Микродисплеи

Введение

В последние годы на рынке электронных компонентов все заметнее доля относительно нового их вида - микродисплеев.

До настоящего времени, как видно из таблицы 1, наиболее универсальным устройством отображения информации были электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), принципиальные недостатки которых хорошо известны (высокие управляющие напряжения и энергопотребление, низкие массо-габаритные характеристики, наличие вакуумированного обьема и др.) и трудноустранимы. Вряд ли в ближайшей перспективе удастся значительно улучшить контрастность и разрешение ЭЛТ, уменьшить их энергопотребление и вес. Из-за этого в последнее время ведутся интенсивные исследования альтернативных устройств отображения информации плоского типа, работающих на других физических принципах:

· электролюминесцентных;

· газоразрядных;

· светодиодных;

· жидкокристаллических и др.

Таблица 1. Динамика рынка устройств отображения информации

По прогнозам специалистов, суммарный объем их продаж превысит объем продаж ЭЛТ уже в 2005 г.

В последнее время возникла и бурно развивается новая область электронной техники, связанная с микроминиатюрными устройствами отображения информации - микродисплеи. Микродисплеи - это новая фаза в развитии дисплейных технологий, способная как существенно изменить внешний вид существующих устройств, так и создать целый класс новых с расширенными функциональными возможностями типа мобильных телекоммуникационных систем с возможностью отображения полноформатных страниц текста или графики, беспроводных компьютерных интерфейсных систем и др., что до появления микродисплеев было невозможным. Кроме того, может быть решена вечная проблема, существующая в области электронной техники, когда поддается комплексной микроминиатюризации все, кроме дисплеев.

Согласно прогнозам американской фирмы Display Search доля электронной техники на основе микродисплеев, которая оценивается на уровне более 0,5 млрд. в 2000 г., увеличится к началу 2004 г. до 2,3 млрд., т.е. практически в 5 раз. Самым крупным потребителем микродисплеев могут стать производители мобильных телефонов с возможностью их беспроводного подключения к сети Интернет.

К числу других наиболее перспективных применений микродисплеев относят проекционные устройства различного класса и назначения, нашлемные индикаторы типа "Head-Mounted-Display", а также тренажеры и электронные игры с эффектами виртуальной реальности. Кроме этого, уже в самое ближайшее время предполагается переоснащение кинотеатров спутниковыми приемниками и высококачественными цифровыми видеопроекторами, что резко снизит стоимость проката при одновременном улучшении качества и расширении ассортимента фильмов (кинопленка стандартного фильма стоит более 20000 долларов и обеспечивает только 10-кратное повторное качественное воспроизведение).

1 Классификация и области

применения микродисплеев

Микродисплеями (МД) (microdisplays) принято называть микроминиатюрные устройства отображения буквенно-цифровой, графической или телевизионной информации с диагональю от 0,5 до 4,5 см, содержащих от несколько десятков или сотен тысяч до нескольких миллионов элементов отображения (пикселей).

По конструкции и принципу действия МД можно условно разделить на три большие группы (рис. 2):

· просветные МД, формирующие изображение за счет модуляции проходящего через них света в соответствии с управляющими электрическими сигналами;

· отражательные МД, формирующие изображения за счет модуляции отраженного от них светового потока;

· светоизлучающие МД, непосредственно генерирующие видимое глазом изображение.

Понятно, что изображение на МД так мало, что для практического использования оно должно быть увеличено либо с помощью специальной оптики, либо методами проекции изображения.

По методу проецирования изображения микродисплеи делятся на устройства с прямой (фронтальной) и обратной проекцией изображения, а по виду отображаемой информации - на монохромные и цветные, графические и телевизионные.

По способу адресации элементов отображения (пикселей) различают пассивные и активно-матричные микродисплеи. В пассивных дисплеях реализуется так называемое мультиплексное управление (импульсный режим с разделением во времени). В активно-матричных МД последовательно с каждым элементом отображения формируется двух- или трехэлектродный элемент (чаще всего диод или транзистор), выполняющий функции электронного ключа и позволяющий независимую аналоговую или цифровую адресацию каждого элемента отображения (ЭО). Например, при аналоговой адресации с более чем 256 градациями серой шкалы (полутонов) воспроизводится более 16 млн. цветовых оттенков. При 6-битовой информации на один основной цвет и 64 градациях серой шкалы отображается 262144 цвета, а при 8-битовой и 256 градациях - 16777216 цветов.

По разрешающей способности микродисплеи можно разделить на несколько групп (табл.2).

Таблица 2. Классификация дисплеев по разрешающей способности

1	2	3	4	5	6	7	8	9