойства и перестает поворачивать плоскость поляризации света. За счет перпендикулярной ориентации поляризационных пластин весь «пи­рог» перестает пропускать свет. Образуется черная точка (или сегмент циф­рового индикатора— в зависимости от конфигурации электродов). Это т. н. TN-технология (от twisted nematic — название разновидности жидких кри­сталлов).

Подобные монохромные ЖК-дисплеи всем хорошо знакомы по наручным и настольным часам, портативным измерительным приборам, дисплеям каль­куляторов, плееров, магнитол. Величина напряжения сверх некоего, очень небольшого, предела (порядка 1—3 В) на «яркость» (точнее, на контраст­ность) такой ячейки практически не влияет. Поэтому таким способом полу­чаются очень контрастные, выразительные монохромные цифробуквенные индикаторы и небольшие табло, для приличной разборчивости символов на которых достаточно лишь слабой внешней засветки.

Управлять сегментами такого индикатора приходится с помощью разнопо-лярного напряжения (это существенное, но не принципиальное неудобство), потому что однажды «засвеченный» сегмент может оставаться в таком со­стоянии часами даже после снятия напряжения с электродов, и возвращать в исходное состояние его приходится принудительно, подачей напряжения противоположной полярности.

Пассивные ЖК-матрицы, как уже говорилось, отличаются практически нуле­вым потреблением энергии, но имеют малое быстродействие — система па­раллельных электродов, по сути, представляет собой отличный конденсатор, да еще и заполненный электролитом (жидкими кристаллами) как будто спе­циально для увеличения его емкости. Вместе с неизбежно высоким сопро­тивлением тончайших прозрачных электродов ячейка образует отличный фильтр низкой частоты. Поэтому время реакции при подаче импульса напря­жения — сотня-другая миллисекунд. Для цифровых индикаторов это не име­ет никакого значения, но для компьютерных и телевизионных дисплеев с сотнями тысяч и миллионами ячеек это никуда не годится, потому там ис­пользуют активные матрицы, содержащие усилительные тонкопленочные транзисторы (TFT).

Управляют ЖК-дисплеями обычно с помощью специальных микросхем-драйверов (с некоторыми из таких микросхем мы познакомимся в главе 14). Следует отметить, что применение ЖК-индикаторов, на взгляд автора, оп­равданно лишь в автономных устройствах, где важно низкое потребление. В приборах, питающихся от сети, целесообразнее использовать светодиод­ные индикаторы— они значительно красивее и эргономичнее. Однако сформировать на светодиодах произвольное изображение (например, даже просто отобразить названия месяцев и дней недели в часах-календаре) гораз­до сложнее, чем на ЖК-дисплее, конфигураций которых выпускается значи­тельно больше.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты