|
Дисплеи — это оконечные устройства информационных систем, служащие для визуального изображения информации и связи
человека с машиной. Широко применяются дисплеи малого размера, например в электронных часах или микрокалькуляторах, и дисплеи
большого размера. Различные типы дисплеев основаны на использовании разнообразных физических и химических явлений.
Все дисплеи можно разделить на две большие группы: излучающие свет и модулирующие свет.
Светоизлучающий дисплей должен давать свечение достаточной яркости. Особенно большая яркость необходима, если дисплей
применяется при солнечном освещении. Важен цвет свечения: человеческий глаз наиболее чувствителен к желтому и желто-зеленому
цвету. Изображение должно быть контрастным. Чем больше отношение максимальной яркости к минимальной, тем выше контрастность.
Желательна широкая диаграмма направленности дисплея, т. е. возможность хорошей видимости изображения под разным углом зрения.
Для управления работой дисплея применяются токи и напряжения различного вида и амплитуды. Всегда желательна возможно
меньшая потребляемая мощность. Дисплеи, работающие с устройством на интегральных схемах, должны питаться напряжением не более 30 В.
У дисплеев большого размера, потребляющих
значительную мощность, важен более высокий КПД. Высокое быстродействие не требуется для дисплеев, так как человеческий глаз
не может различать изменения, происходящие быстрее чем за 0,1 с. Разрешающая способность дисплея оценивается минимальным
размером наблюдаемого элемента. Это может быть квадрат со стороной не менее 50 мкм. У многих дисплеев этот элемент больше,
причем он зависит от яркости и расстояния от дисплея до наблюдателя.
Некоторые типы дисплеев обладают «памятью», т. е. могут сохранять изображение без потребления или с малым потреблением
энергии.
Рассмотрим теперь основные типы светоизлучающих дисплеев.
В электронно-лучевых дисплеях используются электронно-лучевые трубки.
Дисплеи на светоизлучающих диодах, как правило, имеют небольшие (несколько сантиметров) линейные размеры и низкое
(не более 5 В) напряжение питания.
Дисплеи на газоразрядных элементах, иначе плазменные, имеют две взаимно перпендикулярные системы электродов
в виде проводящих полос. Между электродами инертный газ — неон, или ксенон, или смесь газов. Такие системы иногда называют
еще газоразрядными индикаторными панелями (ГИП). Дисплеи с электродами в виде полос могут иметь различное число электродов,
например 512 горизонтальных и столько же вертикальных. Разрешающая способность характеризуется числом линий (обычно две-три)
на 1 мм. Возможно также применение точечных электродов.
Неон дает оранжевое свечение. Иногда на подложку, на которой расположены электроды, наносят люминофор, дающий свечение
другого цвета. Питание этих дисплеев возможно постоянным или переменным током.
Электролюминесцентные дисплеи составлены из электролюминесцентных индикаторов (ЭЛИ).
Рассмотрим основные типы светомодулирующих дисплеев.
Жидкокристаллические дисплеи
(ЖКД) потребляют малую мощность, дают хорошую видимость изображения даже при высоком уровне внешней освещенности, имеют
низкую стоимость, бывают малого (например, в часах) и большого размера.
Электрохромные дисплеи (ЭХД) основаны на использовании электрохромного эффекта, который заключается в том, что
некоторые вещества под действием электрического поля или при прохождении тока изменяют свой цвет. В качестве электрохромного
вещества чаще всего применяют триоксид вольфрама WO3. Его пленка под напряжением приобретает синий цвет. Для этого
требуется напряжение всего лишь 0,5 — 1,5 В. При перемене полярности напряжения пленка приобретает исходный цвет. Эти дисплеи
потребляют небольшую мощность и обладают «памятью», т. е. сохраняют цветное изображение некоторое время (минуты и даже часы)
без потребления мощности. Так как ЭХД на WO3 имеют ряд недостатков, в частности невысокое быстродействие и небольшой
срок службы, то ведутся разработки таких дисплеев на других веществах.
Электрофорезные дисплеи (ЭФД) основаны на явлении электрофореза, который состоит в том, что под действием электрического
поля в жидкости перемещаются взвешенные частицы (например, частицы пигмента в окрашенной жидкости), притягиваясь к какому-то
электроду или отталкиваясь от электрода в зависимости от знака потенциала. Жидкость выбирается с хорошими диэлектрическими
свойствами для уменьшения потребляемого тока. Пигмент выбирается по цвету резко отличным от жидкости. Напряжение для ЭФД
составляет десятки вольт. Срок службы может достигать десятков тысяч часов. В течение этого срока могут происходить десятки
миллионов переключений. Быстродействие ЭФД невысокое.
|
