9.8. Плоские дисплеи

Для реализации устройств отображения графической и алфавитно‑цифровой информации в последнее время широко используются плазменные панели (дисплеи) и дисплеи на жидких кристаллах, сохраняющие длительное время немерцающее изображение, имеющие плоский экран и позволяющие стирать информацию на отдельных участках экрана. В качестве достоинств плазменной панели можно указать: отсутствие излучения, малое потребление электроэнергии, цифровой способ получения изображения на экране и небольшой вес.

В плазменной панели элемент изображения получается путем газового разряда, сопровождающегося излучением света, а в жидких кристаллах используется эффект изменения оптической плотности под действием электрического поля.

Жидкие кристаллы – это высокочастотные модуляторы, пропускающие и отражающие свет. Принцип работы плазменной панели заключается в следующем. Точечный элемент изображения образуется на пересечении двух проводников, расположенных в разных плоскостях. Пространство точечного элемента заполнено инертным газом, светящимся при приложении к концам проводников переменного напряжения, превышающего пороговое значение. Различают два способа управления плазменной панелью: точечная и строчная выборка. В первом способе выбирается горизонтальный и вертикальный проводники и подается на них импульс зажигания (гашения), который с учетом поддерживающего напряжения превышает пороговое значение. При выполнении второго способа, являющегося более быстродействующим, происходит доступ сразу ко всем элементам строки. Для экрана с разрешающей способностью 1024 строк возможна работа с частотой 50 Гц и изменении яркости свечения точки (получение полутонов).

В жидкокристаллических дисплеях (ЖК-дисплеях) различают пассивные и активные матрицы. В пассивных матрицах на жидкие кристаллы действуют напряжения координатных проводников, а в активных (более контрастных) матрицах точечным элементом управляет транзистор, выбор которого осуществляется соответствующими горизонтальными и вертикальными проводниками.

Цветные жидкокристаллические дисплеи содержат более сложные точечные элементы с тремя базисными цветами (R, G, B) и соответствующие им управление.

При сравнении с растровыми дисплеями к достоинствам ЖК-дисплеев следует отнести: малое потребление энергии, компактность, отсутствие электромагнитного излучения, а к недостаткам – высокую стоимость, неточную цветопередачу, ограничение углов обзора.

В ноутбуках и настольных ЖК-мониторах обычно используется активная матрица, каждая точка (точечный элемент) которой адресуется цифровым способом, и смена информации выполняется построчно. Точечный элемент состоит из трех частей, определяемых числом базовых цветов R, G, B. Каждая часть (составляющая) точечного элемента содержит жидкие кристаллы и один или два рабочих тонкопленочных транзистора, выбираемых при изготовлении из группы отбракованных транзисторов. При подаче напряжения на электроды тонкопленочных транзисторов выполняется ориентация молекул жидких кристаллов. Второй транзистор в составляющей части элемента делает эту ориентацию более точной. Поляризованный поток света проходит ориентированные молекулы ЖК и попадает на цветовые фильтры R, G и B, обеспечивая соответствующий цвет точки (пиксела) изображения на экране ЖК-монитора. Таким образом, фильтры R, G, B соответствуют люминофорам R, G, B электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). По сути дела, ЖК-монитор является цифровым аналогом монитора с ЭЛТ. В ЖК-мониторе также для каждой точки изображения в буферном ЗУ задается 6 или 8 бит, которые поступают на видеоЦАП, сигнал с выхода которого определяет цвет этой точки.

Источником света в ЖК-мониторах являются галогенные лампы и призма, создающая параллельный поток света, который поступает на специальную пленку, осуществляющую поляризацию света в заданном направлении.

ЖК-мониторы используют два интерфейса: аналоговый R, G, B (VGA) и цифровой интерфейс. Для аналогового интерфейса возникает проблема преобразования сигналов в цифровую форму с помощью АЦП и отображения различных видеорежимов VGA на матрицу ЖК-мониторов с учетом сигналов горизонтальной HSYNC и вертикальной VSYNC синхронизации.

Оглавление