eng
Любое современное радиоэлектронное устройство трудно представить без модуля отображения информации. И если еще не так давно в качестве элемента вывода информации можно было встретить различные варианты цветовой сигнализации на светодиодах и лампах, то теперь для этой цели обычно используют символьные или графические индикаторы, наиболее удобные для восприятия информации. Самыми популярными среди них являются жидкокристаллические индикаторы, имеющие значительное преимущество по соотношению цена и потребительские свойства перед устройствами других типов.
Графический дисплей – дисплей, обеспечивающий создание на экранах матриц точек, высвечивающих изображения и тексты. Графические дисплеи находят широкое применение в системах управления технологическими процессами, контрольно-измерительной, медицинской, телекоммуникационной аппаратуре, устройствах ограничения доступа и многих других приложениях. Самая распространенная технология изготовления графических дисплеев – ЖК-технология.
ЖКИ-модуль представляет собой недорогое и удобное решение, позволяющее сэкономить время и ресурсы при разработке новых изделий, при этом способен обеспечить отображение большого объема информации при хорошей различимости и низком энергопотреблении.
Типовой модуль ЖКИ состоит из ЖК-панели, узла подсветки и управляющей микросхемы. По способу взаимодействия со светом ЖК-панели делятся на три основных типа: пропускающие, отражающие и переотражающие.
Пропускающие ЖК-панели имеют источник света, расположенный в задней части, т.е. свет от источника проходит через ЖКИ к наблюдателю. Эта конструкция характеризуется высоким качеством изображения при слабом освещении и, соответственно, не используется в устройствах, предназначенных для работы при солнечном свете.
Отражающие ЖК-панели снабжены задним рефлектором, обеспечивающим хорошую контрастность при высоком уровне освещенности. При использовании таких дисплеев в затемненных помещениях необходима подсветка.
Переотражающие ЖК-панели имеют дополнительный прозрачно-отражающий слой и задний источник света. Дисплеи на их основе обеспечивают неплохую контрастность изображения как при дневном свете (который отражается от упомянутого слоя), так и при слабом освещении. Качество изображения при дневном освещении, как правило, хуже, поскольку коэффициент отражения полупрозрачного слоя не очень высокий.
В системах подсветки ЖК-панелей используются следующие источники света:
* светодиоды (LED) любого цвета свечения;
* лампы накаливания;
* электролюминесцентные лампы;
* люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL).
Наиболее часто применяются светодиоды и электролюминесцентные лампы. Полупроводниковые светодиоды обладают очень большим сроком службы, но не обеспечивают хорошую равномерность подсветки всей площади экрана ЖКИ. Электролюминесцентные лампы обеспечивают равномерную подсветку, но имеют ограниченный ресурс (5000–10000 ч); как правило, они применяются в цветных графических дисплеях высокого разрешения.
Графические ЖКИ-модули обладают большей гибкостью. В отличие от алфавитно-цифровых модулей, жестко фиксирующих размеры и положение символов, графические модули не накладывают сколь либо серьезных ограничений на отображаемую информацию, причем это могут быть не только символы алфавита, но и спецзнаки, графики, диаграммы, элементы оформления.
Критерии выбора
При подборе графического модуля ЖКИ в первую очередь выбирается цвет и тип материала ЖКИ, вид подсветки (если она требуется) и определяется диапазон температур эксплуатации: коммерческий (от 0 до 50°С) или расширенный (от -20 до 70°С). Тип материала жидкого кристалла (ТN) оказывает влияние на потребительские характеристики модуля, такие как контрастность, угол обзора, диапазон рабочих температур.
В модулях наряду с обычным типом материала жидкого кристалла могут использоваться и материалы улучшенных типов (STN, FSTN), обеспечивающие более высокую контрастность и широкий угол обзора.
Качество изображения ЖК-дисплея в большой степени определяется технологией изготовления матрицы. Так, качество изображения, получаемое в TFT-или OLED-дисплеях, несравнимо лучше, чем у дисплеев, изготовленных с использованием STN- или FSTN-технологии, но и стоимость их в два-три раза выше.
Другая важная для потребителя характеристика ЖК-модуля – направление обзора, в котором показания индикатора видны лучше всего. Этот параметр закладывается в процессе производства и его нельзя динамически менять.
Следующий параметр, на который необходимо обращать внимание – режим отображения символов. Индикаторы бывают с "позитивным" изображением (темные символы на светлом фоне) и с "негативным" (светлые символы на темном фоне). Кроме того, необходимо определить тип задней отражающей поверхности индикатора, также влияющей на качество изображения.
Еще один очень важный критерий выбора дисплея – степень его "интеллектуальности". Можно приобрести дисплей, выполненный по CiG-технологии со встроенными драйверами, или функционально завершенные модули.
В состав последних, помимо драйверов, входят процессор или заказная микросхема ASIC-контроллера, интерфейс, DC/DC-преобразователь и т.д. Использование такого модуля не только избавляет разработчиков от рутинных задач, но и гарантирует высокую надежность и качество конечного изделия.
Большой объем информации по графическим дисплеям мы ограничим рассмотрением малоформатных монохромных жидкокристаллических дисплеев, выпускаемых разными производителями. Эти дисплеи предназначены для применения в малогабаритных устройствах разного назначения, портативных измерительных приборах, кассовых терминалах и т.п.
Малоформатные жидкокристаллические графические дисплеи благодаря небольшим габаритным размерам, низкой цене и малому уровню энергопотребления завоевали широкую популярность и стали неотъемлемой частью портативных электронных устройств с визуальным отображением информации. В настоящее время фирмы-производители, разбросанные по всему миру, выпускают множество типов жидкокристаллических дисплеев, которые имеют примерно одинаковые параметры и лишь незначительно отличаются один от другого. Формат матрицы (128×64) в этих дисплеях является минимально достаточным для отображения информации в большинстве целевых приложений. Малоформатные ЖК-дисплеи можно использовать для отображения графической информации в малогабаритных устройствах, таких как переносные медицинские и измерительные приборы, кассовые терминалы и т.п.
Далее рассмотрены модели и основные параметры графических модулей пяти крупных тайваньских производителей.
Bolymin
Начав с выпуска небольшого ассортимента типов индикаторов несколько лет назад, компания Bolymin в настоящее время обладает большим и современным производством, конкурентоспособным во всем мире. Центральный офис и производство находятся недалеко от столицы Тайваня, города Тайбэя, а представительства и дистрибьюторы компании Bolymin – почти во всех странах мира, начиная от США и заканчивая странами СНГ. Компания выпускает символьные и графические ЖКИ, TFT-дисплеи и устройства подсветки. Среди неоспоримых достоинств изделий Bolymin Inc. – простота включения в разрабатываемое устройство, управляющий контроллер с русифицированным знакогенератором и широкий спектр разнообразных моделей (табл. 1).
Около 50 моделей предназначены для вывода графической информации (рисунки, графики, текст разного размера и др.). Разрешение варьируется от 80×32 пикселов до 320×240. Модели могут иметь встроенный контроллер (SED1530, PCF8548, МС141803Т, Т6963С, KS0107, KS0108, KS0713, LH155BA, NT7502, LC7981, HD66750, SED1335), но существуют модели без контроллера. Подсветка светодиодная, электролюминесцентная или лампой холодного катода (электрофлуоресцентная). В некоторых моделях Bolymin предусмотрена сенсорная панель.
Используемые технологии: COB (chip-on-board, встроенная микросхема контроллера), SMT (surface-mount-technology, поверхностный монтаж), TAB (tape-automatic-bonding, лента для автоматического монтажа), COG (chip-on-glass, встроенный в стекле чип).
Компания Bolymin основала производство своих ЖК-индикаторов на базе завода компании EPSON.
Microtips Technology
Основана в 1995 году, расположена на Тайване, специализируется на производстве стандартных ЖКИ-модулей, ЖКИ-дисплеев, вакуумных флуоресцентных дисплеев, а также приборов и устройств, обеспечивающих реализацию сенсорных экранов. Кроме изготовления стандартных дисплеев и модулей на их основе, фирма изготавливает заказные дисплеи и модули, ориентированные на использование в выпускаемой крупными партиями аппаратуре телекоммуникации, интернет-сервиса, персональных информационных устройств (табл. 2).
Производство ведется на двух предприятиях. Их сертификация по стандарту ISO-9002 гарантирует высокое качество и надежность продукции. Фирма, как утверждается, располагает наиболее экономичным в мире производством и сервисом, обеспечивающим взаимное развитие и успех в конкурентной борьбе.
Основой производства являются ЖКИ-дисплеи и средства построения сенсорных экранов; особое внимание уделяется новым разработкам, сокращению сроков от разработки образцов до запуска их в массовое производство, наращиванию объемов производства.
Фирма изготавливает знакосинтезирующие и графические, монохромные и цветные дисплеи и модули на основе STN-, FSTN- и TN-технологий с использованием автоматизированной сборки с ленты-носителя, прогрессивных технологий кристалл-на-стекле, кристалл-на-плате и других.
Стандартные или заказные модули могут быть оснащены электролюминесцентной или LED-подсветкой, или подсветкой на основе флуоресцентных ламп с холодным катодом. При сборке модулей широко используется технология монтажа на поверхность.
Сенсорные экраны. Фирмой изготавливаются сенсорные экраны аналогового типа с встроенными ЖКИ-дисплеями. На их основе можно быстро построить образцы необходимой аппаратуры. Возможны экраны как с управлением прикосновением пальца, так и обеспечивающие рукописное введение информации. Используемые передовые технологии обработки стеклянных подложек, по утверждению работников фирмы, являются единственным решением, обеспечивающим работу экрана в широком диапазоне температур.
Основными потребителями сенсорных экранов являются изготовители телекоммуникационного оборудования, цифровых автоответчиков, терминалов, пейджеров, компьютеров, электронных книг, сетевого оборудования, средств интернет-сервиса и многих других применений.
Powertip
Продукция компании Powertip, основанной в 1991 году, занимает видное место среди предлагаемых на рынке ЖК-индикаторов. Сегодня Powertip – крупный производитель ЖКИ, имеющий мировую известность. В компании работают около 700 сотрудников. Общая площадь производственных помещений, расположенных на Тайване и в Китае, более 14000 м2. Производство, оснащенное самым современным оборудованием, позволяет удовлетворять практически любые потребности рынка.
В настоящее время Powertip выпускает более 80 видов (в целом более 1000 вариантов исполнения) стандартных ЖКИ-модулей. И даже несмотря на такое разнообразие стандартных конфигураций, которым могут похвастаться лишь немногие производители ЖК-индикаторов, компания имеет возможность изготавливать заказные модули и производить готовые изделия по требованиям заказчиков. Запущенная в конце 2001 года новая фабрика по производству цветных ЖКИ-модулей еще больше расширяет номенклатуру производимых изделий (табл. 3).
Powertip располагает обширной торговой сетью по всему миру и обеспечивает квалифицированную техническую поддержку через своих дистрибьюторов. Среди потребителей продукции Powertip – фирмы ЗМ, Siemens, Mercedes, Nokia, Bell Equipment, Chrysler, Lucent Technology, Matsushita, Schlumbcrger Electronic, что говорит о высоком качестве, конкурентоспособной цене и хорошем сервисе, предоставляемом компанией.
Номенклатуру выпускаемой продукции можно разделить на две категории: символьные (алфавитно-цифровые) и графические индикаторы. Символьные индикаторы имеют встроенный контроллер и знакогенератор, а графические могут быть как со встроенным контроллером, так и без него.
Особый интерес представляют выпускаемые компанией символьные ЖКИ. Широкую гамму жидкокристаллических индикаторов и оснащенных контроллерами или драйверами алфавитно-цифровых и графических модулей на их основе производит фирма Powertip, базирующаяся в Тайване. В выпускаемую фирмой номенклатуру графических ЖКИ-модулей входят модули 22 конструктивов и имеющие форматы матриц от 80×80 до 320×240 точек. ЖКИ-модули различных форматов могут содержать разные контроллеры, отличающиеся функциональными возможностями и предельными размерами управляемой матрицы точек, либо совсем не содержать контроллера, а только микросхемы драйверов, требующие внешних схем развертки. Последнее в основном относится к крупноформатным ЖКИ-модулям: 256×128, 320×240. Фирма Powertip применяет пять типов контроллеров для графических ЖКИ-модулей: SED1335, SED1520, HD61202, LC7981 и T6963C. Первые два – наиболее простые и не содержат средств аппаратной поддержки вывода символов, LC7981 более сложный контроллер, позволяющий работать как в графическом, так и в текстовом режимах; T6963C позволяет одновременно отображать символьную и графическую информацию. В любом случае можно получить отображение произвольных символов чисто программными средствами.
Как и алфавитно-цифровые, графические ЖКИ-модули выпускаются в различных модификациях: ЖКИ STN и FSTN, в виде задней подсветки на основе светодиодов, электролюминесцентной панели или люминесцентной лампы с холодным катодом, а также в вариантах с обычным диапазоном температур от 0 до 60°С и с расширенным диапазоном температур от -20 до 70°С.
Winstar Display
Компания основана в октябре 1998 года. За последние несколько лет стала широко известным брэндом на рынке жидкокристаллических индикаторов
Изделия компании экспортируются в страны Европы и Азии, в Америку и т.д.
Компания Winstar имеет два основных офиса. Головной офис (штаб-квартира) расположен в Тайване. Построена фабрика в Китае (Changshi City,Jiang Su province). Общая площадь производственных площадей превышает 13200 м2.
Winstar Display — молодая быстро развивающаяся тайваньская компания, выпускающая около 150 000 ЖКИ модулей в месяц, соответствующих стандарту ISO9001. Компанией освоено производство ЖКИ-модулей по COG-технологии (кристалл на стекле), СОВ-технологии (кристалл на плате), технологии автоматической пайки с ленты (TAB) и поверхностный монтаж (SMT). По заказу разработчиков изготавливаются высококонтрастные ЖКИ-модули с малым энергопотреблением. Выпускаются более 30 моделей со стандартным числом пикселов: 80×32, 122×32, 128×64, 128×128, 144×32, 160×32, 160×80, 160×128, 160×160, 192×32, 202×32, 240×64, 240×128, 320×240. Для каждого из вариантов разрешения предлагаются модели с различным размером одного пиксела. Например, WG12864 выпускаются с размером пикселов 0,32×0,39 мм, 0,44×0,60 мм, 0,52×0,52 мм. В качестве управляющих контроллеров применяются SED1520, SED15605, Т6963С, KS0107, KS0108, KS0713, KS0713COG 1С, LC7981, ST7920. Существуют варианты без управляющего контроллера. Стандартный диапазон напряжений питания от 4,5 до 5,5 В. Продукция имеет два варианта рабочего температурного диапазона, возможны разнообразные типы подсветки и углы обзора.
Tianma Microelectronics
Tianma – крупнейший китайский производитель ЖК-дисплеев. Компания основана в Китае в 1983 году и благодаря инновационному подходу и непрерывному совершенствованию своей продукции к настоящему времени занимает лидирующие позиции ведущего международного поставщика дисплеев на жидких кристаллах. Выпускаются алфавитно-цифровые, графические, графические цветные, графические цветные TFT ЖК-модули.
Компания имеет три завода с производственной площадью 55000 м2 и персоналом численностью 1200 человек.
С 1994 года производство соответствует требованиям сертификата ISO 9001. Емкость производства заказных ЖКИ – 250000 м2 в год, ЖКИ-модулей – 4 млн. шт. в год. Объем продаж в 2001 году составил 56 млн. долларов. Дисплеи с торговой маркой Tianma находят применение в мобильной телефонии, телекоммуникационных и навигационных системах, автомобильных системах контроля, аудиоаппаратуре, цифровой фотографии, другой бытовой технике и в промышленных системах. Потребителями этой продукции являются: AT&T, Alcatel, BBK, Bosсh, Casio, Citroen, Denon, Funai, General Electric, Grundig, LG, Magellan, Motorola, NEC, Pioneer, Polaroid, Ricoh, Samsung, Siemens, Thomson.
Дисплеи компании удовлетворяют многим специфическим требованиям, в частности функционируют в наиболее тяжелых условиях окружающей среды. Tianma производит дисплеи, устойчивые к экстремальным температурам -40…85°С при низких рабочих напряжениях. Компания предлагает широкую номенклатуру традиционных и специальных жидкокристаллических технологий: TN, HTN, STN, FSTN, DSTN, многоцветные TN и полностью цветные STN, SFD. Основные особенности и различия наиболее распространенных классических ЖК-технологий приведены в табл. 5.
Tianma выпускает как простые стеклянные пластины с ЖК-веществом для сторонних производителей дисплеев, так и расширенный ассортимент дисплеев собственного производства с интегрированными контроллерами. В производстве дисплейных модулей компания использует все основные современные методы монтажа кристалла контроллера на стекло или печатную плату дисплейного модуля:
* SMT (Surface Mounting) — технология поверхностного
* монтажа;
* TAВ (Tape Automated Bonding) — автоматизированная сборка ИС на ленте-носителе;
* COB (Chip-On-Board) — монтаж бескорпусного кристалла непосредственно на печатной плате;
* COG (Chip-On-Glass) — монтаж кристалла контроллера на стекло ЖКИ.
Все серийно выпускаемые модели ЖК-панелей и модулей компании на основе широко распространенных TN- и STN-материалов доступны в различных температурных версиях.
Noritake Itron
Компания с более чем вековой историей. Свое нынешнее название получила в 1981 году. Индикаторные приборы Noritake, разработанные на основе вакуумной люминесцентной технологии, имеют высокие характеристики: яркость, контраст, угол обзора. Эти показатели сохраняются в широких диапазонах температур работы и хранения.
Самая многочисленная серия графических дисплеев Noritake Itron — серия MN, в которую входят дисплеи с разрешением от 64×16 до 256×128 разных размеров. На основе дисплеев MN выпускаются модули упомянутых выше серий GU-3900, GU-7000 и D-Series (табл. 6).
Выполненный по технологии Chip-In-Glass графический дисплей МN25664N обеспечивает изображение высокого качества, привлекающее внимание потребителей бытовой электроники. Размеры экрана (78,71×19,574 мм) и габариты (102×30 мм) MN25664N оптимальны для использования в портативной бытовой электронике. На основе дисплея MN25664N выпускается модуль GU256X64C-3900.
Самые яркие графические дисплеи выпускаются в серии MW "Chip Lighting". Они разработаны на основе активной матрицы и обладают минимальными размерами. Например, дисплей MW25664H имеет экран с разрешением 256×64 и размер 78,71×19,57 мм при внешних габаритах 102×30 мм. Дисплей MW25664H обеспечивает яркость 3500 кд/м2 при напряжении питания 15 В. Малые габариты позволяют применять его в портативных устройствах. Благодаря изображению высокого качества дисплей MW25664H может использоваться как в потребительской электронике высокого уровня, так и в различных изделиях профессионального назначения. На основе дисплеев серии MW построена серия миниатюрных модулей GW.
В линейке продуктов компании важное место занимают дисплеи, производимые по технологии Chip in Glass Builtin Driver (CiG), с помощью которой микросхемы (кристаллы) драйверов встроены в дисплей. Обычно при использовании такой технологии размеры дисплея увеличиваются, но компании Noritake Itron удалось разместить микросхемы драйверов под металлической пластиной с катодом, изолировав их стеклянным слоем. Поэтому размеры "трубки" дисплея со встроенными драйверами не изменились. Габаритные размеры конечного изделия уменьшаются при использовании CiG-технологии благодаря сокращению числа компонентов, установленных на печатной плате: драйверы, при использовании традиционного VFD представленные в виде внешних микросхем, в случае использования CiG-VFD находятся внутри "трубки" дисплея. Кроме того, благодаря CiG-технологии компании Noritake Itron удалось не только радикально сократить число внешних выводов VFD, но и унифицировать интерфейс и алгоритм управления CiG-дисплеями.
Другой разновидностью технологии CiG является активная матрица – небольшой кремниевый кристалл (размер не более 5×5 мм), содержащий драйвер и покрытую люминофором анодную матрицу форматом 16×16 пикселов. Активная матрица является "кирпичиком", из которых складывается графический дисплей. Например, дисплей формата 64×16 состоит из четырех матриц, а дисплей 256×32 пиксела "выложен" из двух рядов, в каждом из которых по 16 активных матриц.
Литература
www.bolymin.com.tw; www.microtips.com.tw;
www.powertip.com.tw; www.trianma.comw; www.winstar.com.tw
ЖКИ-модуль представляет собой недорогое и удобное решение, позволяющее сэкономить время и ресурсы при разработке новых изделий, при этом способен обеспечить отображение большого объема информации при хорошей различимости и низком энергопотреблении.
Типовой модуль ЖКИ состоит из ЖК-панели, узла подсветки и управляющей микросхемы. По способу взаимодействия со светом ЖК-панели делятся на три основных типа: пропускающие, отражающие и переотражающие.
Пропускающие ЖК-панели имеют источник света, расположенный в задней части, т.е. свет от источника проходит через ЖКИ к наблюдателю. Эта конструкция характеризуется высоким качеством изображения при слабом освещении и, соответственно, не используется в устройствах, предназначенных для работы при солнечном свете.
Отражающие ЖК-панели снабжены задним рефлектором, обеспечивающим хорошую контрастность при высоком уровне освещенности. При использовании таких дисплеев в затемненных помещениях необходима подсветка.
Переотражающие ЖК-панели имеют дополнительный прозрачно-отражающий слой и задний источник света. Дисплеи на их основе обеспечивают неплохую контрастность изображения как при дневном свете (который отражается от упомянутого слоя), так и при слабом освещении. Качество изображения при дневном освещении, как правило, хуже, поскольку коэффициент отражения полупрозрачного слоя не очень высокий.
В системах подсветки ЖК-панелей используются следующие источники света:
* светодиоды (LED) любого цвета свечения;
* лампы накаливания;
* электролюминесцентные лампы;
* люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL).
Наиболее часто применяются светодиоды и электролюминесцентные лампы. Полупроводниковые светодиоды обладают очень большим сроком службы, но не обеспечивают хорошую равномерность подсветки всей площади экрана ЖКИ. Электролюминесцентные лампы обеспечивают равномерную подсветку, но имеют ограниченный ресурс (5000–10000 ч); как правило, они применяются в цветных графических дисплеях высокого разрешения.
Графические ЖКИ-модули обладают большей гибкостью. В отличие от алфавитно-цифровых модулей, жестко фиксирующих размеры и положение символов, графические модули не накладывают сколь либо серьезных ограничений на отображаемую информацию, причем это могут быть не только символы алфавита, но и спецзнаки, графики, диаграммы, элементы оформления.
Критерии выбора
При подборе графического модуля ЖКИ в первую очередь выбирается цвет и тип материала ЖКИ, вид подсветки (если она требуется) и определяется диапазон температур эксплуатации: коммерческий (от 0 до 50°С) или расширенный (от -20 до 70°С). Тип материала жидкого кристалла (ТN) оказывает влияние на потребительские характеристики модуля, такие как контрастность, угол обзора, диапазон рабочих температур.
В модулях наряду с обычным типом материала жидкого кристалла могут использоваться и материалы улучшенных типов (STN, FSTN), обеспечивающие более высокую контрастность и широкий угол обзора.
Качество изображения ЖК-дисплея в большой степени определяется технологией изготовления матрицы. Так, качество изображения, получаемое в TFT-или OLED-дисплеях, несравнимо лучше, чем у дисплеев, изготовленных с использованием STN- или FSTN-технологии, но и стоимость их в два-три раза выше.
Другая важная для потребителя характеристика ЖК-модуля – направление обзора, в котором показания индикатора видны лучше всего. Этот параметр закладывается в процессе производства и его нельзя динамически менять.
Следующий параметр, на который необходимо обращать внимание – режим отображения символов. Индикаторы бывают с "позитивным" изображением (темные символы на светлом фоне) и с "негативным" (светлые символы на темном фоне). Кроме того, необходимо определить тип задней отражающей поверхности индикатора, также влияющей на качество изображения.
Еще один очень важный критерий выбора дисплея – степень его "интеллектуальности". Можно приобрести дисплей, выполненный по CiG-технологии со встроенными драйверами, или функционально завершенные модули.
В состав последних, помимо драйверов, входят процессор или заказная микросхема ASIC-контроллера, интерфейс, DC/DC-преобразователь и т.д. Использование такого модуля не только избавляет разработчиков от рутинных задач, но и гарантирует высокую надежность и качество конечного изделия.
Большой объем информации по графическим дисплеям мы ограничим рассмотрением малоформатных монохромных жидкокристаллических дисплеев, выпускаемых разными производителями. Эти дисплеи предназначены для применения в малогабаритных устройствах разного назначения, портативных измерительных приборах, кассовых терминалах и т.п.
Малоформатные жидкокристаллические графические дисплеи благодаря небольшим габаритным размерам, низкой цене и малому уровню энергопотребления завоевали широкую популярность и стали неотъемлемой частью портативных электронных устройств с визуальным отображением информации. В настоящее время фирмы-производители, разбросанные по всему миру, выпускают множество типов жидкокристаллических дисплеев, которые имеют примерно одинаковые параметры и лишь незначительно отличаются один от другого. Формат матрицы (128×64) в этих дисплеях является минимально достаточным для отображения информации в большинстве целевых приложений. Малоформатные ЖК-дисплеи можно использовать для отображения графической информации в малогабаритных устройствах, таких как переносные медицинские и измерительные приборы, кассовые терминалы и т.п.
Далее рассмотрены модели и основные параметры графических модулей пяти крупных тайваньских производителей.
Bolymin
Начав с выпуска небольшого ассортимента типов индикаторов несколько лет назад, компания Bolymin в настоящее время обладает большим и современным производством, конкурентоспособным во всем мире. Центральный офис и производство находятся недалеко от столицы Тайваня, города Тайбэя, а представительства и дистрибьюторы компании Bolymin – почти во всех странах мира, начиная от США и заканчивая странами СНГ. Компания выпускает символьные и графические ЖКИ, TFT-дисплеи и устройства подсветки. Среди неоспоримых достоинств изделий Bolymin Inc. – простота включения в разрабатываемое устройство, управляющий контроллер с русифицированным знакогенератором и широкий спектр разнообразных моделей (табл. 1).
Около 50 моделей предназначены для вывода графической информации (рисунки, графики, текст разного размера и др.). Разрешение варьируется от 80×32 пикселов до 320×240. Модели могут иметь встроенный контроллер (SED1530, PCF8548, МС141803Т, Т6963С, KS0107, KS0108, KS0713, LH155BA, NT7502, LC7981, HD66750, SED1335), но существуют модели без контроллера. Подсветка светодиодная, электролюминесцентная или лампой холодного катода (электрофлуоресцентная). В некоторых моделях Bolymin предусмотрена сенсорная панель.
Используемые технологии: COB (chip-on-board, встроенная микросхема контроллера), SMT (surface-mount-technology, поверхностный монтаж), TAB (tape-automatic-bonding, лента для автоматического монтажа), COG (chip-on-glass, встроенный в стекле чип).
Компания Bolymin основала производство своих ЖК-индикаторов на базе завода компании EPSON.
Microtips Technology
Основана в 1995 году, расположена на Тайване, специализируется на производстве стандартных ЖКИ-модулей, ЖКИ-дисплеев, вакуумных флуоресцентных дисплеев, а также приборов и устройств, обеспечивающих реализацию сенсорных экранов. Кроме изготовления стандартных дисплеев и модулей на их основе, фирма изготавливает заказные дисплеи и модули, ориентированные на использование в выпускаемой крупными партиями аппаратуре телекоммуникации, интернет-сервиса, персональных информационных устройств (табл. 2).
Производство ведется на двух предприятиях. Их сертификация по стандарту ISO-9002 гарантирует высокое качество и надежность продукции. Фирма, как утверждается, располагает наиболее экономичным в мире производством и сервисом, обеспечивающим взаимное развитие и успех в конкурентной борьбе.
Основой производства являются ЖКИ-дисплеи и средства построения сенсорных экранов; особое внимание уделяется новым разработкам, сокращению сроков от разработки образцов до запуска их в массовое производство, наращиванию объемов производства.
Фирма изготавливает знакосинтезирующие и графические, монохромные и цветные дисплеи и модули на основе STN-, FSTN- и TN-технологий с использованием автоматизированной сборки с ленты-носителя, прогрессивных технологий кристалл-на-стекле, кристалл-на-плате и других.
Стандартные или заказные модули могут быть оснащены электролюминесцентной или LED-подсветкой, или подсветкой на основе флуоресцентных ламп с холодным катодом. При сборке модулей широко используется технология монтажа на поверхность.
Сенсорные экраны. Фирмой изготавливаются сенсорные экраны аналогового типа с встроенными ЖКИ-дисплеями. На их основе можно быстро построить образцы необходимой аппаратуры. Возможны экраны как с управлением прикосновением пальца, так и обеспечивающие рукописное введение информации. Используемые передовые технологии обработки стеклянных подложек, по утверждению работников фирмы, являются единственным решением, обеспечивающим работу экрана в широком диапазоне температур.
Основными потребителями сенсорных экранов являются изготовители телекоммуникационного оборудования, цифровых автоответчиков, терминалов, пейджеров, компьютеров, электронных книг, сетевого оборудования, средств интернет-сервиса и многих других применений.
Powertip
Продукция компании Powertip, основанной в 1991 году, занимает видное место среди предлагаемых на рынке ЖК-индикаторов. Сегодня Powertip – крупный производитель ЖКИ, имеющий мировую известность. В компании работают около 700 сотрудников. Общая площадь производственных помещений, расположенных на Тайване и в Китае, более 14000 м2. Производство, оснащенное самым современным оборудованием, позволяет удовлетворять практически любые потребности рынка.
В настоящее время Powertip выпускает более 80 видов (в целом более 1000 вариантов исполнения) стандартных ЖКИ-модулей. И даже несмотря на такое разнообразие стандартных конфигураций, которым могут похвастаться лишь немногие производители ЖК-индикаторов, компания имеет возможность изготавливать заказные модули и производить готовые изделия по требованиям заказчиков. Запущенная в конце 2001 года новая фабрика по производству цветных ЖКИ-модулей еще больше расширяет номенклатуру производимых изделий (табл. 3).
Powertip располагает обширной торговой сетью по всему миру и обеспечивает квалифицированную техническую поддержку через своих дистрибьюторов. Среди потребителей продукции Powertip – фирмы ЗМ, Siemens, Mercedes, Nokia, Bell Equipment, Chrysler, Lucent Technology, Matsushita, Schlumbcrger Electronic, что говорит о высоком качестве, конкурентоспособной цене и хорошем сервисе, предоставляемом компанией.
Номенклатуру выпускаемой продукции можно разделить на две категории: символьные (алфавитно-цифровые) и графические индикаторы. Символьные индикаторы имеют встроенный контроллер и знакогенератор, а графические могут быть как со встроенным контроллером, так и без него.
Особый интерес представляют выпускаемые компанией символьные ЖКИ. Широкую гамму жидкокристаллических индикаторов и оснащенных контроллерами или драйверами алфавитно-цифровых и графических модулей на их основе производит фирма Powertip, базирующаяся в Тайване. В выпускаемую фирмой номенклатуру графических ЖКИ-модулей входят модули 22 конструктивов и имеющие форматы матриц от 80×80 до 320×240 точек. ЖКИ-модули различных форматов могут содержать разные контроллеры, отличающиеся функциональными возможностями и предельными размерами управляемой матрицы точек, либо совсем не содержать контроллера, а только микросхемы драйверов, требующие внешних схем развертки. Последнее в основном относится к крупноформатным ЖКИ-модулям: 256×128, 320×240. Фирма Powertip применяет пять типов контроллеров для графических ЖКИ-модулей: SED1335, SED1520, HD61202, LC7981 и T6963C. Первые два – наиболее простые и не содержат средств аппаратной поддержки вывода символов, LC7981 более сложный контроллер, позволяющий работать как в графическом, так и в текстовом режимах; T6963C позволяет одновременно отображать символьную и графическую информацию. В любом случае можно получить отображение произвольных символов чисто программными средствами.
Как и алфавитно-цифровые, графические ЖКИ-модули выпускаются в различных модификациях: ЖКИ STN и FSTN, в виде задней подсветки на основе светодиодов, электролюминесцентной панели или люминесцентной лампы с холодным катодом, а также в вариантах с обычным диапазоном температур от 0 до 60°С и с расширенным диапазоном температур от -20 до 70°С.
Winstar Display
Компания основана в октябре 1998 года. За последние несколько лет стала широко известным брэндом на рынке жидкокристаллических индикаторов
Изделия компании экспортируются в страны Европы и Азии, в Америку и т.д.
Компания Winstar имеет два основных офиса. Головной офис (штаб-квартира) расположен в Тайване. Построена фабрика в Китае (Changshi City,Jiang Su province). Общая площадь производственных площадей превышает 13200 м2.
Winstar Display — молодая быстро развивающаяся тайваньская компания, выпускающая около 150 000 ЖКИ модулей в месяц, соответствующих стандарту ISO9001. Компанией освоено производство ЖКИ-модулей по COG-технологии (кристалл на стекле), СОВ-технологии (кристалл на плате), технологии автоматической пайки с ленты (TAB) и поверхностный монтаж (SMT). По заказу разработчиков изготавливаются высококонтрастные ЖКИ-модули с малым энергопотреблением. Выпускаются более 30 моделей со стандартным числом пикселов: 80×32, 122×32, 128×64, 128×128, 144×32, 160×32, 160×80, 160×128, 160×160, 192×32, 202×32, 240×64, 240×128, 320×240. Для каждого из вариантов разрешения предлагаются модели с различным размером одного пиксела. Например, WG12864 выпускаются с размером пикселов 0,32×0,39 мм, 0,44×0,60 мм, 0,52×0,52 мм. В качестве управляющих контроллеров применяются SED1520, SED15605, Т6963С, KS0107, KS0108, KS0713, KS0713COG 1С, LC7981, ST7920. Существуют варианты без управляющего контроллера. Стандартный диапазон напряжений питания от 4,5 до 5,5 В. Продукция имеет два варианта рабочего температурного диапазона, возможны разнообразные типы подсветки и углы обзора.
Tianma Microelectronics
Tianma – крупнейший китайский производитель ЖК-дисплеев. Компания основана в Китае в 1983 году и благодаря инновационному подходу и непрерывному совершенствованию своей продукции к настоящему времени занимает лидирующие позиции ведущего международного поставщика дисплеев на жидких кристаллах. Выпускаются алфавитно-цифровые, графические, графические цветные, графические цветные TFT ЖК-модули.
Компания имеет три завода с производственной площадью 55000 м2 и персоналом численностью 1200 человек.
С 1994 года производство соответствует требованиям сертификата ISO 9001. Емкость производства заказных ЖКИ – 250000 м2 в год, ЖКИ-модулей – 4 млн. шт. в год. Объем продаж в 2001 году составил 56 млн. долларов. Дисплеи с торговой маркой Tianma находят применение в мобильной телефонии, телекоммуникационных и навигационных системах, автомобильных системах контроля, аудиоаппаратуре, цифровой фотографии, другой бытовой технике и в промышленных системах. Потребителями этой продукции являются: AT&T, Alcatel, BBK, Bosсh, Casio, Citroen, Denon, Funai, General Electric, Grundig, LG, Magellan, Motorola, NEC, Pioneer, Polaroid, Ricoh, Samsung, Siemens, Thomson.
Дисплеи компании удовлетворяют многим специфическим требованиям, в частности функционируют в наиболее тяжелых условиях окружающей среды. Tianma производит дисплеи, устойчивые к экстремальным температурам -40…85°С при низких рабочих напряжениях. Компания предлагает широкую номенклатуру традиционных и специальных жидкокристаллических технологий: TN, HTN, STN, FSTN, DSTN, многоцветные TN и полностью цветные STN, SFD. Основные особенности и различия наиболее распространенных классических ЖК-технологий приведены в табл. 5.
Tianma выпускает как простые стеклянные пластины с ЖК-веществом для сторонних производителей дисплеев, так и расширенный ассортимент дисплеев собственного производства с интегрированными контроллерами. В производстве дисплейных модулей компания использует все основные современные методы монтажа кристалла контроллера на стекло или печатную плату дисплейного модуля:
* SMT (Surface Mounting) — технология поверхностного
* монтажа;
* TAВ (Tape Automated Bonding) — автоматизированная сборка ИС на ленте-носителе;
* COB (Chip-On-Board) — монтаж бескорпусного кристалла непосредственно на печатной плате;
* COG (Chip-On-Glass) — монтаж кристалла контроллера на стекло ЖКИ.
Все серийно выпускаемые модели ЖК-панелей и модулей компании на основе широко распространенных TN- и STN-материалов доступны в различных температурных версиях.
Noritake Itron
Компания с более чем вековой историей. Свое нынешнее название получила в 1981 году. Индикаторные приборы Noritake, разработанные на основе вакуумной люминесцентной технологии, имеют высокие характеристики: яркость, контраст, угол обзора. Эти показатели сохраняются в широких диапазонах температур работы и хранения.
Самая многочисленная серия графических дисплеев Noritake Itron — серия MN, в которую входят дисплеи с разрешением от 64×16 до 256×128 разных размеров. На основе дисплеев MN выпускаются модули упомянутых выше серий GU-3900, GU-7000 и D-Series (табл. 6).
Выполненный по технологии Chip-In-Glass графический дисплей МN25664N обеспечивает изображение высокого качества, привлекающее внимание потребителей бытовой электроники. Размеры экрана (78,71×19,574 мм) и габариты (102×30 мм) MN25664N оптимальны для использования в портативной бытовой электронике. На основе дисплея MN25664N выпускается модуль GU256X64C-3900.
Самые яркие графические дисплеи выпускаются в серии MW "Chip Lighting". Они разработаны на основе активной матрицы и обладают минимальными размерами. Например, дисплей MW25664H имеет экран с разрешением 256×64 и размер 78,71×19,57 мм при внешних габаритах 102×30 мм. Дисплей MW25664H обеспечивает яркость 3500 кд/м2 при напряжении питания 15 В. Малые габариты позволяют применять его в портативных устройствах. Благодаря изображению высокого качества дисплей MW25664H может использоваться как в потребительской электронике высокого уровня, так и в различных изделиях профессионального назначения. На основе дисплеев серии MW построена серия миниатюрных модулей GW.
В линейке продуктов компании важное место занимают дисплеи, производимые по технологии Chip in Glass Builtin Driver (CiG), с помощью которой микросхемы (кристаллы) драйверов встроены в дисплей. Обычно при использовании такой технологии размеры дисплея увеличиваются, но компании Noritake Itron удалось разместить микросхемы драйверов под металлической пластиной с катодом, изолировав их стеклянным слоем. Поэтому размеры "трубки" дисплея со встроенными драйверами не изменились. Габаритные размеры конечного изделия уменьшаются при использовании CiG-технологии благодаря сокращению числа компонентов, установленных на печатной плате: драйверы, при использовании традиционного VFD представленные в виде внешних микросхем, в случае использования CiG-VFD находятся внутри "трубки" дисплея. Кроме того, благодаря CiG-технологии компании Noritake Itron удалось не только радикально сократить число внешних выводов VFD, но и унифицировать интерфейс и алгоритм управления CiG-дисплеями.
Другой разновидностью технологии CiG является активная матрица – небольшой кремниевый кристалл (размер не более 5×5 мм), содержащий драйвер и покрытую люминофором анодную матрицу форматом 16×16 пикселов. Активная матрица является "кирпичиком", из которых складывается графический дисплей. Например, дисплей формата 64×16 состоит из четырех матриц, а дисплей 256×32 пиксела "выложен" из двух рядов, в каждом из которых по 16 активных матриц.
Литература
www.bolymin.com.tw; www.microtips.com.tw;
www.powertip.com.tw; www.trianma.comw; www.winstar.com.tw
Отзывы читателей
