Самохвалов М.К. Элементы и устройства оптоэлектроники (2003) (1095923), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Созданы многоцветные панели, причем максимальную яркость имеют индикаторы зеленого цвета свечения. Управляющее напряжение составляет 100-200 В. Инерционность разряда – не менее 100 мкс, предварительная ионизация ячейки уменьшает инерционность до 5 мкс.В газоразрядных индикаторных панелях с самосканированием каждая ячейкаиндикации связана с отдельной ячейкой сканирования, в которой создаетсяподдерживающий разряд. Эта ячейка определяет начальную ионизацию газа вячейке индикации, облегчает ее зажигание и задает направление сканирования.В диэлектрической пластине создаются специальные отверстия для последовательной передачи возбуждения в соседние ячейки строки. Особенностью ГИПпостоянного тока с самосканированием является наличие внутренней развертки. Вдоль каждой строки такой панели периодически пробегает разряд, производящий предварительную ионизацию газового промежутка ячеек; свечениесамого разряда незаметно оператору.
Если теперь на какую-либо из ячеек подается и управляющее напряжение, то возникает разряд. Такие газоразрядные индикаторные панели имеют более сложную конструкцию. К достоинствам панелей этого типа относятся высокая однородность и стабильность возникающегоразряда, относительная простота управления.В отличие от панелей постоянного тока, электроды в ГИП переменного токапокрывают тонким слоем диэлектрика, предохраняющим электроды от ионнойбомбардировки. В связи с этим через панель может протекать лишь переменный ток.
На поверхности диэлектрика, осуществляющего емкостную связь между электродами и газом, способен накапливаться заряд. Под действием ионной бомбардировки поверхность диэлектрического покрытия заряжается. Напряженность электрического поля, возникающего за счет поляризации, можетуменьшать или увеличивать напряженность поля, создаваемую внешним приложенным напряжением.
Если возбуждающее напряжение V складывается с96разностью потенциалов VН, создаваемой накопившимся зарядом, (при соответствующем выборе V таком, чтобы V<VТ<V+VН, где VТ – напряжение зажиганиятлеющего разряда) в ячейке возникает электрический разряд, который в итогеприведет к локальной перезарядке диэлектриков.
Общее напряжение в газовомпромежутке уменьшится до значения V – VН<VТ. После перемены полярностинапряжения V процесс повторится, в результате ячейка будет периодически испускать световые импульсы. В то же время те ячейки, которым не было предварительно сообщено напряжение VН, не будут зажигаться вовсе. Таким образом,рассматриваемая газоразрядная индикаторная панель обладает свойством запоминать информацию, что оказывается важным при разработке матричных экранов.Для стирания памяти необходимо подать напряжение противоположной полярности. Данный эффект обеспечивает меньшие значения управляющего переменного напряжения частотой около 100 Гц и большую долговечность ГИП.Срок службы >104 часов, диапазон рабочих температур – 60 +70О С. Газоразрядные индикаторные панели переменного тока характеризуются более простой конструкцией, яркостью, не зависящей от информационной емкости.
Онипригодны для создания табло коллективного пользования - внеконкурентнысреди крупноформатных плоских экранов для отображения цифро-буквенной играфической информации. Выпускаются монохромные ГИП, имеющие до2048*2048 элементов разложения при размерах диагонали экрана до 1,5 м и более, и цветные ГИП с диагональю более 0,8 м. Их достоинствами являются простота и отработанность технологии изготовления, надежность и относительнаядешевизна.К недостаткам газоразрядных индикаторных панелей можно отнести невысокий собственный яркостный контраст, вызывающий необходимость использования светофильтров, высокие напряжения питания, что требует применениявысоковольтных ключевых транзисторов и затрудняет совместимость ГИП сустройствами обработки сигналов на микросхемах, необходимость в дополнительном источнике питания, наличие вакуумированного объема, невысокая разрешающая способность (размер светящейся точки обычно не менее 0,5 мм),возможность эксплуатации при относительно небольших (примерно до 100 лк)уровнях внешней засветки.
Кроме того, у таких экранов имеются проблемы передачи градаций яркости, что затрудняет их использование для передачи полутоновых картин.Жидкокристаллические экраныЖидкокристаллические экраны являются одними из первых, которые составили реальную конкуренцию электронно-лучевым трубкам в системах отображения информации.Принципиальное устройство наиболее распространенного матричного жидкокристаллического экрана на основе твист-эффекта выглядит следующим образом: слой жидкого кристалла, заключенный между двумя стеклянными пла-97стинами со взаимно перпендикулярными полосками электродов, подсвечивается расположенными сзади (в некоторых моделях – сбоку, с торца экрана) люминесцентными источниками белого света.
Стекла одновременно являются поляризаторами; меняя напряжение на отдельном элементе, можно регулироватьяркость прошедшего сквозь него света. На лицевой стеклянной пластине располагают триады цветных светофильтров, размеры которых близки к размерамлюминофорных триад на экране кинескопа. Ширина полосок электродов подобного экрана может быть уменьшена до 5 мкм, число ячеек может достигатьнесколько миллионов.Важной проблемой на пути создания матричных экранов всех типов являетсяэффективное управление каждой из ячеек экрана. Жидкокристаллические экраны позволили обеспечить интеграцию отображающего растра и схемы управления за счет применения активной матричной адресации. Для этих целей разработана технология получения матриц тонкопленочных транзисторов на основеаморфного гидрогенезированного кремния (α-Si:H). Тонкопленочная технология позволяет наносить пленки аморфного кремния на стеклянные подложки,являющиеся одновременно основой для жидкокристаллического слоя.
Такимобразом создаются матрицы пленочных МОП-транзисторов, в которых затвор иисток подключаются к X-Y шинам, а сток одновременно является одним изэлектродов для отдельной жидкокристаллической ячейки.Технология изготовления жидкокристаллических экранов относительно проста и отработана. Они имеют малое управляющее напряжение, низкое энергопотребление, причем основная мощность расходуется на подсветку экрана.Долговечность их также определяется ресурсом работы подсвечивающей лампы - более 103-104 часов. Коэффициент контрастности свыше 50:1 при угле обзора более 50О.Недостатки ЖК экранов те же, что и для знакосинтезирующих жидкокристаллических индикаторов (необходимость внешней подсветки, ограниченныйугол обзора, инерционность, ограниченный температурный диапазон и др.).Электролюминесцентные экраныК электролюминесцентным экранам относятся матричные панели на основеиндикаторных элементов, использующих явления инжекционной и предпробойной электролюминесценции.Светодиодные индикаторы являются массовыми изделиями современнойэлектронной промышленности.
Однако попытки объединения таких индикаторов в светодиодную матрицу, которая могла бы быть использована в качествеэкрана, встречают ряд проблем. Вследствие достаточно высокой крутизнывольт-амперной характеристики светодиода, а также из-за сильной зависимостияркости от температуры особую остроту приобретает задача обеспечения идентичности параметров всех элементов экрана. Трудности обеспечения однородности параметров отдельных светодиодов экранных модулей существеннымобразом сказываются на его стоимости, в результате она оказывается заметно98выше стоимости экранов, работа которых основана на иных физических принципах.
Кроме того, светоотдача существующих светодиодных экранов относительно невелика (менее 10 лм/Вт), и поэтому рассеиваемая такими экранамимощность (даже без учета затрат на функционирование системы управления)оказывается выше, чем у экранов практически всех других типов (кроме газоразрядных).На основе светодиодов тем не менее выпускают модули для экранов коллективных систем отображения информации (информационные табло) большихразмеров и невысокой разрешающей способности. Число светящихся элементовв таких матричных индикаторах может достигать 100*100 и больше.
Перспективными считаются разработки индикаторных панелей на основе органическихсветоизлучающих диодов. В качестве полупроводников в них используютсяпленки легированных полимерных материалов. Пленочная конструкция излучающих элементов позволяет использовать в таких индикаторных панелях активную матричную адресацию на основе тонкопленочных МОП-транзисторов.Однако применение органических полимерных материалов пока ограничиваетресурс работы таких экранов.Ограниченный срок службы и невысокая яркость не позволили также создатьнадежные экраны на основе порошковых электролюминесцентных конденсаторов.
Наиболее перспективными в этом отношении являются плоские активныеэкраны на основе тонкопленочных электролюминесцентных конденсаторов,которые в настоящее время выпускаются в ряде стран.Тонкопленочные электролюминесцентные экраныТонкопленочные электролюминесцентные индикаторы наиболее целесообразно использовать для создания плоских активных экранов различной информационной емкости. К достоинствам таких экранов относятся высокая яркостьи контрастность, однородность свечения, большой угол обзора (160О), высокаядолговечность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
