TFT-дисплеи Winstar: новинки, характеристики и особенности подключения

Совсем скоро тайваньской компании Winstar (WINSTAR Display Co., Ltd.) исполнится 20 лет. За это время она прошла путь от новичка до одного из лидеров рынка промышленных дисплеев. Сейчас Winstar выпускает дисплеи практически всех возможных типов: TFT, OLED, монохромные TN/STN/FSTN, COG, TAB, VATN LCD.

В текущем году компания Winstar Display значительно расширила свою номенклатуру TFT-дисплеев. Новые модели появились практически во всех сегментах – от стандартных TFT до встраиваемых решений на базе TFT-дисплеев. Самое время подробно рассмотреть новые модели, а также особенности подключения дисплеев с различными интерфейсами.

Winstar уделяет большое внимание развитию сегмента TFT-дисплеев, который на данный момент включает более 160 базовых моделей:

1. стандартные TFT общего назначения с диагоналями до 10,2’’;
2. универсальные TFT-дисплеи серий Q и P с платой управления;
3. интеллектуальные дисплеи M-TFT (Clever System);
4. TFT с повышенной яркостью до 1100 кд/м2;
5. монохромные TFT с высоким уровнем контраста;
6. ультраширокие TFT с диагональю до 12,3’’;
7. TFT с расширенным диапазоном рабочих температур до -30…85°С;
8. TFT-дисплеи с HDMI-интерфейсом для Raspberry Pi и аналогичных одноплатных компьютеров;
9. встраиваемые системы на базе микропроцессора iMx6 от NXP.

Основные характеристики TFT-дисплеев Winstar

Winstar выпускает более 160 базовых моделей TFT-дисплеев. Если посчитать число исполнений с учетом доступных опций, то число модификаций окажется гораздо больше. Чтобы разобраться с таким многообразием, нужно рассмотреть основные характеристики TFT-дисплеев Winstar.

Диагональ экрана. Данный параметр является важным как с маркетинговой, так и с технической точек зрения. На настоящий момент Winstar предлагает TFT-дисплеи со следующими диагоналями: 2,4″/2,8″/3,2″/3,5″/4,3″/5″/5,6″/5,7″/7″/8″/9″/10,1″/10,2″/12,1″/12,3″/15″.

Кроме диагонали производители указывают и размеры видимой области.

Сейчас Winstar предлагает TFT-дисплеи со следующими разрешениями: QVGA (320×240), WQVGA (480×272), VGA (640×480), WVGA (800×480), 640×320, 1024×600, XGA (1024×768) и WXGA(1280×800).

Яркость – еще один важный параметр, во многом определяющий уровень комфорта при работе с дисплеем. Диапазон яркости для дисплеев Winstar составляет 120…1100 кд/м2. Максимальной яркостью обладают дисплеи из группы High Brightness TFT, о которых будет рассказано ниже.

Технологии изготовления ЖК матрицы. Сейчас наиболее популярной технологией ЖК-матриц является TN (Twisted Nematic). Она отличается минимальным временем отклика и малой стоимостью. В то же время у нее есть и недостатки: низкая цветопередача и небольшие углы обзора. При увеличении угла обзора цветовая гамма картинки начинает искажаться, особенно это касается отклонений по вертикали (рисунок 3). Для удобства пользователей производители указывают оптимальное направление обзора TN ЖК на 12 или 6 часов.

Решить проблему с искажением изображения можно несколькими способами. Например, воспользоваться TFT-матрицами, созданными по более продвинутым технологиям – VA (Vertical Alignment) и IPS (In-Plane Switching).

IPS-панели отличаются повышенным контрастом, улучшенной цветопередачей, широкими углами обзора. Из недостатков таких дисплеев можно отметить высокую стоимость и чуть большее время отклика.

VA-панели по своим характеристикам занимают среднее положение между TN и IPS. Считается, что цветопередача у них лучше, чем у TN, но хуже, чем у IPS. Зато VA-панели опережают IPS-дисплеи по скорости отклика.

Стоит еще раз отметить, что дисплеи VA и IPS отличаются повышенной стоимостью и больше подходят для приложений, в которых цена не является основным показателем (медицина, авиация, ЖД и другие).

Компания Winstar дополнительно предлагает альтернативное решение проблемы искажения цветопередачи при больших углах обзора – использование компенсирующей пленки O-Film. В этом случае угол обзора значительно расширяется, а цена дисплея остается невысокой.

Стандартные TFT-дисплеи Winstar

Стандартные TFT – наиболее многочисленная группа дисплеев Winstar, объединяющая более 75 «штатных» моделей, часть из которых может снабжаться различными опциями (сенсорным экраном, монтажной рамкой, поляризационной пленкой O-Film).

Winstar предлагает стандартные TFT со следующими характеристиками:

• диагональю 2,4/2,8/3,2/3,5/3,97/4,3/5/5,6/5,7/7/8/10,1/10,2 дюймов;
• разрешением QVGA (320×240), WQVGA (480×272), VGA (640×480), WVGA (800×480), 640×320, 1024×600, XGA (1024×768), IPSIPS(1280×800);
• матрицами TN или IPS;
• типовой яркостью 150…700 кд/м2;
• интерфейсами RGB, LVDS, Motorola 6800 8/16 бит, Intel 8080 8/16 бит, DSI, SPI;
• опциональным резистивным или емкостным сенсорным экраном;
• опциональной крепежной рамкой;
• опциональной поляризационной пленкой O-Film;
• рабочим температурным диапазоном -20…70°C.

В этом году компания Winstar значительно расширила номенклатуру стандартных TFT-дисплеев (таблица 1). Рассмотрим основные новинки в данном сегменте.

Говоря о стандартных TFT, нельзя не упомянуть о дисплеях серии Y. Дело в том, что большинство из рассмотренных выше дисплеев не совместимо между собой. Они отличаются интерфейсами, типом и положением разъемов. Чтобы перейти от одной модели к другой, придется переделывать пользовательскую плату.

Именно по этой причине компания Winstar решила облегчить жизнь разработчикам и выпустила дисплеи серии Y. В них используется RGB-интерфейс и одинаковый разъем с одной и той же распиновкой. В итоге при использовании данной серии поменять дисплей на модель с большей диагональю оказывается гораздо проще.

TFT-дисплеи Winstar со встроенной платой управления

Winstar предлагает множество TFT-дисплеев с различными разрешениями, размерами экрана, типами ЖК-контроллера и так далее. К сожалению, стандартные дисплеи (кроме серии Y) не совместимы между собой. В итоге смена дисплея почти всегда приводит к переработке аппаратной части устройства. Кроме того, при использовании стандартных TFT-дисплеев разработчику придется самостоятельно организовывать питание подсветки. Чтобы упростить жизнь потребителям, компания Winstar создала две серии дисплеев – Q и P – со встроенной платой управления.

Серия Q – серия высокоинтегрированных TFT-дисплеев, призванных стать альтернативой стандартным дисплеям Winstar. Достоинствами Q-TFT являются:

1. наличие у всех моделей хорошо знакомого пользователям ЖК-контроллера SSD1963 – такого же, как и в стандартных TFT производства Winstar. Это позволяет переходить на данные дисплеи с минимальными переработками программной части;
2. универсальный 36-контактный разъем для всех версий дисплеев этой серии. Все дисплеи Q-TFT используют универсальный разъем для связи с внешним процессором, независимо от размеров экрана и интерфейса связи. Тот же разъем используется для подключения подсветки и сенсорного экрана;
3. поддержка 8- и 16-битных интерфейсов 6800/8080;
4. встроенный драйвер светодиодов. Разработчикам не придется использовать внешний дополнительный драйвер, а значит, и при смене размеров экрана переделывать схему не придется;
5. наличие версий Q-TFT, которые поддерживают расширенное число цветов – до 16 млн, притом, что в стандартных экранах доступно только 65 тысяч цветов.

Все перечисленные особенности приводят к тому, что разработчик может свободно менять тип дисплея без изменений аппаратной части.

P Series – серия высокоинтегрированных дисплеев, разработанная с той же целью, что и серия Q-TFT. Принципиальное отличие между ними заключается в использовании разных ЖК-контроллеров. В P-TFT применяется RA8875. Кроме того, P-TFT имеет стандартное количество цветов – 65 тыс.

P-TFT и Q-TFT не просто схожи по основным характеристикам, но и имеют аппаратную совместимость. P-TFT использует тот же универсальный 36-контактный разъем и имеет те же габаритные размеры, что и аналоги из Q Series (таблица 4).

Для работы с дисплеем необходим внешний управляющий контроллер или процессор. К сожалению, не все контроллеры имеют аппаратную поддержку интерфейсов RGB/LVDS/8080/6800. Для случаев, когда в распоряжении пользователя имеется только RS232 и SPI, компания Winstar предлагает использовать серию дисплеев M Series.

M-серия “Clever System” от Winstar

M Series “Clever System” – серия дисплеев, представляющих собой полноценные интеллектуальные системы. Для управления таким дисплеем подойдет даже очень простой контроллер с UART или SPI.

Использование M Series дает сразу несколько преимуществ:

1. модули содержат встроенный контроллер, который управляет дисплеем, яркостью подсветки, контролирует состояние сенсорного экрана. Дополнительно на плате размещен контроллер PIC24, экранная память ОЗУ и Flash для хранения изображений;
2. Winstar предоставляет специальное программное обеспечение, позволяющее максимально упростить настройку модулей;
3. модули поддерживают два пользовательских интерфейса (UART/SPI), выход ШИМ, четыре входа для подключения кнопок.

Таким образом, чтобы создать графическое приложение с помощью модуля серии M, потребуется самый скромный контроллер и минимум времени на разработку программной и аппаратной частей.

TFT-дисплеи с повышенной яркостью

Номенклатура Winstar включает группу дисплеев с повышенной яркостью. Если в базовых моделях яркость составляет 300…700 кд/м2, то для дисплеев с повышенной яркостью она достигает 1100 кд/м2.

Версии с повышенной яркостью в первую очередь пригодятся для приложений, работающих в условиях яркого солнечного света или плохого освещения: дисплеев пультов операторов ЧПУ, панелей управления промышленным оборудованием и так далее.

Монохромные TFT-дисплеи от Winstar

Для приложений с повышенными требованиями к контрасту компания Winstar разработала серию монохромных TFT-дисплеев. Монохромные TFT являются отличной заменой для обычных ЖК. По уровню контраста они близки к STN ЖК, но имеют более привлекательную стоимость.

Дисплеи этой группы построены на базе ЖК-контроллера ST7511, который поддерживает 3- и 4-проводные последовательные и 8-битные параллельные интерфейсы (8080/6800).

Ультраширокие TFT-дисплеи Winstar

Большинство дисплеев, представленных на рынке, имеет формат 4:3 или 16:9, однако существуют приложения, в которых оптимальной будет более вытянутая форма экрана. Для таких случаев компания Winstar разработала серию ультрашироких дисплеев.

Сейчас в группу входит почти два десятка моделей

• с диагоналями 3,9/ 4,6/ 5,2/ 12,3’’;
• с разрешением 480×128, 800×320, 1920х720;
• с матрицами TN и IPS;
• с типовой яркостью 350…1100 кд/м2;
• с опциональным резистивным или емкостным сенсорным экраном;
• с опциональной крепежной рамкой;
• с опциональной поляризационной пленкой O-Film;
• с рабочим температурным диапазоном -20…70°C и -30…85°C

За последний год семейство ультрашироких дисплеев Winstar пополнилось тремя новыми базовыми моделями

Благодаря такому многообразию разработчики могут подобрать оптимальный TFT-дисплей практически для любого приложения.