Жки индикаторы. Жидкокристаллические индикаторы: принцип работы, виды и применение

Этот пример демонстрирует базовые операции с ЖКИ: инициализацию, очистку экрана, позиционирование курсора и вывод текста. Конкретная реализация функций lcd_* зависит от используемого контроллера ЖКИ.

Современные тенденции в развитии ЖК-технологий

Технологии жидкокристаллических дисплеев продолжают развиваться. Основные направления включают:

• Увеличение разрешения и размера экранов
• Улучшение цветопередачи и контрастности
• Расширение углов обзора
• Снижение энергопотребления
• Создание гибких и прозрачных дисплеев
• Интеграция сенсорных технологий

Несмотря на конкуренцию со стороны OLED и других технологий, ЖК-дисплеи продолжают доминировать на рынке благодаря постоянному совершенствованию и относительно низкой стоимости производства.

Работа с символьным жидкокристаллическим индикатором

Методическое указание к лабораторной работе на учебном стенде LESO1.

• Краткие теоретические сведения:
  • Устройство и принцип работы символьного жидкокристаллического индикатора
  • Рекомендации по программному управлению ЖКИ
• Задание к работе в лаборатории
• Указания к составлению отчета

1. Изучить схему подключения жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) к микроконтроллеру.
2. Изучить особенности работы символьного ЖКИ.
3. Изучить особенность параллельной синхронной передачи данных.
4. Научится выводить на ЖКИ информацию.

1. По конспекту лекций и рекомендуемой литературе изучить принцип работы символьного жидкокристаллического индикатора.
2. По конспекту лекций и рекомендуемой литературе изучить принцип работы параллельных портов ввода-вывода микроконтроллера.
3. Составить алгоритм работы программы, соответственно заданию.
4. Составить программу на языке программирования С.

3.1 Устройство и принцип работы символьного жидкокристаллического индикатора

В настоящее время в микропроцессорных системах для отображения широко используют

Для упрощения взаимодействия микропроцессорной системы и ЖКИ используют специализированную микросхему – контроллер (драйвер) ЖКИ. Он управляет пикселями жидкокристаллического дисплея и интерфейсной частью индикатора. Обычно такой контроллер входит в состав индикатора. В целом жидкокристаллический индикатор представляет собой печатную плату, на которой смонтирован сам дисплей, контроллер и необходимые дополнительные электронные компоненты. Внешний вид ЖКИ показан на рисунке ниже.

В учебном стенде LESO1 использован двухстрочный восьмисимвольный ЖКИ. Структурная схема показана на рисунке 2.

В состав контроллера ЖКИ входят три вида памяти: CGROM, CGRAM, DDRAM. Когда микроконтроллер передает в контроллер ЖКИ ASCII-коды символов, то они записываются в DDRAM (Display data RAM – ОЗУ ASCII-кодов отображаемых символов), такую память называют видеопамятью или видеобуфером. Видеобуфер в символьных индикаторах обычно содержит 80 ячеек памяти – больше, чем число знакомест дисплея. У двухстрочных индикаторов ячейки с адресами от 0x00 и до 0x27 отображаются на верхней строке дисплея, а ячейки с адресами 0x40 … 0x67 – на нижней строке. Смещая видимое окно дисплея относительно DDRAM, можно отображать на дисплее различные области видеопамяти. Сдвиг окна индикатора относительно видеобуфера для верхней и нижней строк происходит синхронно, как это показано на рисунке 3. Курсор будет виден на индикаторе только в том случае, если он попал в зону видимости дисплея (и если предварительно была подана команда отображать курсор).

Матрицы начертания символов хранятся в памяти знакогенератора. Память знакогенератора включает в себя CGROM (Character generator ROM – ПЗУ знакогенератора), в которую на заводе-изготовителе загружены начертания символов таблицы ASCII. Содержимое CGROM изменить нельзя. Для того, чтобы пользователь смог самостоятельно задать начертание нужных ему символов, в знакогенераторе имеется специальное ОЗУ – CGRAM (Character generator RAM). Под ячейки CGRAM отведены первые (младшие) 16 адресов таблицы кодов.

Схема подключения ЖКИ к микроконтроллеру ADuC842 показана ниже на рисунке:

Интерфейс подключения – параллельный. Для соединения индикатора с микроконтроллером используется 11 линий — восемь для передачи данных (D0 — D7) и три линии управления. Линия RS служит для сообщения контроллеру индикатора о том, что именно передается по шине: команда или данные (RS = 1 — данные, RS = 0 — команда). По линии Е передается строб-сигнал, сопровождающий запись или чтение данных: по переходу сигнала на линии E из 1 в 0 осуществляется запись данных во входной буфер микроконтроллера индикатора. Запись информации в ЖКИ происходит по спаду этого сигнала. Потенциал на управляющем выводе R/W (Read/Write) задает направление передачи информации, при R/W = 0 осуществляется запись в память индикатора, при R/W = 1 – чтение из нее. Еще три линии предназначены для подачи питающего напряжения (VDD, GND) и напряжения смещения, которое управляет контрастностью дисплея.

Диаграммы передачи данных от управляющего микроконтроллера к контроллеру ЖКИ и от контроллера ЖКИ в управляющий микроконтроллер показаны на рисунках 5 и 6 соответственно. После приема информации контроллеру ЖКИ требуется некоторое время на выполнение команд, в это время управляющий контроллер не должен давать следующую команду или пересылать данные.

В таблице 1 приведены команды контроллера ЖКИ и время, необходимое для выполнения этих команд. Для того чтобы можно было определить, когда ЖКИ закончит свои внутренние операции, контроллер ЖКИ содержит специальный флаг занятости – BUSY-флаг (BF). Если контроллер занят выполнением внутренних операций, то BF установлен (BF = 1), если же контроллер готов принять следующую команду, то BF сброшен (BF = 0). Более простой способ организации обмена заключается в том, что управляющий микроконтроллер, зная, сколько времени требуется ЖКИ на обработку той или иной команды, после каждой передачи информации ждет соответствующее время.

Таблица 1 – Команды контроллера ЖКИ

Команда

Код

Описание

Время исполнения команды

RS

R/W

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Очистка дисплея

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

Записывает код 0x20 (пробел) во все ячейки DDRAM, устанавливает счетчик адреса DDRAM в 0x00.

1,5 мс

Возврат в начальную позицию

0

0

0

0

0

0

0

0

1

х

Устанавливает счетчик адреса DDRAM в 0x00 и возвращает курсор в начальную позицию. Содержимое DDRAM не изменяется.

1,5 мс

Режим ввода

0

0

0

0

0

0

0

1

L/R

SH

Задает направление перемещения курсора (L/R) и разрешает сдвиг сразу всех символов (SH).

38 мс

Включение-выключение дисплея

0

0

0

0

0

0

1

D

C

B

Устанавливает/ отключает биты, отвечающие за включения дисплея (D), отображение курсора (C), мерцание курсора (B).

38 мкс

Сдвиг курсора или видимой области дисплея

0

0

0

0

0

1

D/C

R/L

x

x

Бит D/C определяет то, что будет перемещаться – видимая область дисплея или курсор (при D/C = 1 перемещается видимая область, при D/C = 0 – курсор), R/L задает направление перемещения. DDRAM не изменяется

38 мкс

Начальные установки

0

0

0

0

1

DL

N

F

x

x

Определяет разрядность шины интерфейса (DL = 1 8-бит, DL = 0 4-бита), количества строк на дисплее (N = 1 – две строки, N = 0 – одна строка) и размера символов (F = 1 – 5×11 точек, F = 0 5×8 точек).

38 мкс

Установка адреса CGRAM

0

0

0

1

A5

A4

A3

A2

A1

A0

Установка счетчика адреса CGRAM

38 мкс

Установка адреса DDRAM

0

0

1

A6

A5

A4

A3

A2

A1

A0

Установка счетчика адреса DDRAM

38 мкс

Чтение BF и счетчика адреса

0

1

BF

A6

A5

A4

A3

A2

A1

A0

Если BF = 1 то контроллер ЖКИ выполняет внутреннюю операцию. А6 — А0 – текущее значение адреса DDRAM.

0

Запись данных в RAM

1

0

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Запись данных в ОЗУ (DDRAM или CGRAM)

38 мкс

Чтение данных из RAM

1

1

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Чтение данных из ОЗУ (DDRAM или CGRAM)

38 мкс

Перед началом работы требуется произвести инициализацию ЖКИ согласно алгоритму, показанному на рисунке 7.

3.2 Рекомендации по программному управлению ЖКИ

Программу для работы с ЖКИ следует организовать в виде функций, выполняющих определенные действия, причем более сложные функции могут включать в себя простейшие. Простейшими могут быть такие подпрограммы, как функция, отправляющая команду контроллеру дисплея; функция, устанавливающая счетчик адреса; или функция, записывающая данные в DDRAM. В любом случае, общий алгоритм передачи информации контроллеру не изменится. Руководствуясь диаграммой передачи информации (рисунок 5), определим последовательность действий при передаче информации в ЖКИ следующим образом: устанавливаем требуемое значение RS, на линию R/W подаем логический ноль, затем на линию E выводим логическую единицу, после чего подаем на шину D значение передаваемого байта. Контроллер ЖКИ считает этот байт и состояние управляющих линий (RS, R/W) только после подачи на линию E логического ноля. При этом, если временные задержки, указные на диаграмме, меньше длительности машинного цикла, то ими можно пренебречь. Код программы, реализующей запись в память ЖКИ байта данных, показан ниже:

RS = 1;        // выбираем команды или данные
RW = 0;        // выбираем направление передачи
E = 1;
Data = symbol; // выводим байт данных на шину D
E = 0;         // переводим сигнал на линии E из 1 в 0
delay ();      /* ждем, пока контроллер выполняет внутренние операции*/

В приведенном участке программы подразумевается, что переменные RS, RW и E объявлены как sbit, а переменная Data – как sfr. Аналогично будет происходить передача любой команды контроллеру ЖКИ.

При реализации чтения информации из контроллера необходимо пользоваться диаграммой, приведенной на рисунке 6. Следует помнить, что для того, чтобы ввести информацию с параллельного порта, в него предварительно должны быть записаны логические единицы.

Для того, чтобы не загромождать основную программу алгоритм инициализации (рисунок 7) можно реализовать в виде отдельной подпрограммы. Временные задержки, указанные в алгоритме, следует задавать с помощью таймеров, как это делалось в лабораторной работе «Изучение таймеров микроконтроллера».

4.1 Вывод символа на ЖКИ

1. Разработайте алгоритм программы, выводящей на экран ЖКИ ваше имя в заданной строке. Режим работы ЖКИ и номер строки определяется согласно варианту задания (таблица 2).
2. По принципиальной схеме учебного стенда LESO1 определите, к каким выводам микроконтроллера ADuC842 подключен ЖКИ. По таблице SFR определите адреса используемых портов ввода-вывода.
3. Разработайте и введите текст программы в соответствии с созданным алгоритмом.
4. Оттранслируйте программу, и исправьте синтаксические ошибки.
5. Загрузите полученный *.hex файл в лабораторный стенд LESO1.
6. Убедитесь, что на экране дисплея в заданной позиции появился требуемый символ.

4.2 Управление ЖКИ через последовательный порт персонального компьютера (дополнительно)

1. Измените программу таким образом, что бы на экране ЖКИ выводилась информация, переданная с персонального компьютера через UART. Передача команды осуществляется через терминал nwFlash. Выбор источника синхронизации и скорости передачи данных осуществляется по усмотрению студента.
2. Загрузите полученный *.hex файл в лабораторный стенд LESO1.
3. Через терминал nwFlash передайте коды символов, убедитесь, что соответствующие символы выводятся на экране индикатора.

Таблица 2 – Варианты заданий

Отчет должен содержать:

1. Цель работы.
2. Принципиальную схему подключения ЖКИ к управляющему микроконтроллер.
3. Структурную схему ЖКИ.
4. Диаграммы передачи данных по параллельному интерфейсу.
5. Расчет параметров таймера.
6. Графическую схему алгоритма работы программы.
7. Исходный текст программы.
8. Содержимое файла листинга программного проекта.
9. Выводы по выполненной лабораторной работе.

Схемы, а также отчет в целом, выполняются согласно нормам ЕСКД.

ЖК индикаторы знакосинтезирующие — Гарантия производителя 12 месяцев.

Wh5004A-YYH-CT, ЖКИ 40х4, англо-русский

(Winstar)

2 813.12 р.

Доступно:

580 шт.

Wh5002A-YGH-CT, ЖКИ 40х2, англо-русский

(Winstar)

1 831.36 р.

1	5	50
1 831. 36 р.	1 740.74 р.	1 710.98 р.

Доступно:

831 шт.

Wh3004L-YYH-CT, ЖКИ 20х4, англо-русский

(Winstar)

2 869.76 р.

Доступно:

261 шт.

Wh3004L-TFH-CT, ЖКИ 20х4 англ/рус

(Winbond)

4 059.20 р.

Доступно:

246 шт.

Wh3004A-YYH-CT, ЖКИ 20х4, англо-русский

(Winstar)

2 095.68 р.

Доступно:

846 шт.

Wh3004A-YGH-CT, ЖКИ 20х4, англо-русский,

(Winstar)

1 850.24 р.

Доступно:

687 шт.

Wh3002A-NGG-CT, Индикатор ЖКИ 20х2, англо-русский

(Winstar)

1 246.08 р.

Доступно:

995 шт.

Wh2604A-YYK-CT

(Winstar)

1 491.52 р.

Доступно:

684 шт.

Wh2604A-YYH-CT, ЖКИ 16х4, англо-русский

(Winstar)

1 208. 32 р.

Доступно:

451 шт.

Wh2604A-YGH-CT

(Winstar)

1 208.32 р.

Доступно:

754 шт.

Wh2602L1-YGH-CT=WH-1602L-YYE-CT16/2

(Winstar)

1 925.76 р.

Доступно:

393 шт.

Wh2602L1-YGH-CT, (=WH-1602L-YYE-CT 16/2)

(Winstar)

1 302.72 р.

1	2	20
1 302.72 р.	1 238.53 р.	1 181. 51 р.

Доступно:

252 шт.

Wh2602L-YYH-CT, ЖКИ 16х2, англо-русский

(Winstar)

1 170.56 р.

Доступно:

841 шт.

Wh2602L-YGH-CT (DV-16210S2FBLY-H/R), ЖКИ 16х2, англо-русский

(Winstar)

1 264.96 р.

Доступно:

519 шт.

Wh2602L-YGH-CT=Wh2602L1-YGH-CT

(Winstar)

1 642.56 р.

Доступно:

728 шт.

Wh2602J-YYH-CT(K), ЖКИ 16х2, англо-русский

(Winstar)

811.84 р.

Доступно:

72 шт.

Wh2602D-YYH-CTK, ЖКИ 16х2, англо-русский

(Winstar)

679.68 р.

Доступно:

342 шт.

Wh2602D-YGH-CT(K), ЖКИ 16х2, англо-русский

(Winstar)

604.16 р.

Доступно:

680 шт.

Wh2602C-YYH-CT, ЖКИ 16х2, англо-русский

(Winstar)

811.84 р.

1	5	50
811. 84 р.	777.86 р.	764.47 р.

Доступно:

683 шт.

Wh2602B-YYH-CTK, ЖКИ 16х2, англо-русский

(Winstar)

660.80 р.

Доступно:

752 шт.

Wh2602A-YYH-CT(K), ЖКИ 16х2, англо-русский

(Winstar)

774.08 р.

Доступно:

131 шт.

Wh2602A-YGH-CT(K), ЖКИ 16х2, англо-русский

(Winstar)

698.56 р.

Доступно:

400 шт.

Wh2601L-YYH-CT, ЖКИ 16х1, англо-русский

(Winstar)

944.00 р.

Доступно:

920 шт.

Wh2601A-YYH-CT(K), ЖКИ 16х1, англо-русский

(Winstar)

792.96 р.

Доступно:

556 шт.

Wh2601A-YGH-CT(K), ЖКИ 16х1, англо-русский

(Winstar)

717.44 р.

Доступно:

655 шт.

Wh2202A-YGH-CT, ЖКИ 12х2, англо-русский

(Winstar)

736.32 р.

1	5	50
736. 32 р.	704.22 р.	691.67 р.

Доступно:

731 шт.

WH0802A-YYH-CT, ЖКИ 8х2, англо-русский

(Winstar)

453.12 р.

Доступно:

634 шт.

WH-2402A-YYH-CT, ЖКИ 24х2 англ./рус (аналог DV-24200S1FBLY-H/R)

(Winstar)

1 982.40 р.

Доступно:

779 шт.

WH-2402A-YGH-CT, ЖКИ 24х2 англ./рус (аналог DV-24200S2FBLY-H/R)

(Winstar)

1 283.84 р.

1	5	50
1 283.84 р.	1 196.99 р.	1 012.84 р.

Доступно:

41 шт.

WH-2004L-YYH-CT, ЖКИ 20х4 англ./рус (аналог DV-20410-28S1FBLY-H/R22)

(Winstar)

3 776.00 р.

Доступно:

337 шт.

Основы ЖК-дисплея и необходимые элементы

Основы

ЖК-дисплей представляет собой прямоугольную форму с равномерным освещением, состоящую из меньших прямоугольных частей этой формы, называемых пикселями. Свет в пикселях тускнеет и проходит через различные цветовые фильтры, что создает небольшую область в доле сплошного цвета, субпиксель.

Субпиксели выстроены рядом друг с другом с такой высокой плотностью, что наши глаза не могут различить каждый отдельный субпиксель. Это заставляет цвета субпикселей сливаться, создавая миллионы разных цветов.

Четыре элемента, необходимые для ЖК-дисплея

1. Панель

Панель представляет собой большой кусок серого стекла или полимерного листа, который затемняет пиксели. Это можно сделать разными способами, но сегодня во всех ЖК-дисплеях используется поляризационный слой. Свет всегда движется в определенном направлении, но по пути его можно вращать, такое вращение световых волн называется поляризацией.

В ЖК-дисплеях есть такое понятие, как поляризационный фильтр. Этот фильтр пропускает только тот свет, который направлен или поляризован под определенным углом.

ЖК-дисплеи имеют два поляризационных фильтра друг за другом, оба прикреплены к стеклянному листу. Между поляризационными фильтрами находятся жидкие кристаллы, обладающие свойством искривления света. Итак, в ЖК-дисплее свет исходит от подсветки и попадает на первый поляризационный фильтр. Затем он проходит через жидкие кристаллы, где свет преломляется на определенную величину, прежде чем пройти через второй поляризационный фильтр.

Жидкими кристаллами можно управлять с помощью напряжения. Величина используемого напряжения определяет, сколько света преломляется и останавливается вторым поляризационным фильтром. Вот как напряжение управляет светом, проходящим через панель. Но для работающего ЖК-дисплея вам нужны световые волны, и именно здесь в дело вступает подсветка.

2. Подсветка

Подсветка ЖК-дисплея является источником света. Она должна быть белой, поскольку излучатель направляет свет на все субпиксели: красный, зеленый и синий. Этот белый свет обычно излучается либо CCFL, либо светодиодами. CCFL производят флуоресцентный свет с использованием ртути, а светодиоды — нет, поэтому они намного экологичнее.

И у CCFL, и у LED есть обратная сторона. Они являются либо точечными, либо линейными источниками света. Однако свет должен распределяться по гораздо большей поверхности, поэтому в ЖК-дисплеях используются рассеивающие и отражающие слои. Рассеиватели рассеивают световые лучи, чтобы покрыть область, которую они должны осветить. Затем свет проходит через серию неравномерно расположенных выпуклостей, после чего рассеянный свет проходит либо вперед к фактической ЖК-панели, либо назад. Когда рассеянный свет возвращается назад, он попадает на отражатель. Отражающий слой направляет рассеиваемый в противном случае рассеянный свет обратно к панели ЖК-дисплея. Отражающий слой помогает повысить эффективность ЖК-дисплея.

3. Блок питания

Для ЖК-дисплея требуется напряжение, которое обычно недоступно в обычном здании, поэтому необходим преобразователь мощности.

Основное напряжение преобразуется в промежуточное постоянное напряжение, обычно от 12 до 24 В. Затем поток энергии разделяется на подсветку и микроэлектронику. 5 В для электроники дисплея снова делятся на две части, поступающие на приемник LVDS и драйвер смещения.

4. Микроэлектроника

Внутри ЖК-дисплея находится микроэлектроника, участвующая в обработке сигналов. Обычно они делятся на две функции – приемник видеосигнала и драйвер панели.

Чтобы ознакомиться с полным ассортиментом ЖК-дисплеев TFT, посетите нашу веб-страницу LCD .

Для получения дополнительной информации, включая цены и спецификации, отправьте электронное письмо по адресу [email protected] или позвоните в наш главный офис по телефону +44 (0) 1634 327 420.

Что такое ЖК? ЖК-технология и типы дисплеев

Расшифровывается как «жидкокристаллический дисплей». ЖК-дисплей — это технология плоскопанельного дисплея, обычно используемая в телевизорах и компьютерных мониторах. Он также используется в экранах для мобильных устройств, таких как ноутбуки, планшеты и смартфоны.

ЖК-дисплеи не только внешне отличаются от громоздких мониторов с ЭЛТ (электронно-лучевой трубкой), но и принцип их работы существенно отличается. Вместо того, чтобы стрелять электронами по стеклянному экрану, ЖК-дисплей имеет подсветку, которая обеспечивает источником света отдельные пиксели, расположенные в прямоугольной сетке. Каждый пиксель имеет субпиксель RGB (красный, зеленый и синий), который можно включить или выключить. Когда все субпиксели пикселя отключены, он отображается черным.

Когда все субпиксели включены на 100 %, они отображаются белым цветом. Регулируя отдельные уровни красного, зеленого и синего света, можно получить миллионы цветовых комбинаций.

Как устроены ЖК-дисплеи?

ЖК-экран состоит из тонкого слоя жидкокристаллического материала, расположенного между двумя электродами на стеклянных подложках, с двумя поляризаторами на каждой стороне. Поляризатор представляет собой оптический фильтр, пропускающий световые волны определенной поляризации и блокирующий световые волны других поляризаций. Электроды должны быть прозрачными, поэтому наиболее популярным материалом является ITO (оксид индия-олова).

Поскольку ЖК-дисплей сам по себе не может излучать свет, обычно за ЖК-экраном размещается подсветка, чтобы его можно было увидеть в темное время суток. Источниками света для задней подсветки могут быть светодиоды (светоизлучающие диоды) или CCFL (люминесцентные лампы с холодным катодом). Светодиодная подсветка пользуется наибольшей популярностью. Конечно, если вы хотите иметь цветной дисплей, слой цветного фильтра можно превратить в ячейку ЖК-дисплея. Цветовой фильтр состоит из цветов RGB. Вы также можете добавить сенсорную панель перед ЖК-дисплеем.

Рис. 1 Структура ЖК-дисплея

Как работают ЖК-дисплеи?

Первая технология ЖК-панелей в массовом производстве называется TN (Twisted Nematic). Принцип, лежащий в основе ЖК-дисплеев, заключается в том, что, когда электрическое поле не применяется к молекулам жидких кристаллов, молекулы поворачиваются на 90 градусов в ячейке ЖК-дисплея. Когда свет окружающего света или фонового света проходит через первый поляризатор, свет поляризуется и скручивается с молекулярным слоем жидкого кристалла. Когда он достигает второго поляризатора, он блокируется. Зритель видит, что дисплей черный.

Когда к молекулам жидких кристаллов прикладывается электрическое поле, они раскручиваются. Когда поляризованный свет достигает слоя молекул жидких кристаллов, свет проходит прямо сквозь него, не искажаясь. Когда он достигнет второго поляризатора, он также пройдет, зритель увидит, что дисплей яркий.

Поскольку в ЖК-технологии вместо электрического тока используются электрические поля (проходят электроны), она имеет низкое энергопотребление.

Короткое видео на Youtube кратко и эффективно объяснит, как работают ЖК-дисплеи.

Рис. 2. Как работают ЖК-дисплеи

Основы ЖК-дисплеев

Самый простой ЖК-дисплей, представленный выше, называется ЖК-дисплеем с пассивной матрицей, который можно найти в основном в недорогих или простых приложениях, таких как калькуляторы, счетчики коммунальных услуг, ранние цифровые часы, будильники и т. д.  ЖК-дисплеи с пассивной матрицей имеют множество ограничений, таких как узкий угол обзора, медленная скорость отклика, тусклое освещение, но они отлично подходят для энергопотребления.

Чтобы устранить недостатки, ученые и инженеры разработали ЖК-технологию с активной матрицей. Наиболее широко используется ЖК-технология TFT (тонкопленочный транзистор). На основе TFT LCD разработаны еще более современные технологии LCD. Наиболее известным является ЖК-дисплей IPS (In Plane Switching).  У него сверхширокий угол обзора, превосходное качество изображения, быстрый отклик, отличная контрастность, меньше дефектов выгорания и т. д.

IPS широко используются в ЖК-мониторах, ЖК-телевизорах, Iphone, планшетах и ​​т. д. Компания Samsung даже произвела революцию в области светодиодов. Подсветка должна быть QLED (квантовая точка), чтобы отключать светодиоды там, где свет не нужен для получения более глубокого черного.

Рис. 3 Активный цветной TFT-дисплей

Различные типы ЖК-дисплеев

• • – Дисплей с витым нематическим покрытием:   Производство ЖК-дисплеев TN (витого нематического) может производиться наиболее часто и использовать различные типы дисплеев во всех отраслях промышленности. Эти дисплеи чаще всего используются геймерами, поскольку они дешевы и имеют быстрое время отклика по сравнению с другими дисплеями. Основным недостатком этих дисплеев является то, что они имеют низкое качество, а также частичные коэффициенты контрастности, углы обзора и цветопередачу. Но этих устройств достаточно для повседневной работы.

• • — дисплей с переключением в плоскости: дисплеи IPS считаются лучшими ЖК-дисплеями, поскольку они обеспечивают хорошее качество изображения, более высокие углы обзора, яркую точность цветопередачи и различия. Эти дисплеи в основном используются графическими дизайнерами, а в некоторых других приложениях ЖК-дисплеям требуются максимально возможные стандарты для воспроизведения изображения и цвета.

• • – Панель вертикального выравнивания: Панели вертикального выравнивания (VA) размещаются в любом месте по центру среди технологий Twisted Nematic и панелей коммутации в плоскости. Эти панели имеют лучшие углы обзора, а также цветопередачу с более качественными характеристиками по сравнению с дисплеями типа TN. Эти панели имеют низкое время отклика. Но они гораздо более разумны и подходят для повседневного использования.

• • – Структура этой панели обеспечивает более глубокий черный цвет и лучшие цвета по сравнению с скрученным нематическим дисплеем. А несколько выравниваний кристаллов могут обеспечить лучшие углы обзора по сравнению с дисплеями типа TN. Эти дисплеи поставляются с компромиссом, потому что они дороги по сравнению с другими дисплеями. А также у них медленное время отклика и низкая частота обновления.

• • — Advanced Fringe Field Switching (AFFS): ЖК-дисплеи AFFS обеспечивают лучшую производительность и широкий диапазон цветопередачи по сравнению с дисплеями IPS. Приложения AFFS очень продвинуты, потому что они могут уменьшить искажение цвета без ущерба для широкого угла обзора. Обычно этот дисплей используется в высокотехнологичных, а также в профессиональных средах, таких как жизнеспособные кабины самолетов.

• • – Пассивные и активные матричные дисплеи: ЖК-дисплеи с пассивной матрицей работают с простой сеткой, так что заряд может подаваться на определенный пиксель на ЖК-дисплее. Один стеклянный слой дает столбцы, тогда как другой слой дает ряды, которые разработаны с использованием прозрачного проводящего материала, такого как оксид индия-олова. Система с пассивной матрицей имеет серьезные недостатки, в частности, время отклика — медленное и неточное управление напряжением. Время отклика дисплея в основном относится к способности дисплея обновлять отображаемое изображение.

• – ЖК-дисплеи с активной матрицей в основном основаны на TFT (тонкопленочных транзисторах). Эти транзисторы представляют собой небольшие переключающие транзисторы, а также конденсаторы, которые помещаются в матрицу на стеклянной подложке. Когда правильная строка активирована, заряд может быть передан вниз по точному столбцу, чтобы можно было адресовать конкретный пиксель, потому что все дополнительные строки, которые пересекает столбец, выключаются, просто конденсатор рядом с назначенным пикселем получает заряд .

Преимущества по сравнению с другими дисплеями

ЖК-технологии имеют большие преимущества в виде легкости, тонкости и низкого энергопотребления, что сделало возможным настенные телевизоры, ноутбуки, смартфоны, планшеты. На пути к прогрессу он уничтожил конкуренцию многих технологий отображения. Мы больше не видим ЭЛТ-мониторы на наших столах и плазменные телевизоры у себя дома. ЖК-технологии сейчас доминируют на рынке дисплеев. Но у любой технологии есть ограничения.

ЖК-технологии имеют медленное время отклика, особенно при низкой температуре, ограниченные углы обзора, требуется подсветка. Сосредоточьтесь на недостатках ЖК-дисплеев, была разработана технология OLED (органические светоизлучающие диоды).