В настоящее время интенсивно развиваются технологии, в которых изменение оптического состояния ЖК достигается не за счёт управляющих сигналов, поступающих со схемы управления, а из-за изменения электрического состояния элемента с нелинейной вольт-амперной характеристикой (тонкоплёночного транзистора ТПТ или диода ТПД), включённого последовательно с каждой ЖК-ячейкой через общую шину. При таком (активном) управлении, в отличие от пассивного, параметры вольт-контрастной характеристики электрооптического эффекта оказываются не связанными непосредственно с управляющими электрическими сигналами. ЖК-дисплеи с таким управлением называют активно-матричными (АМ ЖКИ или AM LCD). В таких дисплеях для управления отдельными элементами ЖКИ применяются аморфные или поликремниевые тонкоплёночные транзисторы (ТПТ или TFT). На основе матриц с поликремниевыми транзисторами создаются устройства с высоким пропусканием и высокой эффективностью использования подсветки. Обычно пропускание цветной активной матрицы с ЖК составляет величину 4..6 %.
Наиболее распространена технология ЖКИ "chip-on-glass'', структура элемента при которой приведена на рис. 3.4.
Устройство ЖКИ достаточно просто. В них реализуются современные плоские панельные конструкции. Для получения низких управляющих напряжений в единицы вольт зазор между пластинами должен быть небольшим (6..50 мкм). Используемая жидкость должна обеспечивать соответствующую вольт - контрастную характеристику. Конструкция в общем случае состоит из двух стеклянных обкладочных пластин с нанесёнными на их внутренние поверхности системами прозрачных электродов. Расстояние между пластинами фиксируется с помощью прокладок - спейсеров. Зазор между пластинами заполнен жидкокристаллическим веществом. На свободных поверхностях пластин сформированы или формируются управляющие активные элементы и прозрачные проводящие электроды. В зависимости от особенностей индикатора (работает на просвет или отражение, используется пассивно- или активно-матричное управление, преобразуется поляризованное или неполяризованное излучение) в конструкцию включаются дополнительные слои и элементы.
 |
В настоящее время интенсивно ведутся разработки активно-матричных ЖКИ с тонкопленочными активными диодами, особенно МИМ - структур (металл – изолятор - металл, metal – insulator - metal). Такие структуры имеют более низкую стоимость изготовления из-за меньшего количества фотолитографических операций.
Фирма Xerox (США) занимается разработкой активных матриц со сверхвысоким разрешением – так называемой "оцифрованной бумаги" (digital paper). Разработанная матрица размером 13,5" (34,3 см) содержит 1536х1120 цветных пикселов или 3360х2048 чёрно-белых элементов отображения.
Исследуется возможность применения сегнето- и антисегнетоэлектрических ЖК (СЭЖКИ), а также диспергированных в полимере ЖК (ПД ЖК, PD LC).
Все ЖКИ работают на переменном напряжении: при использовании постоянного управляющего напряжения оказываются существенными электролитические эффекты и срок службы прибора становится недопустимо малым.
В условиях низкой освещенности используются модели индикаторов, оснащенные подсветкой, которая бывает разного тина и цвета. Основные типы подсветки - светодиодная, электролюминесцентная и флуоресцентная.
В зависимости от применения используется тот или иной тип подсветки, каждая из которых имеет свою область применения. Типы подсветки ЖКИ отражены в таблице 3.1.
Таблица 3.1. Типы подсветки ЖКИ
|
Тип подсвет- ки |
Яркость, кд/м2 |
Потребле- ние, Вт/см2 |
Преимущества |
Недостатки |
|
Свето-диодная |
20. ..300 |
0,01. ..0,15 |
Напряжение - 5 В; отсутствие дополнительных схем управления |
Большая толщина на больших площадях; высокое потребление энергии |
|
Электролю-минесцент-ная |
20. ..150 |
0,001. ..0,01 |
Низкое потребление; малая толщина; высокая равномерность |
Необходимость драйвера подсветки |
|
Флуоресцентная |
100- 104 |
- |
Низкое потребление; высокая равномерность; высокая яркость |
Необходимость инвертора; неэффективность на малых площадях |
Преимущества светодиодной подсветки — хорошая яркость и долговечность, а также большой выбор цветов, но у нее более высокий ток потребления.
К преимуществам других типов подсветки относятся малый потребляемый ток и равномерное распределение освещенности, но при этом меньшая, чем у светодиодов, долговечность; кроме того, необходим дополнительный преобразователь, поскольку для питания подсветки требуется высокое напряжение переменного тока.
Управление яркостью подсветки осуществляется с помощью внешнего резистора. Нужно учитывать, что при чрезмерном увеличении уровня яркости срок службы электролюминесцентной подсветки резко снижается. Как правило, если нет жестких ограничений по потребляемому току, используют светодиодную подсветку.
В России изготовлены прототипы сверхъяркой подсветки для ЖКД (до 5000 кд/м2) на основе острийных катодов - микронаконечников с алмазным покрытием для лучшего теплоотвода и катодолюминофоров.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.