Roman Ivanov (Sankt Petersburg)
Tianma Microelectronics astăzi este unul dintre cei mai mari producători de ecrane cu cristale lichide.
Tianma Microelectronics a fost fondată în China în 1983. Acum are în compoziție mai multe centre de cercetare și fabrici. Există reprezentanțe în Germania (Karlsruhe), SUA (California), Coreea (Kengido) și Taiwan (Taoyuan).
TFT-display-uri
Principiul de funcționare TFT LCD
Ecran LCD TFT (Afișaj cu cristale lichide) - cel mai frecvent tip de ecran cu cristale lichide (Figura 1). Numele lor se datorează unui tranzistor subțire (TFT), care este un fel de câmp, în care sunt realizate contacte metalice și un canal semiconductor sub formă de filme subțiri. TFT este utilizat pentru a controla cristalele lichide, adică pentru a forma culoarea pixelilor.
În primele display-uri TFT, care au apărut în 1972, s-a folosit selenid de cadmiu, care posedă mobilitate ridicată a electronilor și menține o densitate ridicată a curentului, dar în timp a fost efectuată o tranziție la siliciu amorf (a-Si). Pe lângă siliciul amorf, în prezent au fost dezvoltate multe alte tehnologii, însă liderul în producție rămâne a-Si. Este pentru această tehnologie că Tianma își produce ecranele TFT.
Afișajul constă dintr-o matrice LCD, surse de lumină pentru iluminare, un ham de contact și o carcasă. Fiecare pixel al matricei LCD este un strat de molecule între doi electrozi transparenți și două filtre de polarizare. Și pixelii sunt, la rândul lor, alcătuiți din subpixeli (Figura 2), care formează culori diferite. Suprafața electrozilor este special procesată pentru orientarea inițială a moleculelor de cristale lichide într-o singură direcție.
Fig. 2. Subpixel de afișaj LCD color
O astfel de structură rotește planul de polarizare a undei luminoase și, ajungând la al doilea filtru, lumina trece prin ea fără pierderi.
Dacă se aplică o tensiune la electrozi, moleculele tind să se alinieze în direcția câmpului electric, ceea ce duce la distrugerea comenzii elicoidale. Pe măsură ce intensitatea câmpului electric crește, helixul se desprinde treptat, iar lumina din ce în ce mai puțin trece prin al doilea filtru.
La o anumită dimensiune a câmpului, aproape toate moleculele devin paralele, iar planul de polarizare a luminii nu se rotește practic. Aceasta duce la o opacitate a structurii. Astfel, prin variația tensiunii aplicate la electrozi, este posibil să se controleze gradul de transparență și, în consecință, intensitatea strălucirii subpixelilor.
Parametrii de bază ai TFT LCD
Mulți parametri sunt utilizați pentru a descrie afișaje TFT. Să luăm în considerare cele mai importante dintre ele:
Interfețe TFT LCD
Pentru a conecta panoul LCD la Tianma de control cu microprocesor oferă mai multe interfețe: interfață digitală paralelă (CPU 8/16 biți), interfață periferică serială (SPI), RGB-interfață și interfața este un diferențial de joasă tensiune de semnalizare (LVDS).
Să trăim mai mult în detaliu pe fiecare dintre ele:
În ceea ce privește numărul de linkuri, interfața este destul de greoaie. Cele mai multe linii digitale merg la transmisia a trei culori: 6/8 linii (biți) pe culoare - total 18 sau 24. Plus semnale de ceas, sincronizare linie și cadru.
Interfața are multe dezavantaje: un număr mare de conexiuni, complexitatea sincronizării în transmiterea datelor la frecvențe înalte (adică atunci când funcționează la rezoluție înaltă) și imunitate scăzută la zgomot.
LVDS implementează transmisia de date diferențială, care asigură o imunitate ridicată împotriva zgomotului a interfeței și permite obținerea unei lățimi de bandă ridicate. LVDS implică prezența emițătoarelor și receptoarelor în circuit. Transmițătorul este conectat la microcontrolerul de control. Receptorul este amplasat pe panoul LCD.
Transmiterea datelor este furnizată de cinci perechi diferențiale: patru perechi sunt utilizate pentru transmisia de date și unul pentru semnale de ceas.
LVDS este folosit pentru a transmite atât codul de culoare pe 18 biți (trei culori de 6 biți), cât și culoarea pe 24 de biți (trei culori de 8 biți). Transmiterea unei singure culori are loc imediat peste câteva perechi diferențiale. Semnalele de sincronizare orizontală și verticală sunt de asemenea introduse pe panoul LCD prin canale diferențiale.
Pentru a mări lățimea de bandă a acestei interfețe, National Semiconductor a extins interfața LVDS și a dublat numărul de perechi diferențiale utilizate pentru transmisia de date. Această îmbunătățire se numește interfață de afișare LDI - LVDS. În documentația Tianma, această variantă a interfeței este denumită "portul LVDS 2".
După cum sa spus mai sus, LDI a primit opt perechi diferențiale destinate transmisiei de date și două perechi diferențiale de semnale de ceas, adică LDI, de fapt, reprezintă două canale independente full-funcționale LVDS, transmisia de date în fiecare dintre acestea fiind realizată prin semnal de ceas propriu.
În consecință, prezența a două canale a permis dublarea lățimii de bandă a interfeței. Acum, pentru o măsură de pixeli puteți transfera informații despre doi pixeli. Cu o astfel de organizație, un canal este proiectat să transmită puncte de ecran cu numere egale (Even), iar al doilea canal este folosit pentru numere impare (Odd).
Ecran tactil LCD cu ecran tactil
Ecrane tactile rezistive au un număr de avantaje care le-au permis să aibă o cotă de piață foarte mare. Cel mai important, avantajul lor este un preț scăzut. În plus, ecrane rezistive sunt rezistente la contaminare: adică poluarea nu interferează cu funcționarea ecranului tactil. Ecranele reacționează la atingerea cu aproape orice obiect solid neted.
Ecranul tactil rezistiv constă dintr-un panou din sticlă și o membrană din plastic flexibil, pe care se aplică un strat rezistent. Spațiul dintre sticlă și membrană este umplut cu micro izolatoare. Când ecranul este apăsat, panoul și membrana sunt închise, iar controlerul înregistrează modificarea rezistenței și o transformă în coordonate de atingere.
Ecranele tactile capacitive au o transmisie mai bună a luminii și o durabilitate mai mare decât cele rezistive, dar sunt susceptibile de umiditate și de contaminare conductivă. Ecranele reacționează la atingerea numai a obiectului conductiv (degetul sau stiloul special). Adică dacă doriți să folosiți un stylus convențional sau orice alt obiect solid, ecranul nu va reacționa la atingerea dvs. Pe precizia definirii coordonatelor, ecranele capacitive nu sunt inferioare ecranelor rezistive.
Principiul acestui tip de ecran se bazează pe capacitatea corpului uman de a efectua curent electric. La baza ecranului capacitiv se află un substrat de sticlă, pe suprafața căruia se aplică un material rezistiv, acoperit cu un strat conductor. În momentul atingerii ecranului, apare un curent electric și controlerul special calculează coordonatele atingerii.
Tianma LCD TFT
O parte din display-urile TFT ale Tianma sunt echipate cu ecrane tactile. Compania utilizează ecrane rezistive și capacitive. Majoritatea covârșitoare este rezistentă.
Cele mai multe display-uri TFT funcționează în intervalul de temperatură extins -20 ... 70 ° С.
TN- și STN-afișează
Prima tehnologie pentru producția de afișaje LCD a fost tehnologia Twisted Nematic (TN). A fost dezvoltată în 1973. Numele își datorează originea în comportamentul cristalelor lichide, care, atunci când sunt plasate între panourile de aliniere cu caneluri, sunt aliniate într-o spirală.
Dispozitivele TN au câteva dezavantaje semnificative: contrast scăzut, timp lung de reacție, unghiuri mici de vizionare și aproape imposibilă formarea de nuanțe. Dar ele au cel mai mic cost și, prin urmare, găsesc cea mai largă aplicație în produse ieftine, cu cerințe scăzute pentru calitatea imaginii.
Reprezentanții tipici ai acestei tehnologii sunt prezentați în Figurile 3 și 4.
Fig. 3. Afișaj cu o imagine pozitivă
Fig. 4. Afișaj cu imagine negativă
Dezvoltarea tehnologiei TN LCD a devenit Super Twisted Nematic (STN). STN a permis să crească unghiul de torsiune al orientării cristalului în interiorul ecranului LCD cu până la 270 de grade. Acest lucru a permis creșterea contrastului imaginii și a dimensiunilor panourilor.
Bazat pe TN, STN și derivatele acestora, Tianma produce un număr mare de indicatoare LCD grafice și caracter.
Indicatoarele simbolice (Figura 5) sunt realizate pe tehnologia STN sub controlul controlerului ST7066U. Conectarea la microprocesorul de control extern se face printr-o interfață digitală paralelă pe 8 biți. Variante posibile ale numărului de caractere: 8x1 (8 caractere pe linie, 1 rând), 8x2 (8 caractere pe linie, 2 linii), 16x1, 16x2, 20x2, 20x4 și 40x2. Lumina de fundal este alcătuită din mai multe LED-uri SMD în serie. Culoarea standard a luminii de fundal este galben-verde. Indicatoarele sunt proiectate pentru a funcționa la o temperatură de -20 ... 70 ° С.
Fig. 5. Indicator LCD pentru caractere
Indicatorii grafici monocrom sunt realizați pe baza tehnologiei STN sau FSTN. Există o mulțime de controlori propuși aici: ST7579, SBN1661, ST7565R, SDN8080 și altele. Conexiunea la microprocesorul de control extern se face printr-o interfață digitală serial sau paralelă pe 4/8-biți. Indicatorii sunt disponibili cu următoarele rezoluții: 96x16, 96x32, 122x32, 128x64, 240x64, 240x128 și 320x240.
Lumina de fundal este realizată din LED-uri. Indicatoarele sunt proiectate pentru a funcționa la o temperatură de -20 ... 70 ° С.
Indicatorii grafici color (figura 6) se bazează pe tehnologia Color Super Twisted Nematic (CSTN). Tehnologia este destul de veche, dar, totuși, ea are încă o mică parte din rangul de afișaje color.
Fig. 6. Indicator grafic color
S-au propus mai mulți controlori: ST7637, UC1697v, ST7669V și ST7628. Conexiunea la microprocesorul de control extern se face printr-o interfață digitală paralelă 8/16-biți. Sunt disponibile următoarele rezoluții de afișare: 96x64,128x128 și 128x160, 240x128.
Indicatoarele sunt proiectate pentru a funcționa la o temperatură de -20 ... 70 ° С.
concluzie
În prezent, Tianma dezvoltă tehnologia Active Matrix Organic Light Emitting Diode (AMOLED). Până la sfârșitul acestui an, primele ecrane OLED sunt planificate în Shanghai.
Tehnologia implică utilizarea diodelor organice de lumină ca elemente de emitere a luminii și a unei matrice active a tranzistorilor TFT pentru controlul LED-urilor. Afișajele AMOLED diferă de TFT cu reproducerea îmbunătățită a culorilor, luminozitatea crescută și imaginile de contrast mai mari. Un alt avantaj fără îndoială al acestor ecrane este consumul redus de energie, ceea ce vă permite să economisiți mai mult din punct de vedere economic.
Prin introducerea pe piață a ecranelor sale OLED, Tianma va consolida, fără îndoială, poziția de lider pe piața de afișare cu cristale lichide.
Expuneri noi de Tianma
Tianma a lansat noi display-uri cu capacitatea de a conecta prin interfețe paralele sau seriale.
Interfață TM050QDH01 - SPI + RGB 18 biți
Interfață TM022HDHT1 - SPI + RGB 18 biți
Afișaj compact cu diagonala de 2.2 „orientare portret, o rezoluție de 240 x 320, controlerul universal ILI9340 orientat spre dispozitive portabile. Are polarizor semi-reflectorizant, care permite utilizarea acestui afișaj fără iluminare din spate.
TM020HBH03 - interfețe CPU 8/16 bit, SPI cu 4 fire
TFT-display 2.0 "cu ecran tactil și suficient de larg pentru o astfel de rezoluție diagonală - 240 x 320.
TM035HBHT1 - RGB 6 biți + interfețe SPI
Interfețe TM035HDHT1 - RGB 6 biți + SPI
Două afișaje cu polarizator semi-reflectorizant și două interfețe. Diferența dintre aceste modele este prezența unui touchpad în TM035HBHT1.
- două interfețe permit utilizarea acestor afișaje TFT în diverse aplicații, în special în cazul în care nu există suficienți ace pentru o interfață standard RGB.
- Consum redus de energie, la fel ca în TM050QDH01 (100mA la o tensiune de 9,75V), iar la TM022HDHT1 (12,8V tensiune la 20mA).
- Cazul compact vă permite să încorporați aceste afișe în aproape orice factor de formă.
- Unele afișaje pot fi utilizate fără iluminare, ceea ce afectează și consumul de energie.
Despre Tianma Microelectronics
Trimiteți-le prietenilor: