Материал: 516_Mamchev, G. V. Televidenie Vysokoj Chetkosti

Эффективный угол обзора изображений на экране OLED-дисплея находится

впределах 160…180 .

Сравнительно низкое управляющее напряжение, находящееся в интервале

2…10 В.

Низкая стоимость изготовления OLED-дисплеев в условиях серийного производства. В принципе, OLED-дисплеи можно печатать при помощи специализированных струйных принтеров.

Малая толщина OLED-дисплея. При использовании пластмассовой подложки толщиной 0,7 мм OLED-дисплей практически будет иметь толщину в пределах 1,4…2 мм.

Широкий температурный диапазон. ОСИД устойчиво работают в температурном диапазоне –50…+70 С.

Ксожалению, у OLED-дисплеев есть и определенные недостатки. В частности, органические молекулярные и полимерные светоизлучающие материалы быстро разрушаются под воздействием содержащегося в воздухе кислорода и водяных паров, поэтому для обеспечения приемлемой (с точки зрения коммерческого использования) долговечности необходима полная герметизация дисплейной панели. Не менее актуальная проблема – это деградация (старение) светоизлучающих материалов. Органические светоизлучающие материалы постепенно деградируют в процессе работы – это проявляется в уменьшении их эффективности (падении яркости при заданном напряжении питания) и изменении спектральных характеристик. Применяемые в OLED-дисплеях материалы способны излучать свет с очень высокой яркостью, однако, проблема в том, что скорость их старения прямо пропорциональна яркости излучения.

По мнению специалистов после доработки срок службы OLED-дисплеев в ближайшее время может быть увеличен до 40 тысяч часов, что вполне достаточно для коммерческого использования подобных устройств.

В качестве примера рассмотрим технические характеристики OLEDтелевизора EL9500, с 2010 года выпускаемого компанией LG Electronics. Диа-

гональ экрана – 15 . Согласно данным производителя, уровень динамического контраста этой модели превышает 10 000 000:1, а эффективный угол обзора составляет 180 . Толщина корпуса EL9500 – всего 3,2 мм. Для подключения источников сигнала предусмотрен порт HDMI. Кроме того, имеется хостконтроллер USB и функция воспроизведения медиафайлов в формате DivX HD, MP3 и JPEG с внешних носителей. Телевизор имеет высококачественные встроенные аудиодинамики. Его можно без труда подвесить на стену или же установить на столе, используя штатную подставку-трансформер.

Фирма Sony в настоящее время выпускает OLED-телевизоры моделей PVM-2541, PVM-1741 с размерами экрана 25 и 17 , обеспечивающие разрешение 1920 1080 пикселей в кадре, дополнительно оснащенная 10-разрядным процессором обработки сигнала. К серийному выпуску AMOLED-телевизоров формата Full HD с размером экрана 55 приступили корейские компании Samsung и LG.

12. УСТРОЙСТВА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ БОЛЬШОГО РАЗМЕРА

12.1. Мультимедийные проекторы D-ILA-типа

Основу проекторов D-ILA составляет так называемая отражательная (Reflective) жидкокристаллическая панель (R-ЖК-панель) (рис. 12.1). Ее главное отличие от обычной жидкокристаллической матрицы состоит в том, что электроды, управляющие поляризацией ячеек, имеют квадратную форму и выполняют роль зеркал [63].

Причем элементы электронной схемы управления не препятствуют прохождению световых лучей через рабочий слой (как это происходит в обычной жидкокристаллической (LCD) матрице). За счет этого коэффициент отражения R-ЖК-панели для белого света доходит до 95%. По сравнению с обычной TFTпанелью, R-ЖК-панель обеспечивает более высокие яркость, четкость и контрастность изображения. В матрицах, изготовленных по технологии LCoS, жидкие кристаллы расположены параллельно вертикальной оси, что позволяет в перспективе повысить контрастность изображений до 2000:1. В некоторых моделях видеопроекторов, выпускаемых в основном фирмой Sony, LCoSматрица называется прибором формирования изображения SXRD (Silicon X-tal Reflective Display).

Рис. 12.1. Структура R-ЖК-панели:

а) вид в разрезе; б) фронтальный вид панели

Рис. 12.2. Оптическая схема модулятора проектора D-ILA-типа

Схема модулирующего устройства проектора D-ILA оказывается гораздо проще, чем в проекторах ILA-типа, за счет отсутствия в ней дополнительного источника изображения на базе ЭЛТ (рис. 12.2). Принципиальная особенность конструкции модулирующего устройства заключается в том, что функцию анализатора отраженного от LCoS-матрицы света и световых лучей, поступающих от проекционной лампы, выполняет блок поляризатора-анализатора, содержащий диагональное зеркало-поляризатор. Это зеркало при падении на него света под углом 45 пропускает его составляющую с поляризацией вдоль поверхности зеркала и отражает перпендикулярную составляющую. В компьютерных видеопроекторах фирмы Sony подобные блоки поляризатора-анализатора имеют обозначение PBS (Polarized Beam Splitter – расщепитель поляризованных лучей).

Конструкция проекционного устройства D-ILA-типа напоминает устройство полисиликонового проектора с той разницей, что вместо просветных TFTматриц в нем используется R-ЖК-панель и блок поляризатора-анализатора

(рис. 12.3).

Рис. 12.3. Оптическая схема видеопроектора D-ILA-типа

Проектор, построенный по D-ILA-технологии, содержит проекционную лампу, три жидкокристаллические панели на основе LCoS матриц, модулирующие красный (R), зеленый (G) и синий (В) световые потоки, и оптическую систему. Световой поток лампы через цветоделительную систему поступает на LCoS-матрицы и после отражения направляется с помощью смесительной призмы в проекционный объектив, где световые потоки смешиваются и, попадая на экран, образуют единое полноцветное изображение. Такой проектор весьма компактен и относительно легок.

Рассмотрим работу D-ILA-проектора более детально. Световой поток источника света (проекционной лампы) 1, пройдя защитный инфракрасный фильтр 2 и конвертер поляризации, размещенный в конденсоре 3, сначала разделяется цветоделительным дихроичным узлом 4 на желтую (R + G) и синюю (В) составляющие. Они, отражаясь от соответствующих зеркал 5 и пройдя корректирующие светофильтры 7, попадают на поляризационные расщепители PBS 8, причем желтая составляющая предварительно разделяется дихроичным зеркалом 6 на красную и зеленую путем отражения световых лучей зеленого цвета. Далее световые лучи R, G и В цветов поступают на соответствующие модуляторы (LCoS-матрицы) 9 и, отражаясь от них, снова попадают в PBS 8, а затем в смесительную призму 10. Здесь они суммируются и, отражаясь от зеркала 5, попадают в объектив 11 и проецируются на экран.

Конвертер поляризации расщепляет световой поток от проекционной лампы на две составляющие, плоскости поляризации которых сдвинуты на 90 , а затем поворачивает одну из них на 90 . В результате весь световой поток приобретает единую (линейную) поляризацию, совпадающую с плоскостью поляризации, перпендикулярной поверхности зеркала PBS.

Модуляторы света, то есть LCoS-матрицы, отражают падающий на них свет обратно на PBS с внесением дополнительных сдвигов поляризации в соответствии с управляющими видеосигналами. Если этих сигналов нет, то полупрозрачное зеркало PBS ничего не пропустит в смесительную призму 10. Таким образом, в объектив попадает только полезная часть светового потока, несущая информацию в соответствии с управляющими сигналами. Источником отображаемых изображений является кадровая память, информация в которой предварительно обновляется интерфейсным видеопроцессором с частотой полей.

Главные достоинства D-ILA-технологии – высокое реализуемое разрешение за счет интеграции пикселей наивысшей плотности, меньшие искажения, аналоговые свойства LCoS-матриц при модуляции светового потока и высокий уровень контрастности, а так же отсутствие снижения светосилы при высоком разрешении.

LCoS-технология за счет использования управляющей полупроводниковой КМОП-структуры позволяет наращивать число пикселей и, следовательно, разрешающую способность матрицы без значительного увеличения ее размеров. Например, LCoS-матрица может содержать до 8,85 миллионов пикселей, при этом размер одного пикселя не превышает 8,5 мкм.

Технология изготовления LCoS-матриц легко вписывается в типовой процесс производства КМОП-структур, а значит, сами матрицы в перспективе могут быть относительно недорогими.

Причиной меньшего числа искажений является отражательный, а не светопропускающий принцип работы LCoS-матрицы.

Высокий уровень контрастности воспроизводимых изображений D-ILA- проектором обусловлен, в основном, двумя факторами:

способом вертикальной ориентации молекул жидких кристаллов (Vertical Aligned Liquid Crystal);

чрезвычайно тонким слоем жидких кристаллов (до 2 мкм).

Способ Vertical Aligned Liquid Crystal имеет большое практическое значение. Дело в том, что для проекционной системы любого типа очень важным параметром является отображение абсолютно черного цвета. А именно этот фактор определяет контрастность воспроизводимых изображений. Иными словами контрастность изображения, обеспечиваемая видеопроектором, зависит от того, насколько эффективно световой поток внешнего источника может быть перекрыт, чтобы он совсем не проходил через устройство формирования изображения.

Все жидкокристаллические чипы управляют количеством света, который должен быть направлен на проекционный экран, путем приложения электрического поля к элементам ЖК решетки. В обычных ЖК-чипах черный цвет формируется, когда электрическое поле приложено перпендикулярно ЖК-решетке. Однако молекулы вблизи поверхности стеклянной подложки могут управляться неточно. Это не является проблемой для очень яркого изображения. Однако при воспроизведении темных изображений свет может «протекать» сквозь ЖКчип, поскольку молекулы у поверхности стеклянной подложки располагаются не столь точно, как все остальные. В результате черный цвет получается не глубоким, а черно-коричневым.

Чип LCoS-типа (SXRD) лишен этого недостатка благодаря тому, что система Vertical Aligned Liquid Crystal отображает черный цвет, когда электрического поля нет совсем. А поскольку все молекулы ЖК расположены правильно, оптимизируется и их расположение при наличии электрического поля. Вот почему достигается гораздо более глубокий черный цвет, а значит, и высокое значение контрастности.

Ввиду аналоговых свойств LCoS-матрицы при модуляции светового потока лучше воспроизводятся оттенки серого цвета по сравнению с DLPматрицами (меньшие искажения обусловлены отсутствием принудительной пульсации светового потока, применяемой в DLP-проекторах для создания на экране оттенков серого цвета). В целом, технология D-ILA обеспечивает более «мягкое», то есть естественное, изображение по сравнению с другими технологиями формирования проекционного изображения.

Сверхтонкий слой ЖК вносит свой вклад и в малую инерционность LCoSматрицы, а, следовательно, и видеопроектора в целом, которая не превышает 5 мс. LCoS-чип быстро реагирует на мгновенные изменения содержания изображения, благодаря чему эффект движения в проецируемом изображении воспро-