ЛЕКЦИЯ18.Полупроводниковые индикаторы, жидкокристаллические индикаторы, плазменные дисплейные панели

Например, 8ЛО4И – диаметр или размер по диагонали – 8 см, осциллографическая трубка с электростатическим управлением (ЛО), порядковый номер разработки – 4, цвет свечения – зеленый.

Маркировка электронно-лучевых трубок

Маркировка электронно-лучевых трубок состоит из четырех элементов:

Первый элемент – число, обозначающее диаметр или размер диагонали экрана в сантиметрах;

Второй элемент – две буквы. Осциллографические трубки с электростатическим управлением – ЛО, с электромагнитным – ЛМ, кинескопы – ЛК;

Третий элемент – число, обозначающее порядковый номер прибора;

Четвёртый элемент – буква, обозначающая цвет свечения экрана: А – синий, Б, В – белый, Г – фиолетовый; Д, М – голубой, Е, С – оранжевый. И – зеленый, К – розовый.

Выводы. 1. С помощью электронно-лучевых трубок электрические сигналы преобразуются в видимое изображение. 2. Система электростатической фокусировки содержит две электронные линзы, которые позволяют свести электроны луча в точке на поверности экрана. 3. Система электростатического осклонения луча состоит из двух пар пластин, к которым подводится напряжение, позволяющее отклонять луч как по вертикали, так и по горизонтали.

4. Основное достоинство электромагнитной системы отклонения в том, что она дает возможность получить большую чувствительность трубки при тех же анодных напряжениях, а при той же чувствительности-большую яркость, чем электростатическая система. 5. Достоинство электростатической системы отклонения-возможность работы на гораздо более высоких частотах, чем при электромагнитной системе. 6. Основными параметрами экрана являются световая отдача и длительность послесвечения. 7. Потенциал экрана равен примерно потенциалу второго анода. Динамическое равновесие между этими потенциалами поддерживается благодаря вторичной эмиссии электронов с экрана на второй анод.

Контрольные вопросы:

1.Объясните принцип преобразования электрической энергии луча в видимое изображение

2.Как регулируется яркость свечения на экране?

3.Почему изображение становится расплывчатым при расфокусировке луча?

4.Как повлияет на изображение на экране уменьшение напряжения на втором аноде?

5.Объясните принцип фокусировки луча с помощью электрического поля.

6.Как и почему влияет на чувствительность трубки длина отклоняющихся пластин?

7.Какова роль ускоряющего электрода между модулятором и первым анодом в трубке?

8.Оъясните принципы фокусировки электронного луча с помощью магнитного поля.

9.Объясните принципы отклонения электронного луча с помощью магнитного поля.

10.Почему при больших анодных напряжениях используется магнитная система отклонения?

11.Объясните принцип получения изображения на экране осциллографической трубки.

Полупроводниковые индикаторы (ППИ) могут перекрыть весь видимый диапазон спектра (рисунок. 1.70).

Рисунок 1.70 - Полупроводниковые индикаторы

Принцип действия полупроводникового индикатора основан на излучении квантов света при рекомбинации носителей заряда в области PN – перехода, к которому приложено прямое напряжение. К полупроводниковым индикаторам относится светодиод – полупроводниковый диод, в котором предусмотрена возможность вывода светового излучения из области PN – перехода сквозь прозрачное окно в корпусе. Цвет определяется материалом, из которого выполнен светодиод. Выпускают светодиоды красного, желтого и зеленого свечения.

Светодиоды находят широкое применение в качестве буквенно-цифровых индикаторов и индикаторных панелей.

. Светодиодные индикаторы бывают двух видов: семисегментные и матричные. Семисегментные светодиодные индикаторы предназначены для отображения информации в виде цифр и включают в свой состав восемь светодиодов, семь из которых имеют форму сегментов, а один, восьмой – точка. Электрическая схема семисегментного индикатора представлена на рисунке 1.71 (а).

а б

Рисунок 1.71,а - Электрическая схема семисегментного индикатора;

б- Матричный индикатор

Семисегментные индикаторы выпускаются двух видов – с объединённым анодом или с объединённым катодом.

Матричные индикаторы (рисунок1.71, б) - разновидность знакосинтезирующего индикатора, в котором элементы индикации сгруппированы по строкам и столбцам. Матричный индикатор предназначен для отображения символов, специальных знаков и графических изображений в различных устройствах. Светодиодные матричные индикаторы имеют в своём составе большое количество светодиодов. Наиболее распространённые модели матричных индикаторов имеют разрешения 5×7, 5×8 и 8×8 пикселей. Индикаторы бывают монохромные и многоцветные: в последнем случае каждый пиксель состоит из двух или трёх элементов разных цветов, управляемых отдельно.

Путём подключения тех или иных светодиодов в матрицу можно сформировать любую цифру, букву, знак или символ.

Часто из них формируются устройства отображения типа бегущая строка

Прогресс физики и технологии светоизлучающих диодов позволяет перейти к созданию монолитных много-элементных матриц: вполне достижимо получение 103... 104 светящихся точек (т. е. 30... 300 знаков) на одном кристалле площадью 1,5... 15 см2. Такие матрицы явятся элементарной ячейкой наборного полупроводникового экрана, для технической реализации которого необходимо решение проблем многоуровневой коммутации, отвода тепла, схем управления. При использовании элементов, обладающих памятью и перестройкой цвета, могут быть созданы достаточно экономичные, малогабаритные, многоцветные экраны индивидуального использования с объөмом одновременно отображаемой информации, эквивалентной 0,3—0,5 страниц машинописного текста.

Яркое и чистое свечение, удобство управлеиия, экономичность, технологичность, долговечность открывают перед этими приборами безграничные перспективы.

Достоинства светодиодных индикаторов:

малое питающее напряжение;

сравнительно малый потребляемый ток;

чёткая конфигурация цифр.

Недостаток – недостаточная яркость свечения

Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) относятся к «молодым» и бурно прогрессирующим оптоэлектронным приборам.

В состав конструкции (рисунок 1.72,в) входят:

1. стекло;

2. прозрачный электрод;

3. жидкий кристалл;

4. непрозрачный электрод.

а б в

Рисунок 1.72, а – Обычное состояние ЖК; б – ЖК под воздействием электрического поля; в – Конструкция ЖК индикатора.

Прозрачный электрод выполняется в виде сегментов, букв или символов и в зависимости от того между каким из прозрачных электродов и непрозрачным электродом создаётся электрическое поле в этом месте жидкий кристалл становится прозрачным и сквозь него оказывается виден непрозрачный электрод.

Достоинства: малое питающее напряжение, чрезвычайно малый потребляемый ток.

Недостаток: можно использовать только при внешнем освещении.

Устройство жидкокристаллического индикатора достаточно просто, здесь удобно реализуюгся современные плоские панельные конструкции. Для получения низких управляющих напряжений (единицы вольт) зазор между пластинами должен быть небольшим (~10^-3 см), а используемая жидкость должна иметь круто нарастающую вольт-контрастную характеристику Характерно, что стоимость ЖКИ (в отличие от полупроводниковых) очень мало зависит от их площади — изготавливаются приборы с высотой цифр от 3 до 500 мм. Используются конструкции, работающие как в отраженном свете (большинство типов), так и в проходящем. Все ЖКИ работают на переменном токе; при попытках использовать постоянное управляющее напряжение оказываются существенными электролитические эффекты и срок службы прибора становится недопустимо малым.

Жидкие кристаллы представляют собой достаточно удобную основу для создания информационных табло повышенной информационной емкости и экранов малокадрового телевидения. Причины этого—малая потребляемая мощность, высокая контрастность, низкое питающее напряжение, технологичность. Основные сложности связаны со схемами управления: низкое быстродействие ЖКИ затрудняет использование мулыиплексных режимов, приводит к созданию ЖК матриц с большим количеством внешних выводов. Перспективы преодоления этой проблемы видятся в разработке конструкции экрана, в которой вместо одной из стеклянных обкладок обычного ЖКИ используется кремниевая пластина,содержащая схему управления и имеющая на своей поверхности матрицу элементарных электродов.Каждый из этих электродов является оптическим отражателем. Такое технологическое совмещение растра и схемы управления резко сокращает число внешних выводов.

Совершенствование ЖКИ ведется в направлении получения цветных изображений (для этого привлекаются иные, отличные от описанных, электрооптические эффекты), повышения быстродействия, долговечности (значения, близкие к 105 ч, представляются вполне реальными), создания злементов с встроенной памятью.

Плазменная дисплейная панель (ПДП)представляет собой плоский светоизлучающий дисплей и имеет следующие особенности:

1. Совершенно плоская поверхность, пригодная для создания дисплеев большого размера (от 30 до 50 дюймов).

2. Более тонкий и легкий по сравнению с ЭЛТ прямого видения корпус.

3. Очень высокая контрастность, которая может быть легко доведена до 100:1 и выше при 256 уровнях яркости.

4. Равномерная яркость на больших дисплеях с разложением изображения на 1 000 и более строк.

5. Широкий угол наблюдения (160°).

6. Устойчивость изображения к воздействию магнитных полей.

По своим параметрам плазменные дисплейные панели значительно превосходят другие плоские дисплеи размером более 30 дюймов, к числу которых можно отнести жидкокристаллические (ЖК) дисплеи прямого видения на основе тонкопленочных транзисторов.
И действительно, в ЖК-проекторах на тонкопленочных транзисторах используется лампа подсветки, срок службы которой составляет всего 2-3 тыс. часов, тогда как ПДП переменного тока сохраняет работоспособность на протяжении почти 30 тыс. часов. Правда, качество изображения на плазменной панели несколько ниже. Известно также, что на ПДП белый цвет имеет сравнительно невысокую яркость, в силу чего на экране образуются темные участки. Не хватает таким панелям и насыщенности цвета, что объясняется недостаточной его чистотой и низкой цветовой температурой белого. Кроме того, на таких экранах вокруг движущихся объектов появляются ложные контуры.
Плазменная дисплейная панель -- это светоизлучающий дисплей. Изображение здесь создается за счет излучения света люминофором под воздействием электрического разряда. Экран такого дисплея состоит из двух стеклянных поверхностей, пространство между которыми заполнено гелием или ксеноном.

Рисунок 1.73 – Конструкция трехэлектродной панели поверхностного разряда переменного тока.

Наименьшим светоизлучающим элементом ПДП является разрядная ячейка. Расположенные рядом красная, зеленая и синяя ячейки образуют один пиксел цветной плазменной панели. Каждая разрядная ячейка выполняет несколько функций. Она служит для формирования изображения за счет излучаемого света, используется в качестве адресной ячейки, необходимой для включения и выключения электрического разряда, а также играет роль вспомогательной разрядной ячейки. Существует два типа плазменных дисплейных панелей -- постоянного тока и переменного тока. Большинство выпускаемых в настоящее время цветных ПДП работают от переменного напряжения и построены по трехэлектродной схеме поверхностного разряда. Популярность плазменных панелей переменного тока объясняется тем, что эта технология позволяет сравнительно просто создавать дисплеи больших размеров.. Для получения контрастности панель оснащается специальными фильтрами, которые ослабляют проникновение света внешних источников и компенсируют цветовое смещение спектра, так как пропускают через ячейки только определенный спектр. С этой же целью наносится черная полоса на верхней части внутренних перегородок (ребер).Для улучшения чистоты цвета используют фильтр состоящий из встроенных фильтров красного зелёного и синего цвета.

Дата добавления: 2014-11-16