Жидкокристаллический экран

Жидкокристаллические дисплеи получили широкое распространение в электронике и используются для отображения текстовой, числовой и графической информации. Конечно привычные нам цветные TFT дисплеи также являются разновидностью жидкокристаллических, но мы рассматриваем более примитивные дисплеи с пассивной матрицей. Даже сейчас мы каждый день сталкиваемя с подобными дисплеями в калькуляторах, электронных часах, терминалах оплаты и т.д.

В жидкокристаллических дисплеях изображение формируется благодаря изменению цвета субпикселя который изготовлени из жидких кристаллов. Под действием электрического тока жидкие кристаллы соответсвующего пикселя меняют свои свойства и мы видим темную или светлую область. Такая технология позволяет формировать монохромное изображение из достаточно крупных (от мм до десятых долей мм) пикселей. Таких размеров субпикселей конечно будет недостаточно для формирования картинки фотографического качества, к которой мы привыкли на экранах мониторов и мобильных телефонов. Но для отображения текстовой информации и несложных пиктограмм этого более чем достаточно.

Одним из основных достоинств жидкокристаллических дисплеев является дешевизна, простота и низкое энергопотребление. Если в дисплее не используется активная подсветка, то потребление энергии таким дисплеем будет минимальным (в десятки или даже сотни раз меньше, чем привычные цветные дисплеи аналогичного размера) Это позволяет устройствам работающим от батареи миет автономность измеряемую месяцами или даже годами. Те-же электронные часы или калькуляторы могут работать от одной батарейки годами. А мобильные телефоны до повсеместного внедрения цветных TFT и LED дисплеев могли работать от одной зарядки от нескольких дней до нескольких недель, вместо одного-двух дней сейчас.

Конечно же из-за своей простоты жидкокристаллические дисплеи имеют ограничения на отображение информации. Чаще всего мы будем отображать текст или числовую информацию. В простейшем виде для отображения числовой информации используются семисегментные индикаторы, которые позволяют отображать цифры и ограниченное количество букв. В более сложных дисплеях каждый символ формируется с помощью прмоугольной матрицы квадратных пикселей (5х8 в самых распространенных дисплеях), что позволяет отображение любых букв и знаков препинания. Такие матрицы группируются в строки и столбцы для отображения привычных нам строк текста. Например достаточно распространенные дисплеи типа 1602 имеют две строки из 16 символов, что достаточно для отображения несложной информации (например результата вычисления для калькулятора или сумма для оплаты на терминале в магазине).

Более продвинутые модели дисплеев не разделяются на отдельные матрицы для каждого символа и имеют одно большое поле из пискселей. Да, пиксели будут достаточно большими и заметными невооруженным взглядом, но такой экран будет уже способен на отображения как текстовой информации таки и несложной графики.

Жидкокристаллические дисплеи способны на отображение как статической так и динамической информации. В зависимости от технологии дисплея пиксель может менять свою ярксоть со скоростою от 5 до 20 раз в секунду. Это позволяет формировать бегущую строку из длинного текста, мигающий курсор и другую анимацию которая будет упрощать взаимодействие с пользователем.

Для подключения стандартного жидкокристаллического дисплея к контроллеру обычно используется 7 выводов (5 для передачи данных и 2 для питания). Если у дисплея есть подсветка, то она обычно требует еще два вывода. Многие дисплеи имеют собственный контроллер, что позволяет управлять всеми фунцуиями по стандартным протоколам (SPI, i2c и т.д.) Такие дисплеи немного дороже, но это упрощает подключение и экономит выводы на контролеере в том случае, если кроме дисплея подключается большое количество периферийных устройств.

Проекты в которых используются жидкокристаллические дисплеи позволяют выводить нужную пользователю информацию в привычном текстовом виде даже в тех случаях, когда вычислительные возможности системы ограничены и мы не можем использовать полноценные дисплеи. Поэтому для прикладных проектов, в которых стоят вопросы энергопотребления и стоимости компонентов имеем смысл использовать именно такой тип дисплеев