Приборы и устройства для формирования видимого изображения: Учебное пособие, страница 33

Индикаторы и УОИ на СИД.  Среди индикаторов этого типа  всё большее распространение как у нас в стране, так и в мире получили изделия на основе светодиодов. Достигнуты большие успехи по увеличению их яркости и долговечности, расширению спектрального диапазона. Ограничением индикаторов на СИД является необходимость pacставлять их на подложке на некотором расстоянии друг от друга для лучшего paссеяния тепловой энергии. Из-за этого на их основе не делаются дисплеи типа монито­ра, но в то же время они являются идеальным наружным средством отображения. На светодиодах изготавливают как сравнительно простые по конструкции изделия, например, часы, светофоры, индикаторы аудиовизуальной техники, так и сложные - гигантские экраны на основе светодиодных панелей. Из последних достижений следует упомянуть табло сверхвысокого разрешения (2000 х 2000 элементов) размером 60 дюймов (150 см) с яркостью 330 кд/м2 и схемами управления, позволяющими получатьцветные изображения с градациями 24 бита. Фирма Lumitex Inc., работающая в США и Англии, сделала ряд разработок на основе долговечных светодиодов с временем жизни от 5000 до 100 000 часов.

Яркость панелей специального применения доходит до 8000 кд/м2. Английскими фирмами Picturebox, The Big Screen Co. разработан легко монтируемый модуль с экраном размером 3,6 х 4,8 м. Экран содержит 221184 пиксела, каждый размером 25 мм. Яркость экрана 3000 кд/м2 , количество передаваемых цветов - 16 млн., что позволяет использовать его для массовых мероприятий в любое время дня. Для уменьшения нагрева корпус экрана покрашен по технологии «Стелс».

Согласно Ев­ропейскому стандарту CEN/TCC226/WG3/NI33E, опреде­ляющему требования по яркости ин­формационных устройств, используе­мых в системах управления автодорож­ным движением, для безошибочного считывания информации требуется яр­кость не ниже 6200 кд/м2 при внешней освещенности 40 000 лк (такой уровень освещенности создаст «прямая» солнечная засветка индикаторного устройства).Современный уровень развития полу­проводниковых светодиодов позволяет успешно реализовывать такие яркости, используя продукцию многих произво­дителей, в том числе и российских. Од­нако чрезвычайно важным оказалось сохранение яркости вышеуказанной ве­личины в широких углах обзора (+45 градусов от нормали),что не реа­лизуется при использовании обычных светодиодов с круглой конструкцией полимерного корпуса. С этой целью многие фирмы в течение нескольких последних лет разработали и серийно освоили светодиоды овальной формы, жаргонно называемые «кошачий глаз». К этому типу относятся светодиоды се­рии NSPX-346, -446, -546, -636 фирмы NICHIA (Япония), имеющие телесные углы вывода излучения вплоть до 120°/60°, а также светодиоды HLMP-BLOO, BG01, ВМ01, ВВ01, HLMP-LD16/HLMP-MD16 и СИД однотипной конструк­ции фирмы Agilent Technologies (США) зеленого, синего и красного цветов свече­ния. Индикаторы на овальных светодиодах  позволяют получить яркости до 10 000 кд/м2 и выше при углах обзора, достаточных для установки на площадях и улицах городов.

Другим методом увеличения  углов обзора индикаторов на СИД являет­ся применение плёнок с ми­кроструктурированной поверхностью.  Размещение таких плёнок  перед лицевой поверхностью дисплея может привести к существенному изменению уг­ла обзора, например его расширению. Оптические микроструктурированные поверхности (МСП), как правило, со­стоят из последовательности участков с нанесенной микроструктурой. Эти уча­стки могут иметь прямолинейные и криволинейные профили, постоянное (выполненное по определенному зако­ну) и случайное распределения глуби­ны рельефа по плоскости и иметь раз­мер от единиц мкм до мм. Одним из типичных представителей оптических элементов с использованием МСП яв­ляется линза Френеля.

Ещё одной трудностью, которую приходится преодолевать   разработчикам и изготовителям светодиодных инфор­мационных систем, является выделение тепла элементами индикации, управле­ния и питания устройств системы. Вследствие того, что в реальных круп­ноформатных видеотабло на 1 м2 выде­ляется до 1 кВт мощности, и с учетом того что такая видеосистема может на­ходиться в летний день на солнце, тем­пература лицевой поверхности дисплея достигает 70 °С и выше. Из-за наличия температурных зависимостей яркости наблюдается падение ее интенсивности до 50 %. В таких условиях существенно ускоряется ее временная деградация и происходит сдвиг максимума длины из­лучения в длинноволновую область по формуле: Dl= 0,1 нм/°С, что при­водит к ухудшению точности цветопере­дачи светодиодного индикатора.

Российскими фир­мами, производящими светодиодную элементную базу и  устройства отображения являются  АО    «Протон» (г. Орел), АООТ «Планета» (г. Новгород),    завод  «Старт»   (г.   Москва), «Корвет-Лайтс»      (г. Москва),  НПЦ ОЭП «Оптэл» (г. Москва). Оптические и эксплуатационные   характеристики   некоторых типов полупроводниковых светодиодов достигли либо находятся вблизи мирового уровня.

Так, АО «Протон» (г. Орёл) освоена широкая номенклатура изделий - светодиодных индикаторов и матричных дисплеев на СИД.

 В настоящее время для реализации светодиодных экранов  может быть использован разработанный в 2000 году отечественной компанией “Корвет-Лайтс” сферический многокристальный полноцветный  светодиод СДК-Ц-2-60, позволяющий получать излучение красного, синего, зеленого и белого цветов. Продажная цена 3,15 – 4,5 $. На базе этого светодиода компанией реализован модуль САМ-1024К-3200 для наборных экранов. Глубина модуля  16,5 см при размере лицевой части 51x51 см.

Модуль обеспечивает яркость изображения на пике белого цвета 3200 кд/м2, количество цветов (оттенков) 16,7 млн,  число пикселов 1024, угол обзора (горизонтальный/вертикальный) 90/600, частоту регенерации изображения 100 Гц, внешний контраст в светлый день 134:1, срок непрерывной работы 100000 ч.