Формирование цветного изображения

Цветные жидкокристаллические индикаторы обычно выполняют в виде матрицы, то есть на них можно сформировать любые изображения. Для формирования цветного изображения в основном используется режим просвечивания. При этом один пиксель изображения состоит из трёх элементов, напротив каждого из них располагается свой светофильтр: синий, красный и зеленый.

Стандартный одноцветный передний поляризаторКрасный, Синий, Серый, Зеленый

Технология TFT (ThinFilmTransistor)

Для получения высококачественных и тем более цветных изображений используются активные матрицы. В таких матрицах в каждую ячейку ЖКИ вводится полевой транзистор. Транзисторы располагаются на обратной (тыльной) стороне панели и должны быть прозрачными. Для их изготовления используется аморфный или поликристаллический кремний, толщина транзисторов 0.1…0.01 мкм.

Ведение в каждую ячейку электронного ключа исключает приложение напряжения (импульсов полувыборки) к не адресуемым ячейкам матрицы. В этом случае в матрицу объединяются не жк-элементы, а транзисторы.

Выборка осуществляется путем подачи сканирующих импульсов на шины затворов и информационных импульсов на шины истоков. При совпадении импульсов обеспечивается включение выбранной ячейки. Пока транзистор включен, происходит заряд собственной емкости ячейки. При необходимости в структуру панели могут быть включены добавочные пленочные конденсаторы.

Когда с затворов транзисторов снимается сканирующее напряжение, сопротивление сток-исток становится очень большим и изолирует ячейку от горизонтальных шин. Заряд на емкости хранится до следующего цикла развертки, а ячейка остается во включенном состоянии.

Т.о., реализуется электрическая память, что снимает проблему ограничения информационной емкости из-за уменьшения контрастности и большой инерционности ЖКИ.

Конструкция цветных ЖК-панелей достаточно сложна и представляет в сечении многослойный бутерброд между двумя стеклопластинами: матрица транзисторов, слой ЖКВ, электродные системы, цветные поляризационные фильтры, подсвечивающий слой. Каждый пиксел состоит из 3-х цветных ячеек – субпиксельных элементов. Для этого в стеклянную пластину интегрировано три цветных монохромных фильтра.

Работой каждого цветового участка управляет отдельный транзистор. Поэтому для экрана, например, с разрешением 1024х768 (15’’) требуется в три раза больше транзисторов: 3072х768.

Современные ЖКИ-экраны, работающие на просвет, имеют яркость 250 – 300 кд/м², контрастность 500:1 (типичное значение), в некоторых моделях до 1000:1, угол обзора обычно составляет 160°.

Экономически целесообразным считается размер экрана по диагонали до 21".

Что такое OLED?

Это индикаторы на базе технологий Органических светоизлучающих диодов (OrganicLed-emitteddiodes), также называют органическими электролюминесцентными индикаторами (OEL), это технология нового поколения - более яркое и четкое монохромное или полноцветное изображение и более быстрое время отклика. OLED индикаторы являются уникальными по своим потребительским свойствам и характеристикам благодаря новейшим технологиям и материалам в электронной промышленности. Он значительно выигрывает у обычного ЖКИ индикатора по углам обзора, яркости, толщине, весу, рабочему температурному диапазону:

• Самосветящийся, отдельная подсветка не требуется
• Легкий и тонкий (<2 мм)
• Простая структура, высокая прочность, относительно невысокая стоимость
• низкое начальное напряжение питания (3 ~ 9V) энергосберегающие технологии
• Яркий и четкий, отлично виден с любого угла.
• Высокая яркость (16 lm/W), высокая контрастность (>10,000:1) Отличное качество картинки при любом освещении.
• Быстрый отклик (10μs)
• Полноцветный
• Возможно изготовить индикатор большего размера
• Гибкость (использована пластиковая основа)
• Широкий рабочий температурный диапазон: -40С +85С

Освещение принципов OLED:

Базовая структура OLED использует тонкий и прозрачный оксид индия-олова (ITO) с полупроводниковыми свойствами в качестве анода с металлическим катодом в виде "сэндвича" с органическим слоем материала. Органический слой использует тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров, включает в себя слой переноса дырок (HTL), эмиссионный слой (EL) и слой переноса электронов (ETL). При подаче на анод положительного относительно катода напряжения, поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом, катод отдает электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или другими словами анод отдает дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой — положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к эмиссионному слою, потому что в органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем электроны. При рекомбинации происходит понижение энергии электрона, которое сопровождается испусканием (эмиссией) электромагнитного излучения в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным.

Органический светодиод (англ. OrganicLight-EmittingDiode, OLED) — полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, эффективно излучающих свет при пропускании через них электрического тока.

Основное применение технология OLED находит при создании устройств отображения информации (дисплеев). Предполагается, что производство таких дисплеев будет гораздо дешевле, нежели продажа жидкокристаллических дисплеев.

Принцип действия

Для создания органических светодиодов (OLED) используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. При подаче на анод положительного относительно катода напряжения, поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом, катод отдает электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или другими словами анод отдает дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой — положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к эмиссионному слою, потому что в органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем электроны. При рекомбинации происходит понижение энергии электрона, которое сопровождается испусканием (эмиссией) электромагнитного излучения в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным.

Схема 2х слойной OLED-панели: 1. Катод(−), 2. Эмиссионный слой, 3. Испускаемое излучение, 4. Проводящий слой, 5. Анод (+)

Прибор не работает при подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения. В этом случае дырки движутся к аноду, а электроны в противоположном направлении к катоду, и рекомбинации не происходит.

В качестве материала анода обычно используется оксид индия, легированный оловом. Он прозрачный для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая способствует инжекции дырок в полимерный слой. Для изготовления катода часто используют металлы, такие как алюминий и кальций, так как они обладают низкой работой выхода, способствующей инжекции электронов в полимерный слой.^[1]

Преимущества и недостатки

Преимущества