142Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
должна работать в условиях радиации, а также это могут быть радиолокаторы, системы наблюдения за промышленными роботами и др.
10.3. Жидкокристаллические дисплеи и панели
10.3.1. Общие сведения о жидкокристаллических дисплеях
Жидкокристаллические (LCD) дисплеи обладают таким же светоклапанным принципом действия, как и рассмотренные выше жидкокристаллические индикаторы. Они могут работать либо на отражение, либо на просвет. Жидкие кристаллы можно отнести к одному из трѐх видов: смектическим, нематическим или холестерическим.
Смектические жидкие кристаллы формируют слои, в которых молекулы имеют упорядоченное положение.
Нематические жидкие кристаллы обладают хаотичным расположением молекул и непрозрачным для проходящего света дисплеем лишь до тех пор, пока молекулы не будут помещены в электрическое поле. Нематические жидкие кристаллы нашли широкое применение в одноцветных индикаторах и чѐрно-белых дисплеях.
Холестерические жидкие кристаллы под воздействием электрического поля формируют слои, в которых молекулы смещены на один и тот же угол в пространстве. Это обстоятельство позволяет при наличии источника белого света получать цветное изображение на экране дисплея. Таким образом, в цветных жидкокристаллических дисплеях применяют холестерические жидкие кристаллы.
По причине того, что жидкие кристаллы не генерируют фотоны, для регистрации изображения необходим внешний источник освещения. Его располагают либо за жидкокристаллическим дисплеем, либо перед ним, и тогда обычно можно полагать, что он работает на
143Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
просвет, либо сбоку дисплея, и в этом случае иногда допустимо считать, что дисплей работает на отражение. Если по конструктивным соображениям источник света размещѐн сбоку от дисплея, то благодаря системе зеркал излучение попадает на его рабочую зону.
10.3.2. Электролюминесцентная подсветка жидкокристаллических дисплеев
Электролюминесцентную подсветку жидкокристаллических дисплеев обеспечивают электролюминесцентные лампы (EL), свет которых попадает на полупрозрачный отражатель, а затем на противоположную от стороны обзора пользователем сторону дисплея. Для питания электролюминесцентной лампы необходим источник питания, вырабатывающий переменное напряжение частотой в районе 400 Гц и величиной обычно от 80В до 100В. При этом через лампу протекает ток примерно от десятка до нескольких десятков миллиампер. Следовательно, электролюминесцентная подсветка экономична и рекомендована для портативных устройств. Достоинства электролюминесцентной подсветки: равномерное освещение дисплея, высокая долговечность (время эксплуатации не менее 3000 … 5000 часов), толщина конструкции от 1,5 мм, типовой диапазон рабочих температур от 0 до 50 °C. Недостатки: чем выше яркость электролюминесцентных ламп подсветки, тем меньше время их наработки на отказ. А стоимость ламп весьма высока. Для питания электролюминесцентной лампы от низковольтного источника питания, например, аккумулятора или батареи, необходим импульсный преобразователь.
144Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru
10.3.3. Светодиодная подсветка жидкокристаллических дисплеев
Светодиодную подсветку жидкокристаллических дисплеев обеспечивают наборы светодиодов (LED), излучение которых поступает на специальное устройство, проводящее и рассеивающее свет. Поступающий с него свет облучает заднюю сторону дисплея. Если необходим тонкий профиль устройства, то светодиоды крепят сбоку, а их излучение поступает к участкам дисплея по световоду. В случае большого дисплея такой способ плох появлением затемнѐнных участков. Чтобы этого не произошло, светодиоды размещают в виде матрицы с оборотной стороны дисплея, однако это приводит к невозможности получения сверхтонкого профиля. Для питания светодиодной подсветки берут питание от источника постоянного тока напряжением 5 В, а светодиоды включают через ограничивающие силу тока постоянные резисторы. Обычно постоянное напряжение, падающее на светодиодах подсветки, составляет 4,2 В. А сила тока лежит в пределах от 30 мА до 300 мА в зависимости от диагонали экрана. Достоинства светодиодной подсветки: низкое напряжение питания светодиодов, время наработки на отказ более 100000 часов. Недостатки: меньшая экономичность и на 2 … 3 мм большая высота профиля, чем для устройств электролюминесцентной подсветки.
10.3.4. Время отклика жидкокристаллических дисплеев и влияние температуры на их работу
Время отклика – это длительность времени, за которое при подаче питания на пиксель он успевает поменять текущий цвет на нужный цвет, допустим, в случае монохроматического дисплея, чѐрный цвет на белый цвет, или белый на чѐрный. Чем более коротким будет время отклика, тем лучше, т.к. тем меньше станут искажения при быстрой смене изображений.