Системы отображения информации
Требования, предъявляемые к системам отображения информации: l соответствие характеристикам зрения человека l максимальное отношение площади к глубине l экономичность l быстродействие l хорошая сочетаемость с современной элементной базой электроники lминимальное вредное воздействие на организм человека
Особенности зрительного восприятия информации. l более 70% информации человек воспринимает с помощью зрения l человек различает не более 8 – 10 градаций яркости или полутонов l полный угол зрения человека составляет 1200 по горизонтали и 900 по вертикали
Особенности зрительного восприятия информации. l диапазон воспринимаемых яркостей от 10 -7 до 10+5 Кд/м 2. l при яркости менее 1 Кд/м 2 – сумеречное зрение, цветовое восприятие отсутствует
Особенности зрительного восприятия информации. l оптимальная высота знака 0, 05 – 0, 01 расстояния между глазом и экраном l инерционность: нужна частота не менее 30 Гц для устранения мерцания
Кривая видности глаза
Двухмерная Области повышенного цветовая внимания характеристика объекта
Двухмерная цветовая характеристика lточка W соответствует белому цвету lцветовая тональность – λF для источника F lчистота цвета – , выраженное в процентах
Требования, предъявляемые к системам отображения информации: l соответствие характеристикам зрения человека l минимальное отношение площади к глубине l экономичность l быстродействие l хорошая сочетаемость с современной элементной базой электроники lминимальное вредное воздействие на организм человека
Физические эффекты для отображения информации Возбуждение излучения люминофора электронным лучом (электроннолучевые приборы). Это наиболее распространенные и массовые в настоящее время системы плохо сочетаются с конструктивнотехнологическими принципами и элементной базой микроэлектроники из-за больших габаритов, наличия вакуумного объема, высоких электрических напряжений.
Физические эффекты для отображения информации Излучение газового разряда и люминофоров, возбуждаемых газовым разрядом: газоразрядные индикаторы и индикаторные панели
Физические эффекты для отображения информации Инжекционная люминесценция монокристаллических полупроводников с n-p переходами (полупроводниковые светодиоды и лазеры).
Физические эффекты для отображения информации Возбуждение люминофоров в переменном электрическом поле (электролюминесцентные индикаторы, тонкопленочные электролюминесцентные индикаторы)
Физические эффекты для отображения информации Электрооптические эффекты в жидких кристаллах (жидкокристаллические индикаторы).
Физические эффекты для отображения информации l Низковольтная катодолюминесценция (вакуумные люминесцентные индикаторы). l Низковольтная катодолюминесценция на основе автоэлектронной эмиссии. l Тепловое излучение нагретых тел (накальные индикаторы).
Физические эффекты для отображения информации l Изменение окраски вещества при пропускании через него электрического тока (электрохромные индикаторы). l Электрооптические эффекты в сегнетоэлектриках с двойным лучепреломлением (сегнетоэлектрические индикаторы). l Перемещение заряженных коллоидных частиц под действием электрического поля (электрофоретические индикаторы). l Обратимые электрохимические процессы (электрохимические индикаторы).
Жидкокристаллические индикаторы. В зависимости от вида взаимной ориентации молекул различают жидкие кристаллы видов: l нематические l смектические l холестерические
Жидкокристаллические индикаторы. Богатство функциональных возможностей ЖК заключается в анизотропии их физических свойств: lкоэффициента преломления lдиэлектрической проницаемости lпроводимости lмагнитной проницаемости
Структура жидких кристаллов
Характеристика Технология жидкокристаллических индикаторов Достоинства: l плоская конструкция l низкое управляющее напряжение l простота управляющей схемы l малая потребляемая мощность Недостатки: l пассивность l малая контрастность l низкое быстродействие
В большинстве жидкокристаллических индикаторов используются электрооптические эффекты: l токовые v динамическое рассеяние v электрическое управление двулучепреломлением v "твист-эффект"
Индикатор отражающего типа напряжения нет напряжение есть
"Твист - эффект"
"Твист - эффект"
В большинстве жидкокристаллических индикаторов используются электрооптические эффекты: l полевые v фазовый переход v эффект "гость-хозяин"
Для воспроизведения цветного изображения на жидкокристаллических экранах могут быть использованы следующие приемы. lдвойное лучепреломление, управляемое электрическим полем l в индикаторах с эффектом "гость-хозяин" цветное воспроизведение можно осуществлять, используя дихроизм красителя l цветное отображение произвольного изображения любого цвета можно осуществить на основе комбинации трех основных цветов, управляя цветом в каждой ячейке
Принцип воспроизведения цветного изображения.
Конструкция ЖКИ-дисплея
Жидкокристаллические индикаторные панели Электрическая характеристика ЖКИ ячейки
Схема активного матричного индикатора
При увеличении размеров ЖК панелей проявлялись такие недостатки, как: l низкий контраст l ограниченный угол обзора l невысокое разрешение Решение этих проблем осуществлялось двумя путями: l созданием новых жидкокристал- лических материалов l использованием более совершенных методов адресации
Первые серийные жидкокристаллические панели на стандартных нематических жидких кристаллах с твист-эффектом имели следующие параметры: l информационная емкость 640 на 200 l диагональ экрана до 30 см l быстродействие 30 - 50 мс l угол обзора менее 30 градусов l контраст 1: 3 l диапазон рабочих температур 273– 323 К l потребляемая мощность 0, 2 Вт l долговечность 50000 часов l толщина 15 - 20 мм
В настояще время жидкокристаллические панели имеют следующие параметры: l размер точки 0, 297 х0, 297 мм (15”), 0, 264 х0, 264 мм (17”) l оптимальное разрешение 1024 x 768 (15”), 1280 x 1024 (17”) l диагональ экрана до 40” (100 дюймов) l время отклика менее 20 мс l угол обзора гор. /верт. 170°/125° l уровень контрастности 600: 1 l яркость 250 - 500 Кд/м 2 l цветопередача 16, 7 млн. цветов l толщина 18, 6 - 24 мм
22 -дюймовый ЖК-монитор фирмы DELL
22 -дюймовый ЖК-монитор фирмы DELL l Монитор работает с разрешением UXGA (1680× 1050 пикселей). Видимая область изображения соответствует видимой области стандартного 21 дюймового ЭЛТ-монитора. В устройстве используется матрица с максимальной контрастностью 800: 1, яркостью 300 кд/м 2, шаг пикселя – 0, 282 мм, время отклика – 5 мс. Угол обзора как по горизонтали, так и по вертикали составляет 170 градусов.
Классы газоразрядных индикаторных панелей l Многоразрядные знаковые индикаторы (монодисплеи). l ГИП постоянного тока с внешней адресацией l ГИП постоянного тока с внутренней развёрткой (самосканированием) l ГИП переменного тока
Характеристика Технология газоразрядных индикаторов Достоинства: Недостатки: l возможность создания систем отображения с lвысокие питающие большим числом напряжения элементов при достаточном уровне l недостаточная яркости долговечность lвозможности запоминания информации
Газоразрядные знаковые индикаторы (монодисплеи) Представляют собой объединённую в одном плоском корпусе строку из большого числа одноразрядных индикаторов. Для отображения цифровой информации (от 0 до 9) достаточно 7 - 9 сегментов, для буквенной используется от 14 до 19 сегментов
Схема сегментных ГИП: а - структурная схема, б - семисегментный индикатор, в - четырнадцатисегментный индикатор
Газоразрядные индикаторные панели постоянного тока Представляют собой сэндвич, содержащий опорные стеклянные пластины, на внутренние поверхности которых нанесены взаимно перпендикулярные системы электродов - анодов и катодов
ГИП постоянного тока: 1 - стеклянные пластины, 2 - диэлектрическая матрица, 3 - прозрачные электроды
Газовое наполнение ГИП подбирается с учётом обеспечения: lзаданной яркости излучения lминимально возможных напряжения зажигания и потребляемой мощности lзаданных частотных характеристик lвозможно меньшей скорости распыления материала катода, что во многом определяет долговечность катода
Недостатки ГИП постоянного тока с внешней адресацией : l нестабильное время l низкий контраст запаздывания зажигания разряда lнестабильность параметров ГИП l высоковольтность ключей управления Эти недостатки, окупающиеся простотой конструкции самой ГИП, устранены в панели постоянного тока с внутренней развёрткой.
Схематическое изображение отдельных ячеек (а, б) и одной строки (в) ГИП постоянного тока с внутренней разверткой
Схема ГИП переменного тока: 1–стеклянные пластины, 2–горизонтальные электроды, 3–управляющие электроды, 4–слой диэлектрика, 5–вертикальные электроды
Цветные наборные плазменные экраны с большой диагональю
Цветной плазменный экран с диагональю 3 метра
Основные достоинства плазменных цветных экранов, отличающие их от основанных на других технологиях: lвозможность показа полноцветного телевизионного и компьютерного изображений высокого качества lширокий угол обзора lмалая толщина (около 10 см) lотсутствие геометрических искажений lотсутствие вредных излучений lотсутствие проблем с чистотой цвета и мерцанием изображения
Параметры типового ряда экранов: l Базовый с разрешением 768 х 576 полноцветных точек, собранный из 12 х 9 панелей; имеет размеры 2, 4 х 1, 8 м (диагональ 3 м). Оптимален для отображения компьютерного и телевизионного изображений в стандартах PAL, SECAM и NTSC. l С разрешением 640 х 512 полноцветных точек, собранный из 10 х 8 панелей, имеющий размеры 2 х 1, 6 м (диагональ 2, 6 м). Оптимален для отображения телевизионного изображения в стандарте NTSC и компьютерного изображения.
Дисплеи с полевой эмиссией Одним из технологических направлений в области создания мониторов является технология FED (Field Emission Display). Физика работы мониторов FED основана на явлении автоэлектронной эмиссии. В FED-мониторе каждый пиксель изображения формируется за счет испускания электронов с нескольких тысяч нанометровых остроконечных элементов поверхности (до 104 острий в каждом пикселе). Благодаря этому достаточный для возбуждения люминофора ток автоэлектронной эмиссии создается при весьма умеренных рабочих напряжениях – до 100 В.
Дисплеи с полевой эмиссией Материалом для изготовления матричных автоэлектронных эмиттеров являются молибден, кремний, а в последние годы – углеродные нанотрубки. FED дисплей практически по всем основным характеристикам превосходит существующие плоские панели: по яркости (600 - 800 кд/м 2), по контрастности, по цветопередаче (как у электронно-лучевой трубки). Энергопотребление в два раза меньше, чем у плазменных панелей и в 1, 5 раза меньше жидкокристаллических, малое время отклика пикселя (около 2 мс), небольшой вес, малая толщина панели.
Схема автоэмиссионного дисплея
Дисплеи с полевой эмиссией l Благодаря этому дисплеи с матричными автоэлектронными эмиттерами являются весьма перспективными приборами и могут успешно конкурировать с жидкокристаллическими и плазменными экранами. l Так компания Sony продемонстрировала FED дисплей с диагональю 19, 2 дюйма, разрешением 1280 х 960 точек, яркостью 400 канделл на квадратный метр, контрастом 20 тысяч к одному и шагом пикселей 0, 306 миллиметра.
фотография FED дисплея фирмы Sony
Применения полевых дисплеев Бытовая техника (встроенные экраны видеомагнитофонов, телевидение высокой четкости, видеотелефоны, многофункциональные электронные часы-органайзеры, видеокамеры, карманные и настенные телевизоры, сложные бытовые приборы, электронные игры);
Применения полевых дисплеев Техническая аппаратура (компьютеры, индикаторные панели для автомобилей, мониторы медицинских диагностических комплексов, контрольно-измерительная аппаратура, комплексы телемеханики АЭС);
Применения полевых дисплеев Специальная аппаратура (крупноформатные информационные табло, сверхминиатюрные дисплеи, устройства воспроизведения изображения с высокой плотностью информации, космическая техника);
Применения полевых дисплеев Военная техника (радиолокационные системы, авиационные бортовые индикаторы, авиационные дисплеи в нашлемном варианте, приборы ночного видения, электронные прицелы).
Дисплеи нового поколения 1. Отражающие дисплеи - "электронная бумага" Второе название нового дисплея - «дисплей чернила-на-бумаге» (ink-on-paper display). 2. «Жидкопорошковый» дисплей. Quick Response Liquid Powder Display (QRLPD)
Отражающие дисплеи l В основе отражающих дисплеев лежит электрохромный эффект, проявляющийся при использовании электронных чернил. l Структурными элементами отражающих дисплеев на базе электронных чернил являются микрокапсулы, диаметр которых не больше толщины человеческого волоса.
Отражающие дисплеи l Дисплей состоит из нескольких слоев. Два "рабочих" слоя формируют изображение: внешний отражающий слой, состоящий из наночастиц диоксида титана белого цвета и электрохромный слой с красящим пигментом. Как только на слои подается разность потенциалов, электрохромный слой перемещается ближе к отражающему и пользователь видит четкую картинку с высокой контрастностью.
Отражающие дисплеи l Если изменить полярность напряжения, то слой "переключится" в такое состояние, при котором будет виден только отражающий пигмент диоксида титана. l Так достигается формирование картинки. Благодаря высокой мобильности пигментного слоя на основе электрохромных наночастиц достигается высокая частота смены кадров - до 60 кадров в секунду.
Отражающие дисплеи
Отражающие дисплеи l Слой микрокапсул расположен между двумя рядами взаимно перпендикулярных гибких электродов (сверху — прозрачных, снизу — непрозрачных), образующих адресную сетку. При подаче напряжения на два взаимно перпендикулярных электрода в точке их пересечения возникает электрическое поле, под действием которого в расположенной между ними микрокапсуле группируются пигментные частицы.
Отражающие дисплеи l Частицы с одним зарядом собираются в верхней части микрокапсулы, а с противоположным — в нижней. Для того чтобы поменять цвет точки экрана с белого на темный или наоборот, достаточно изменить полярность напряжения, поданного на соответствующую пару электродов.
Отражающие дисплеи l Таким образом, пиксел экрана, соответствующий данной микрокапсуле, окрасится в темный либо в белый цвет; при этом пигментные частицы, сгруппировавшиеся в верхней части микрокапсулы, скроют от взгляда наблюдателя все частицы, сосредоточенные в ее нижней части.
Структура дисплея
Отражающие дисплеи l В настоящее время технологически достижимо создание отражающих дисплеев с очень высокой разрешающей способностью. В качестве подложки для создания дисплея на основе электронных чернил можно использовать практически любые материалы: стекло, пластик, ткань и даже бумагу. А это, в свою очередь, открывает перспективы создания ультратонких гибких дисплеев, максимально близких по своим механическим и оптическим характеристикам к обычной бумаге.
Отражающие дисплеи l С учетом эксплуатационных характеристик дисплеев на базе электронных чернил основной областью их применения могут стать портативные устройства для чтения книг и иных электронных изданий. Так фирма Philips представила готовый к коммерческому использованию активноматричный дисплейный модуль на базе электронных чернил. При размере экрана 6 дюймов (152, 3 мм) по диагонали дисплей имеет разрешение 800 -600 пикселов и способен отображать четыре градации серого. Толщина этого модуля — 4, 25 мм, вес — 35 г. При напряжении питания 3 В пиковое энергопотребление (в момент изменения изображения) составляет всего 1, 5 Вт.
Отражающие дисплеи l В отличие от излучающих дисплеев, которые постоянно потребляют энергию для свечения экранного изображения, отражающие дисплеи на базе электронных чернил нуждаются в подаче питания лишь в случае изменения картинки, и изображение на экране такого дисплея сохранится даже при полном отключении питания. Вследствие этого энергопотребление отражающих дисплеев на основе электронных чернил, как минимум, на порядок ниже даже по сравнению с наиболее экономичными ЖКмоделями.
Отражающие дисплеи l Завершая перечисление достоинств отражающих дисплеев, стоит отметить их малую толщину и небольшой вес. l Все дисплеи такого типа пока монохромны (черные, синие, зеленые), но возможно дальнейшее развитие этой технологии для создания цветных дисплеев - необходимо будет добавить к одному пигментному слою еще два, других цветов.
Пока что все картинки на отражающих дисплеях темно-синие или зеленые. Часы с новым дисплеем
Достоинства «электронной бумаги» : lдостаточно высокая скорость отклика матрицы lугол обзора дисплея составляет 180° lчастота 60 кадров в секунду lизображение остается на дисплее даже после отключения питания lпри одинаковых размерах NCD будет потреблять всего 10% той энергии, которую потребляет LCD
Жидкопорошковые дисплеи l Одним из направлений работы по совершенствованию отражающих дисплеев является создание жидкопорошковых экранов на основе наноструктурированных порошков, которые при определенных условиях ведут себя как жидкости. Поэтому новый дисплей называется "Liquid Powder" (т. е. "жидкопорошковый").
Жидкопорошковые дисплеи l Этот наноматериал реагирует на электрическое поле очень быстро благодаря своим электрическим свойствам. За счет этого достигается высокая скорость отклика. А то, что наноматериал проявляет свойства жидкости, позволяет делать гибкую "электронную бумагу" на основе новой технологии. Такой дисплей отражает более 45% падающего на него света. Это значит, что "электронная бумага" будет похожа на обычную ярко-белую.
«Жидкопорошковый» дисплей
Достоинства (QRLPD) lхранит изображение при отключении питания lобеспечивает больший угол обзора lотражает более 45% падающего на него света lвремя отклика нового жидкокристал - лического дисплея в сто раз меньше, чем у обычных LCD мониторов lпри одинаковых размерах NCD будет потреблять всего 10% той энергии, которую потребляет LCD
Электролюминесценция – это явление светового излучения приложении электрического поля к полупроводнику, в частности к люминофору. Это явление наблюдается и в порошкообразном люминофоре и в пленочных структурах.
Электролюминесценция l Люминофор представляет собой сульфид цинка, активированный марганцем (около 5 %) и наносится в виде пленки толщиной около 1 мкм между двумя слоями изоляции, в качестве которой используется нитрид кремния. Излучение возникает при напряженности поля порядка миллиона вольт на сантиметр и для указанного выше люминофора имеет желтый цвет свечения. Электролюминесцентные панели отличаются компактностью, высокой яркостью, надежностью.
Параметры первых панелей l информационная емкость 640 на 640, диагональ экрана 15 – 30 мм, l разрешение 25 – 40 линий на см, l контраст до 30: 1, l угол обзора 120 – 160 градусов, l яркость до 400 Кд/м 2, l потребляемая мощность 5 – 25 Вт, l толщина 9 – 25 мм, l долговечность 30 – 40 тысяч часов.
Современные панели l Созданы опытные образцы ТВ экранов с диагональю 40 см, разрешением 512 на 640 элементов изображения, воспроизводящие 16 оттенков шкалы яркостей. Разрабатываются панели с информационной емкостью 1024 на 512 элементов.
Современные панели l Основными направлениями совершенствования электролюминесцентных панелей являются: l создание нового поколения схем управления, обеспечивающих снижение потребляемой мощности и стоимости. l снижение управляющего напряжения с 150– 200 до 100 В. l расширение цветовых возможностей.
Современные панели Современные серийные панели имеют оранжево-желтый цвет свечения. Разработаны панели с красным, зеленым и голубым цветом свечения. Главные трудности в создании цветных панелей связаны с получением синего свечения.
Характеристика электролюминесцентной панели l толщина 1, 2 мм l вес 1500 г/м² l рабочая температура -45 ÷ +50°С l потребляемая мощность 100 Вт l частота на входе 50 Гц l частота на выходе 800 Гц l Min время работы в режиме постоянного свечения 10000 час l Min время работы в динамическом режиме 20000 час
Преимущества электролюминесцентной панели: l небольшая толщина l равномерное свечение по всей поверхности панели l гибкость, EL-панель можно легко свернуть в трубочку, т. е. возможность размещать панель на изогнутых l экономичность в электропотреблении поверхностях l возможность наносить на EL-панель изображение методом цифровой печати, используя сольвентные чернила с УФ-защитой l возможность изготовления светящихся панелей любой формы - буквы, логотипы
Электролюминесцентная панель 1 - электролюминисцентная панель. 2 - соединительная клемма. 3 - блок питания. 4 - материал для печати 5 - подложка - вспененный ПВХ 6 - надпись из плоттерной пленки 7 - алюминиевый багет
Электролюминесцентные панели l Электролюминесцентные панели находят широкое применение в рекламе. Панель подходит для внутреннего и наружного применения. Может использоваться для организации рекламных мест, изготовления информационных табло, указателей, настенных панно, для оформления мест продаж, для рекламы на транспорте и т. д.
Электролюминесцентная панель Может использоваться для: l внутреннего и наружного применения l изготовления информационных табло, указателей, настенных панно Можно наклеить панель на стекло, подвесить на тонких лесках к потолку, обернуть вокруг колонны, сделать световым носителем в виде флажка
Примеры проектов
Новое поколение
Светодиодные экраны Экраны больших размеров строятся из отдельных светодиодов, которые группируются сначала в пиксели, а затем в матрицу пикселей. Такой принцип построения приводит к тому, что размер пикселя оказывается достаточно большим (от 3 до 50 мм).
Структура светодиода для экранов больших размеров
Светодиодные экраны l Современные светодиоды, применяемые в экранах имеют следующие длины волн: синий 430 - 470 нм, зеленый 515 - 530 нм, красный 630 - 670 нм. l Выходная диаграмма направленности светового потока формируется как формой рефлектора, так и формой корпуса светодиода. Варьируя параметры рефлектора и корпуса можно создавать различные диаграммы направленности шириной от 4 - 5 до 160°.
Светодиодные экраны l Значение силы света экранов, применяемых на улице составляет 3000 -3500 канделл/кв. м. Применяя экраны с таким значением силы света, можно получить изображение хорошего качества при солнечной засветке экрана. l Способность работать при очень высокой освещенности и в широком диапазоне температур – те качества, которые сделали светодиодные технологии основными производстве экранов наружного пользования.
Светодиодные экраны l Полноцветные светодинамические табло на полупроводниковых светодиодах сочетают в себе все основные преимущества существующих визуальных рекламных технологий. Единственным их недостатком может считаться довольно высокая стоимость по сравнению с другими технологиями рекламы.
Светодиодный экран
Технология светодиодных экранов Стремительное развитие светодиодной технологии привело к появлению нового направления в наружной рекламе - динамической рекламе на светодиодных экранах.
Применение светодиодов
Способы получения белого света при помощи светодиодов a) Технология три б) Синий светодиод в) УФ-светодиод + в одном + желтый RGB-люминофор
Сравнение различных типов источников света Тип лампы Лампа накаливания Лампа люминесцентная Лампа светодиодная Начальная стоимость Низкая Высокая Очень высокая Расходы на эксплуатацию Очень высокие Приемлемые Низкие Жизненный цикл, часы 10000 Более 100000 Яркость средняя низкая высокая ИК-излучение Очень высокое Минимальное нет УФ-излучение Приемлемое Очень высокое нет Световая эффективность 10 -15 лм/Вт 80 -104 лм/Вт 25 -50 лм/Вт Компактность Компактные Габаритные Удароустойчивость Хрупкие Устойчивые Легкость обслуживания Нет Есть Инерционность Высокая Очень низкая Зависимость срока службы от условий эксплуатации Высокая Нет Очень компактные
Экраны из органических светодиодов l Одной из самых перспективных технологий отображения информации является технология органических светодиодов (Organic Light Emitting Diodes - OLED), запатентованная в начале 80 -х годов прошлого столетия компанией Eastman Kodak. Повышенный интерес к OLED объясняется такими их достоинствами, как высокие яркость и контрастность, а также отсутствие необходимости подсветки и, соответственно, низкое энергопотребление.
Органические светодиоды l Органический светодиод, представляет собой многослойную структуру, состоящую из нескольких органических слоев (дырочной инжекции, переноса дырок, светоизлучающего и переноса электронов) толщиной 100– 150 нм, заключенных между прозрачным анодом, нанесенным на стеклянную или пластмассовую подложку, и осажденным поверх органических пленок металлическим катодом. l Каждый пиксел формируется из трех органических светодиодов с синим, зеленым и красным цветами свечения.
Пассивно-матричные OLED l Пассивно-матричные OLED просты по своему исполнению и представляют собой матрицу элементов изображения, образуемую пересекающимися анодными и катодными линиями. При подаче с помощью внешнего контроллера на определенные столбцы и строки входного напряжения и сигнала передачи видеоданных высвечиваются соответствующие элементы изображения. Чем больше проходящий ток, тем ярче пиксел.
Пассивно-матричные OLED l Панели этого типа просты в изготовлении, но требуют применения достаточно дорогостоящих внешних схем управления. К тому же они потребляют большую мощность. На их основе целесообразно выполнять дисплеи с диагональю не больше 2– 3" и числом строк до 100. Такие дешевые дисплеи с малым информационным содержанием находят достаточно широкое применение в сотовых телефонах, МР 3 -плеерах и портативных электронных играх.
Активно-матричные OLED l Активно-матричные OLED выполняются на стеклянных подложках, поверх которых изготовлены тонкопленочные транзисторы (ТFТ), обеспечивающие индивидуальную адресацию каждого пиксела дисплея и позволяющие тем самым снизить потребляемую им мощность. Для формирования ТFТ-матрицы наиболее перспективен метод низкотемпературной обработки поликристаллического кремния. Подложки из поликристаллического кремния обеспечивают высокое разрешение (до 200 пикселов/дюйм и выше) и малое энергопотребление.
Активно-матричные OLED l Число пикселов, разрешение и размер активно-матричных OLED практически ничем не ограничены. Панели этого типа перспективны для реализации СОИ с высоким разрешением и информационным содержанием, в том числе средств отображения видеоинформации и графических устройств.
Полимерные светодиоды l В полимерных органических светодиодах, как правило, используются полимеры двух семейств – поли р-фениленвинилен (PPV) и полифлуорен (PF). Полимер наносится на подложку методом струйной печати. На их основе могут быть изготовлены полноцветные дисплеи с диагональю до 40 дюймов.
OLED на основе низкомолекулярных материалов l К достоинствам органических светодиодов на основе низкомолекулярных материалов относится их совместимость с большинством операций производства полупроводниковых приборов. Они существенно превосходят полимерные светодиоды по сроку службы и эффективности, но метод их изготовления не приемлем для создания дисплеев больших размеров. Поэтому сейчас низкомолекулярные органические дисплеи считаются наиболее серьезным конкурентом ЖКД в области дисплеев малых размеров.
Фосфоресцирующие OLED l В последнее время внимание разработчиков привлекают органические светодиоды на основе растворимого в полимере фосфоресцирующего низкомолекулярного материала. Фосфоресцирующие OLED по эффективности в четыре раза превосходят обычные органические светодиоды. К достоинствам фосфоресцирующих OLED относятся возможность формирования на их основе экранов больших размеров (благодаря малой потребляемой мощности и большой светоотдаче), а также совместимость технологии с процессами формирования активных матричных структур с ТFТ на базе аморфного или поликристаллического кремния.
прозрачные органические светодиоды l Разработаны и прозрачные органические светодиоды, формируемые с прозрачными электродами на тонких прозрачных стеклянных или пластмассовых подложках. Такие светодиоды излучают свет верхней, нижней или обеими поверхностями. Поскольку в нерабочем режиме такие панели прозрачны на 70%, они могут монтироваться на стеклах очков, лобовом стекле автомобиля или на окнах.
Достоинства OLED - чрезвычайно малые толщина и масса, гибкость конструкции, которую можно реализовать на пластмассовой тонкопленочной подложке в виде "электронной бумаги", что делает такие средства отображения перспективными для применения в разнообразных портативных устройствах;
Достоинства OLED l малая потребляемая мощность, что, помимо увеличения срока службы батарей портативных устройств, обеспечивает высокую эффективность диодов и позволяет минимизировать выделяемое тепло и вносимые помехи.
Достоинства OLED l более высокие, по сравнению с ЖКД, значения яркости и контрастного отношения; высокое разрешение; широкий угол обзора (до 170°); l отсутствие подсветки и хорошую видимость даже при ярком освещении; l высокая частота обновления изображения (в три раза выше, чем требуется для воспроизведения телевизионного изображения);
Телевизионные OLED-экраны Не за горами и появление телевизионных OLED-экранов. Так, в 2005 году компания Samsung экспонировала опытный образец AMOLED-экрана с диагональю 21" (53 см) и разрешением 1920 х1080 пикселов, при изготовлении которого использовалась освоенная в производстве ЖКД ТFТ-технология.
Телевизионные OLED-экраны На Международном симпозиуме и выставке Общества информационных дисплеев 2005 года компания представила опытный образец OLEDпанели с диагональю 40" (1 м). Разрешение панели 1280 х800 пикселов для каждого цвета (всего 3, 07 млн. пикселов), максимальная яркость экрана 600 кд/м 2, контрастное отношение может достигать 5000: 1. Толщина панели всего 2, 2 см. Выполнен экран на стеклянной подложке размером 730 х920 мм по технологии, совместимой с процессами изготовления активных ЖКД дисплеев.
Проблемы OLED-экранов При массовом производстве органических светодиодных экранов возникает ряд проблем. Это трудности в создании долговечного синего светодиода, пока еще недостаточный срок службы органических панелей, чувствительность органических материалов к воздействию паров воды, кислорода и УФ облучению.
Системы отображения информации
Скачать презентацию Системы отображения информации Требования предъявляемые к системам
4 Системы отображения информации.ppt