ЖК-панели Sharp для промышленного применения: основные особенности и обзор продукции

Введение

Компания Sharp на протяжении последних лет является одним из лидеров в производстве ЖК-панелей. Она использует технологии, которые позволяют снизить энергопотребление, повысить яркость и контрастность изображения, увеличить угол обзора и уменьшить вес и толщину панели. Благодаря отработанной за много лет технологии компания Sharp производит панели с очень высоким качеством изображения при размерах диагонали от 2,5″ до 108″ и выше. Широкий модельный ряд, многообразие размеров диагоналей и гибкость исполнения позволяют применять панели Sharp в разных областях: телевизорах и информационных дисплеях, промышленном оборудовании, автомобильных дисплеях, мобильных устройствах и т. д. В статье особое внимание уделено обзору моделей ЖК-панелей компании Sharp для промышленного применения.

Основные технологические преимущества

Одним из направлений совершенствования продукции Sharp является технология подсветки. Специалисты Sharp на протяжении многих лет работали над ее совершенствованием. Они разработали, например, технологию HR-TFT для отражательной системы подсветки, и благодаря использованию микрозеркальной структуры ЖК-ячеек удалось получить более тонкие, легкие и экономичные дисплеи по сравнению с аналогичной продукцией конкурентов [1–3]. Для просветно-отражательной системы подсветки компания Sharp предложила технологию AD-TFT [1–3], что позволило панелям Sharp сохранять высокое качество изображения во всем диапазоне освещенности.

В настоящее время Sharp все чаще использует светодиоды в качестве источников света для подсветки дисплеев вместо люминесцентных ламп. Сейчас у компании Sharp существует полный набор ЖК-дисплеев со светодиодной подсветкой с диагоналями от 2,5″ до 23″. Светодиоды имеют ряд преимуществ по сравнению с люминесцентными лампами, это высокий индекс цветопередачи, высокая световая отдача и работа при повышенных температурах. Хотя компания Sharp разработала систему предварительного подогрева люминесцентных ламп для подсветки ЖК-панелей, что сделало возможным использовать их при низких температурах (от –20 °C) [1–3], переход на светодиоды позволил расширить температурный диапазон эксплуатации ЖК-панелей — от –30 до +85 °C, а также уменьшить их толщину и вес. Кроме того, применение светодиодов в системе подсветки ЖК-панелей позволило улучшить их цветовые характеристики, уменьшить потребляемую системой подсветки мощность и повысить срок службы (до 70 000 ч). Также применение светодиодов обеспечивает возможность диммирования подсветки и повышает экологичность изделия, так как светодиоды не содержат вредных веществ и не требуют специальной утилизации.

Нужно отметить и другие инновации компании Sharp, связанные улучшением качественных параметров изображения и потребляемой мощностью.

Разработанная специалистами компании Sharp технология фотовыравнивания UV2A дает возможность получить высокий статический контраст изображения и улучшить светопроницаемость панели. Как следствие, применение этой технологии позволяет уменьшить мощность, потребляемую подсветкой.

Технология заключается в применении нового подхода к формированию пиксельной структуры — индуцированного ультрафиолетом мультидоменного вертикального выравнивания, с помощью которого можно точно контролировать выравнивание молекул жидких кристаллов в соответствии с направлением падающего на его поверхность ультрафиолетового излучения (рис. 1). Особенностью этой технологии является формирование микроструктуры на основе полимерной пленки на поверхности стекла. Полимерные цепи, которые выступают над поверхностью, могут быть оптически ориентированы с помощью ультрафиолетовых лучей. Применяя такую рифленую микроструктуру, можно управлять выравниванием молекул жидких кристаллов с очень высокой точностью. Эта система позволяет регулировать угол наклона молекул жидких кристаллов размером всего в несколько нанометров с точностью порядка нескольких пикометров.

Рис. 1. Схематичное изображение индуцированного ультрафиолетовым излучением выравнивания молекул жидких кристаллов (технология фотовыравнивания UV2A)

Применение технологии фотовыравнивания UV2A позволяет увеличить статический контраст до 5000:1, улучшить примерно на 20% апертуру панели и уменьшить время отклика до 4 мс. Также с помощью этой технологии можно увеличить светопроницаемость панели и тем самым снизить потребляемую мощность подсветки.

Цветовая схема фильтрации первичных цветов, которая также является инновационной разработкой компании Sharp, позволяет улучшить цветопередачу, при этом отображение цветов наиболее близко к естественному. Технология заключается в добавлении дополнительных субпикселей желтого цвета к традиционно применяемым красным, зеленым и синим (RGB-схема). Схематично это показано на рис. 2.

Рис. 2. Схематичное изображение технологии цветовой фильтрации

Таким образом, каждый пиксель образуется комбинацией четырех цветов, что позволяет передавать более натуральные цвета по сравнению с обычной RGB-схемой.

Также к преимуществам ЖК-панелей Sharp следует отнести достаточно высокую яркость их панелей — до 550 кд/м² и повышенную устойчивость к вибрации — до 2g.

ЖК-панели для промышленных применений

Для промышленности требуются яркие, четкие, цветные изображения на экране, высокая надежность, длительный срок службы и постоянная модификация изделия. Компания Sharp разработала широкий ряд панелей, идеально приспособленных к требованиям рынка промышленной автоматизации [2, 3]. Эти панели отвечают высоким требованиям по визуализации изображения и надежности.

Модельный ряд панелей Sharp можно условно разделить на несколько групп: малогабаритные ЖК-панели, 10,4″, 12,1″ и 15″–23″ ЖК-панели.

Модельный ряд малогабаритных ЖК-панелей представлен в таблице 1.

Модельный ряд малогабаритных ЖК-панелей достаточно широкий. Диапазон размеров диагоналей составляет от 2,5″ до 10,1″. Некоторые модели, точнее LQ043T1DG01, LQ043T3DG01, LQ057Q3DG01 и LQ070Y3DG3B, имеют функцию Touch Screen. Для большинства из них необходим внешний инвертор для питания подсветки, но некоторые модели, а именно LQ057Q3DC03, LQ057V3DG02, LQ057V3LG11 и LQ084S3LG03, имеют встроенный инвертор питания подсветки. Большинство ЖК-панелей имеют светодиодную подсветку (LED), только в трех моделях еще применяются для подсветки люминесцентные лампы (CCFT).

Стоит обратить особое внимание на модели, которым производитель дает статус “Promotable”, то есть рекомендует именно их использовать для разработки новых изделий или переводить на них существующую продукцию. Среди малогабаритных моделей такой статус имеют следующие:

• LQ035Q3DG03 с диагональю 3,5″;
• LQ057Q3DC03 и LQ057V3LG11 с диагональю 5,7″;
• LQ070Y3LW01 с диагональю 7″;
• LQ084S3LG03 и LQ084V3DG02 с диагональю 8,4″;
• LQ101K1LY04 с диагональю 10,1″.

Модельный ряд ЖК-панелей с размером диагонали 10,4″ представлен в таблице 2.

В этот ряд сейчас входит четыре модели, которые могут работать как с цифровым RGB входным сигналом (LQ104V1DG81 и LQ104V1DG62), так и с входным сигналом LVDS (LQ104V1LG81 и LQ104S1LG81). Три из них имеют встроенный инвертор подсветки, а для LQ104V1DG62 требуется внешний инвертор. Во всех ЖК-панелях применяется светодиодная подсветка (LED). Все указанные модели имеют статус “Promotable”.

Модельный ряд ЖК-панелей с размером диагонали 12,1″ представлен в таблице 3.

В этот ряд сейчас входит пять моделей. Четыре из них могут работать с входным сигналом LVDS, одна модель (LQ121S1DC71) — с цифровым RGB-сигналом. Три модели (LQ121S1LG71, LQ121S1LG81 и LQ121K1LG52) имеют встроенный инвертор подсветки, для использования двух моделей (LQ121S1DC71 и LQ121X3LG02) требуется внешний инвертор. Во всех ЖК-панелях применяется светодиодная подсветка (LED). Четыре модели (кроме LQ121S1LG71) имеют статус “Promotable”.

Модельный ряд ЖК-панелей с размерами диагонали от 15″ до 23″ представлен в таблице 4.

К данному ряду относятся модели с размером диагонали 15″ (LQ150X1LG91 и LQ150X1LW12), 19″ (LQ190E1LW52 и LQ190E1LX51) и 23″ (LQ231U1LW32). Все они могут работать с входным сигналом LVDS. Модели с диагональю 15″ и 23″ имеют встроенный инвертор подсветки, одна из моделей с диагональю 19″ (LQ190E1LX51) также имеет встроенный инвертор, для использования другой (LQ190E1LW52) требуется внешний инвертор. Во всех ЖК-панелях применяется светодиодная подсветка (LED). Все указанные модели имеют статус “Promotable”.

Заключение

Имея за плечами многолетний опыт разработки панелей для промышленных применений, компания Sharp особое внимание уделяет вопросам постоянного улучшения характеристик своих изделий, увеличения их ресурса, снижения эксплуатационных затрат, расширения диапазона рабочих температур, повышения прочности конструкции, а также устойчивости к механическим воздействиям. В результате этого разработчики, использующие ЖК-панели Sharp, получают возможность выбрать из предлагаемого широкого ряда модель, которая по своим рабочим характеристикам соответствует условиям применения и привлекательна по стоимости и показателям надежности.

Всему этому способствуют активно разрабатываемые и внедряемые компанией Sharp инновационные технологии и новаторские конструкторские решения — светодиодная подсветка, УФ-индуцированное выравнивание молекул жидких кристаллов и т. д. Также компания Sharp предлагает достаточно широкий модельный ряд ЖК-панелей с различными размерами диагоналей, из которого разработчики могут выбрать модель, соответствующую разрабатываемому изделию.

Как результат, ЖК-панели Sharp популярны сейчас у разных компаний, производящих промышленное оборудование, системы промышленной автоматизации, кассовые машины, банкоматы и т. д.

Литература

1. Жданкин В. Передовые технологии фирмы Sharp в изготовлении ЖК-дисплеев для различных применений // Современная электроника. 2006. № 1.
2. Жданкин В. Жидкокристаллические дисплеи Sharp для промышленных и специальных применений // СТА. 2005. № 1.
3. Жданкин В. Жидкокристаллические дисплеи Sharp для промышленных и специальных применений. Ч. 2 // СТА. 2005. № 2.