Рис. 2.12. Дисплей с плазменным экраном с разрешением 2048 на 2048 и диагональю порядка 1,5 метра (перепечатано с разрешения компании Photonics Systems)
высоким разрешением. Единственным недостатком плазменных табло было то, что они были строго монохроматическими устройствами, но сейчас появились системы с многоцветными возможностями.
Тонкопленочные электролюминесцентные дисплеи похожи по своему строению на плазменные табло. Отличие заключается в том, что область между стеклянными пластинами заполнена не газом, а люминофором, таким как сульфид цинка с добавками марганца (рис. 2.13). Если на пару пересекающихся электродов подается достаточно высокое напряжение, люминофор в области пересечения двух электродов становится проводником. Атомы марганца поглощают электрическую энергию, а затем превращают ее в пятно света, подобно явлению свечения плазмы в плазменных табло. Электролюминесцентные дисплеи более энергоемкие, чем плазменные табло, а хорошей гаммы цветов достичь труднее.
Третий вид излучающих устройств - это светоизлучающие диоды (СИД). Массив диодов располагается таким образом, чтобы он повторял положения пикселей на дисплее, а описание изображения хранится в буфере регенерации. Как и при обновлении строк развертки в ЭЛТ, информация считывается из буфера регенерации и преобразуется в различные уровни напряжения, которое подается на диоды, создавая световое изображение на дисплее.
Жидкокристаллические дисплеи (ЖКД) широко используются в небольших системах, таких как портативные компьютеры и калькуляторы (рис. 2.14). В этих неизлучающих устройствах изображение создается при прохождении поляризованного света от окружающей среды или внешнего источника через жидкокристаллическое вещество, которое может либо перекрывать, либо пропускать свет.
Рис. 2.13. Стандартная схема тонкопленочного электролюминесцентного дисплея
Рис. 2.14. Карманный калькулятор с жидкокристаллическим дисплеем (перепечатано с разрешения компании Texas Instruments)
Термин жидкие кристаллы означает, что эти соединения отличаются кристаллическим расположением молекул, хотя и текут, как жидкости. В дисплеях с плоским экраном, как правило, используют нематические (нитеподобные) жидкокристаллические соединения, в которых сохраняется направление длинных осей вытянутых молекул. Итак, с помощью нематического жидкого кристалла можно сконструировать
Рис. 2.15. Принцип действия заслонки, изменяющей поляризацию света, которая используется во многих устройствах с жидкокристаллическими дисплеями дисплей с плоским экраном, как это показано на рис. 2.15. Между двумя стеклянными пластинками, каждая из которых содержит поляризатор света, расположенный под прямым углом к другой пластинке, находится жидкокристаллическое вещество. В одну стеклянную пластину встроены горизонтальные ряды прозрачного проводника, а в другую пластину вставлены вертикальные колонки проводника. Пересечение двух проводников определяет положение пикселя. Обычно молекулы располагаются так, как показано на рис. 2.15 (положение “включено”). Поляризованный свет, который проходит через вещество, разворачивается таким образом, чтобы пройти через противоположный поляризатор. Затем свет отражается обратно и попадает к наблюдателю. Чтобы выключить пиксель, на два пересекающихся проводника подается напряжение, в результате чего молекулы располагаются таким образом, что поляризация света не разворачивается. Этот вид устройств с плоским экраном называется пассивно-матричными ЖКД. Информация об изображении хранится в буфере регенерации, а обновление экрана происходит с частотой 60 кадров в секунду, как и в излучающих устройствах. Очень часто применяется еще и задняя подсветка с использованием полупроводниковых электронных приборов, так что система не полностью зависит от внешних источников освещения. Цвета можно изображать с помощью различных материалов или красителей, а также путем размещения троек цветных пикселей в каждой точке экрана. Еще одна конструкция ЖКД - это когда в каждом положении пикселя находится транзистор. Здесь используется метод тонкопленочных транзисторов. Транзисторы применяются для управления напряжением в пикселях и для предотвращения постепенной утечки заряда из жидкокристаллических ячеек. Такие приборы называются активно-матричными дисплеями.