Displeje, jejich typy a použití

V tomto článku si probereme typy displejů a k jakým účelům se hodí
displeje

existuje několik typů displejů a my si představíme ty nejběžnější typy a popíšeme k jakému použití jsou vhodné.

Typy displejů

LED – displej je sestaven ze svítivých diod LED
LCD – displej na bázi tekutých krystalů, jednobarevný, barevný
OLED – displej sestavený z organických svítivých diod LED, jednobarevný, vícebarevný, barevný
E-Ink – speciální typ displeje – elektronický papír, jednobarevný, vícebarevný

LED displeje

Tyto displeje jsou složeny ze segmentů, či bodů tvořených svítivými LED diodami. Mohou být segmentové, či maticové.

Segmentový displej

Jsou nejběžnější LED displeje, které jsou schopny zobrazovat čísla od 0 do9 a některé textové znaky. Podle počtu segmentů se rozdělují na:

  • sedmi segmentové – zobrazují čísla a některé textové znaky
  • devíti segmentové – zobrazují čísla a stejně jako 7-segmentový i některé textové znaky
  • čtrnácti segmentové – zobrazují čísla a textové znaky latinky
  • šestnácti segmentové – zobrazují čísla a též textové znaky latinky

Rozložení segmentů na displeji:

7-segmentový
9-segmentový
14-segmentový
15-segmentový

Všechny tyto displeje obsahují ještě další segment určený pro zobrazení desetinného místa – desetinnou tečku. Typicky je umístěna vpravo dole od vlastního znaku(za znakem). Některé displeje mohou mít tečku před znakem a některé dokonce mají tyto tečky dvě – před a za znakem.

Kromě displejů s jedním znakem jsou k dispozici i displeje složené z několika znaků najednou, např. dvou, čtyř i více, a některé mohou obsahovat i dodatečné segmenty, např. čtyřmístný displej s dvojtečkou uprostřed, čímž lze zobrazovat čas. Také existují typy, kde se dají zobrazit pouze znaky +, – a 1, tzv. 1/2 místné. Kombinace 3 a 1/2 míst se používá např. v měřících přístrojích, kdy je možno zobrazit číslo od -1999 do +1999.

Tyto displeje nemají vlastní ovládací elektroniku a je na uživateli aby zajistil správné rozsvěcení jednotlivých segmentů podle požadovaného znaku, který je potřeba právě zobrazit. Takové ovládání je velice nepraktické a potřebuje mnoho volných pinů mikrokontroleru. Z tohoto důvodu existuje mnoho obvodů, které tento problém z větší části řeší.

Maticový displej

Maticové displeje jsou tvořeny polem LED diod seskupených ve většině případů do čtvercové matice.

Čtvercová matice 8×8 LED

Na těchto displejích lze již zobrazovat kromě textu a čísel i jednoduchou grafiku.

LCD displeje

Jsou vytvořeny z tekutých (kapalných) krystalů. Přivedením napětí na průhledné elektrody, které vytváří obrazec segmentu/pixelu displeje, mezi nimiž jsou tekuté krystaly, a které jsou umístěny mezi skleněnými destičkami, se mění jejich optické vlastnosti. Podle konstrukce takového displeje buď při přivedení napětí na segment/pixel světlo segmentem/pixelem prochází, nebo naopak neprochází. Druhá varianta displeje, kdy při přivedení napětí světlo segmentem neprochází je nejběžnější. Proud potřebný pro změnu optických vlastností segmentu je velice malý, mnohonásobně menší než u LED displeje.

LCD displeje se rozdělují do dvou skupin – pasivní a aktivní.

Pasivní LCD displeje

Tyto displeje se vyrábí ve dvou provedeních – transflektivní a transmisivní.

Displeje transflektivní vyžadují pro svou čitelnost pouze okolní osvětlení. Jsou tak na rozdíl od LED displejů nejvhodnější pro použití v bateriově napájených zařízeních. Tento typ displeje však může obsahovat i nějaký zdroj světla umístěný pod displejem, čímž umožňuje čitelnost displeje při nedostatku okolního osvětlení. Typicky se jedná o podsvícení s LED, které může mít různé barvy podle dostupných barev LED diod.

Displeje transmisivní vyžadují pro svou čitelnost podsvícení. To zvyšuje energetickou náročnost takového displeje a při napájení z baterií je pro delší výdrž baterie nutné zajistit vypínání a zapínání podsvícení podle potřeby.

Transflektivní LCD displej bez podsvícení

Transmisivní LCD displej s podsvícením

Nejběžnější LCD displej s podsvícením – zobrazuje 16 alfanumerických znaků ve dvou řadách.
Grafický LCD displej složený ze 128×64 bodů z tekutých krystalů

Aktivní LCD displeje

Aktivní LCD displeje jsou tvořeny maticí samostatných bodů tekutých krystalů jednotlivě ovládaných integrovanými tranzistory, díky čemuž lze plynule ovládat jas jednotlivého bodu. Všechny tyto displeje jsou většinou barevné, kdy jeden zobrazovací bod – pixel je tvořen třemi samostatnými body z tekutých krystalů, které propouštějí tři základní barvy – červenou, zelenou a modrou. Každý bod v pixelu samostatně jednu z barev. lze dosahovat až 262144 barevných odstínů. Z uvedeného vyplývá, že tyto displeje musí mít podsvícení obsahující všechny složky světelného spektra – tedy bílé.

Tento typ displeje se označuje zkratkou TFT. Jeho vylepšenou verzí je displej IPS, který odstraňuje některé nedostatky TFT displeje, jako např. horší pozorovací úhel a má vylepšenou reprodukci barev. Displeje IPS jsou schopny zobrazit až 16,7milionů barevných odstínů.

Příklad zobrazení TFT displeje

OLED displeje

OLED displeje jsou tvořeny maticí bodů tvořených z organických LED. Ty jsou uloženy mezi dvě elektrody, z nichž alespoň jedna je průhledná. Nevyžadují tedy žádné podsvícení ale každý jednotlivý bod vyzařuje světlo po přivedení napětí na jeho elektrody. Existují i OLED displeje v uspořádání pro zobrazování alfanumerických znaků v několika řádcích, stejně jako u LCD displejů.

Opět existují dvě základní varianty – pasivní PMOLED a aktivní AMOLED.

Pasivní varianta se používá především tam, kde je třeba zobrazit pouze text, nebo jednodušší grafiku. Ve většině případů jsou tyto displeje jednobarevné, popř. dvoubarevné.
Aktivní varianta je velmi podobná TFT displejům, zde jsou také jednotlivé pixely řízeny samostatnými tranzistory. Používají se pro graficky náročné aplikace s velkým rozlišením, tedy zobrazování videa a grafiky. Mezi výhody se řadí vyšší zobrazovací frekvence, ostřejší vykreslení obrazu a nižší spotřeba. Nevýhodou je složitější struktura displeje a vyšší cena.

Jednobarevný OLED displej
Dvoubarevný OLED displej
OLED displej v uspořádání 16 alfanumerických znaků ve dvou řadách

E-Ink displeje

E-Ink (nebo E-Paper) displej je speciální typ displeje imitující svým vzhledem klasický papír. Je to tzv. elektroforetický displej, tj. displej obsahující bílé částice v mikro kapslích rozptýlených v tenké vrstvě tmavého viskózního roztoku. Přivedením krátkého impulsu se tyto bílé částice pohnou, případně natočí směrem k přední straně displeje, což způsobí, že se daný pixel jeví jako bílý. Přivedením impulsu opačné polarity se daný pixel jeví jako černý. Vysoká viskozita roztoku způsobuje, že mikročástice zůstávají ve své poloze bez změny prakticky natrvalo.

Na rozdíl od předchozích displejů e-Paper nesvítí, ale světlo odráží, stejně jako obyčejný papír. Je to ideální displej pro zařízení napájené z baterií, protože potřebuje elektrickou energii pouze ke změně zobrazovaného obsahu.

Tyto displeje jsou k dispozici v několika barevných provedeních, kde nejběžnější je varianta bílý podklad a černé pixely.

Nejběžnější typ E-Ink displeje – černá/bílá
E-Ink displej vícebarevný – 7 barev

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest

Napsat komentář

Nejčtenější články

Akční nabídka

Arduino UNO R3

ATmega328P, Klon

160 Kč

RobotDyn 4×3

Maticová analogová klávesnice

91,10 Kč

Arduino Gamepad

Joystick Shield

146,90 Kč