Wyświetlacz fluorescencyjny

Wyświetlacz fluorescencyjny, Wyświetlacz VFD (ang. Vacuum Fluorescent Display) – próżniowa lampa elektronowa, wyświetlacz działający na zasadzie fluorescencji bombardowanego elektronami luminoforu.

Przybliżenie fragmentu wyświetlacza VFD, widoczny świecący luminofor i włókna żarzenia (katody) naprężane przez metalowe sprężyny z prawej strony

Radziecki wyświetlacz ИВ-18, widoczne anody, siatki, katody, podłoże ze ścieżkami łączącymi anody i siatki

Zasada działania

Katody są wytwarzane w postaci wolframowych przewodów, pokrytych tlenkami metali ziem alkalicznych, zasilanych napięciem o wartości kilku woltów i umieszczane z przodu wyświetlacza (widoczne w ciemności jako ciemnoczerwone linie). Katody emitują elektrony, które przelatują przez cienką metalową siatkę (mającą na celu rozproszenie oraz kontrolę elektronów), zasilaną w danej chwili dodatnim względem katody napięciem, uderzając w umieszczone pod nią anody, ale tylko w te, o dodatnim potencjale elektrycznym. Pozostałe siatki i anody ze względu na brak odpowiedniego potencjału odpychają elektrony.

W wyniku bombardowania elektronami warstwy luminoforu, którą pokryta jest anoda (wystąpienie zjawiska katodoluminescencji), emitowane jest światło, wyświetlające konkretne informacje, w postaci cyfr, liter i znaków.

W niektórych rozwiązaniach (ang. front luminous VFD) siatki i katody znajdują się pod warstwą widoczną z zewnątrz.

Typowy wyświetlacz jest multipleksowany: siatki sterujące są włączane kolejno, a w tym samym czasie podawane jest napięcie na odpowiednie anody. Dzięki multipleksowaniu anody znajdujące się pod różnymi siatkami (przykładowo: poszczególne segmenty pola 7seg) mogą być połączone ze sobą i wyprowadzone na zewnątrz pojedynczym przewodem - co zmniejsza wymaganą ilość wyprowadzeń lampy.

Zastosowanie

Tył wyświetlacza ИВ-18

Wyświetlacze VFD są stosowane w magnetowidach, odtwarzaczach DVD, różnym stacjonarnym i samochodowym sprzęcie audio, urządzeniach RTV, kasach fiskalnych, sprzęcie AGD. Dawniej były montowane w kalkulatorach i w przenośnych grach elektronicznych.

Wady i zalety

Główne zalety wyświetlaczy fluorescencyjnych to:

• wysoki kontrast i ostrość wyświetlanych znaków, co przyczynia się do wysokiej czytelności
• łatwość uzyskania różnych kolorów świecenia w tym samym wyświetlaczu (różne składy chemiczne luminoforów)
• barwa światła wytwarzanego przez luminofor jest uznawana za przyjemniejsza dla oka niż barwy wyświetlaczy LED czy LCD
• duża dowolność w wyborze kształtów wyświetlanych znaków
• wyświetlacz (w przeciwieństwie do LCD) sam wytwarza światło, przez co nie wymaga podświetlenia aby był widoczny w ciemności

Wady:

• stosunkowo duże zużycie energii, w szczególności w porównaniu z wyświetlaczami ciekłokrystalicznymi LCD
• wrażliwość na uszkodzenia mechaniczne
• napięcie zasilania anod i siatek rzędu +30 do +60V uniemożliwia sterowanie wyświetlaczami przez standardowe układy cyfrowe
• ograniczony rozmiar wyświetlacza ze względu na obecność próżni wewnątrz bańki

Bibliografia

• J. Bogusz "Wyświetlacze VFD od podstaw", Elektronika Praktyczna, 4/2004 i 5/2004
• P. Górecki "Wyświetlacze VFD", Elektronika dla Wszystkich, 2/2005
• https://web.archive.org/web/20070208014518/http://hem.passagen.se/communication/vfd.html