Корпорация Mitsubishi Electric входит в один из крупнейших промышленных и финансовых конгломератов (Кэйрэцу) компаний, банков и различных организаций Японии. История Mitsubishi началась с учреждения в 1873 г. судоходной компании Mitsubishi Shokai, основателем и владельцем которой был предприниматель из самурайского рода Ятаро Ивасаки (1834–1885 гг.).

В 1890 г. Mitsubishi приобрела у правительства пустующий земельный участок в токийском районе Маруноути рядом с императорским дворцом площадью около 36 га. После великого землетрясения Канто в 1923 г. большинство токийских компаний перебрались в Маруноути. В настоящее время в этом районе сосредоточены тысячи различных компаний и банков (в том числе и Mitsubishi Electric), обеспечивающих до 20% ВВП Японии.

В 1946 г. по требованию оккупационных властей Mitsubishi была реорганизована. Вместо неё образовались более сотни независимых фирм, из которых только некоторые носили имя «Mitsubishi», в том числе и Mitsubishi Electric. В настоящее время число коммерческих организаций, названия которых начинаются с «Mitsubishi», по всему миру составляет несколько сотен, а точное количество компаний, объединённых родственными и свойственными узами клана Ивасаки, не поддаётся исчислению. Конгломерат Mitsubishi объединяет и хорошо известный логотип (три бриллианта), составленный из элементов фамильного герба Ивасаки. Чтобы обеспечить «широкий» взгляд на Mitsubishi, в 2001 г. был создан специальный интернет-портал, на котором имеются ссылки на сотни компаний, организаций, дочерних и зависимых обществ, имеющих отношение к конгломерату. На июль 2016 г. на портале зарегистрировано 638 японских компаний и организаций, независимых и дочерних компаний (причём не только со словом «Mitsubishi» в названии). Они классифицированы по 29 отраслям промышленности, а число корпораций, входящих в конгломерат Mitsubishi, каждая из которых насчитывает множество отдельных компаний, достигло тридцати [1].

Деятельность Mitsubishi Electric (MELCO) началась в 1921 г. с выделения в отдельную компанию завода в префектуре Кобе, производящего электромоторы для океанских судов. В том же году новая компания приступила к выпуску домашних вентиляторов, получивших широкое распространение.

После окончания Второй мировой войны, кроме производства промышленного и энергетического оборудования, MELCO освоила выпуск первых коммерческих радиоприёмников и громкоговорителей. В 1952 г. начаты исследования в области полупроводников. В 1953 г. выпущены первый телевизор Mitsubishi и электрооборудование для первого дизель-электрического локомотива. В 1958 г. произведён первый электроэрозионный станок, открывший новое направление деятельности MELCO – оборудование для электроэрозии. В СССР электроэрозионные станки Mitsubishi Electric поставлялись под маркой OPTICUT.

На новый уровень разработок корпорация вышла после образования в 1991 г. исследовательской лаборатории Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL) в Кембриджском университете (США). Лаборатория концентрирует фундаментальные исследования и НИОКР по пяти основным направлениям: электроника и связь, мультимедиа, анализ данных, пространственный анализ и мехатроника. Статьи сотрудников лаборатории из различных специализированных журналов, а также доклады с различных конференций, доступны в сборниках трудов MERL на сайте лаборатории [2]. Число публикаций к настоящему времени превысило 2000.

С начала 1990-х гг. Mitsubishi Electric продолжала расширять направления своей деятельности. В 2016 г. на интернет-портале [1] в составе корпорации Mitsubishi Electric зарегистрировано уже 86 различных компаний и коммерческих организаций. Приведём некоторые ключевые события из истории корпорации, относящиеся к средствам визуализации и полупроводниковым технологиям:

Продукция Mitsubishi Electric известна в СССР ещё с 1970-х гг., когда в нашу страну осуществлялись поставки промышленного оборудования и производственных линий. Новый этап работы MELCO в странах СНГ начался в 1990-х гг. с формирования сети сбыта и обслуживания систем кондиционирования воздуха. В декабре 1997 г. было открыто Представительство ЗАО «Mitsubishi Electric Europe B. V.» (MEE) в Москве. В 1999 г. открыто подразделение визуальных информационных систем. В 2004 г. заработало подразделение в Екатеринбурге, в 2008 г. – в Санкт-Петербурге.

В 2014 г. зарегистрировано российское юридическое лицо – ООО «Мицубиси Электрик (РУС)» и его обособленные подразделения в Санкт-Петербурге и Екатеринбурге (учредитель МЕЕ). В 2015 г. зарегистрированы обособленные подразделения ООО «Мицубиси Электрик (РУС)» в Уфе и Краснодаре. Организация является членом Московской международной бизнес-ассоциации (ММБА), Ассоциации европейского бизнеса и Японского бизнес-клуба. Продукты MELCO, в том числе TFT-LCD-модули, в России представляют многие международные и отечественные дистрибьюторы электронных компонентов (Mouser Electronics, группа компаний Сим-метрон, ПетроИнтрейд).

Предметом рассмотрения настоящей статьи является продукция компании Melco Display Technology Inc. (префектура Кумамото), входящей в корпорацию Mitsubishi Electric и выпускающей высоконадёжные матрицы для ответственных применений, где необходимы гарантии на многие годы и где цена отказа или неработоспособности может привести к миллионным убыткам и даже угрозам человеческой жизни.

Завод компании в районе Shisui Area (префектура Тиба) оснащён оборудованием 2,5-поколения и позволяет выпускать матрицы размерами до 21,5 дюйма, а вся выпускаемая номенклатура изделий ограничена размерами 3,5–19,2 дюйма. Предприятие выпускает матрицы, отвечающие высоким требованиям надёжности, качества отображения информации и с использованием всех последних технологий производства ЖК-матриц (IPS, PCAP touch, Transflective и др.). Основные особенности изделий компании:

Основные области применения ЖК-матриц компании: авиация, строительная техника, железнодорожный транспорт, медицинские и высокотехнологические приборы, морские и речные суда, промышленная автоматика.

Основными конкурентами матриц Mitsubishi Electric являются матрицы компаний Sharp, KOE, Kyocera и NLT Technology. Сегменты рынка, на которые компания поставляет матрицы, невелики по сравнению с сегментом промышленной автоматики, где лидерами являются компании AUO, BOE и LG.

В каталоге Mitsubishi Electric 2016 г. представлена широкая номенклатура продуктов самого различного назначения, в том числе и продукты в категориях полупроводниковых приборов и устройств (силовые приборы и модули, интегральные схемы и датчики, ВЧ-приборы, оптические приборы, TFT-LCD-модули) и средств визуализации и информационных систем (ЖК-экраны, доски объявлений, большие дисплейные системы) [3].

В категории полупроводниковых приборов каталога представлено более 100 типов TFT-LCD-модулей промышленного назначения в трёх группах:

Предлагаемая компанией номенклатура TFT-LCD-модулей покрывает потребности заказчиков в большинстве промышленных приложений. Приборы могут найти применение в измерительном оборудовании для автоматизации производства, на транспорте, в строительной, горнодобывающей и сельскохозяйственной технике и во многих других отраслях промышленности. Модули отличаются высокой надёжностью, яркостью, контрастностью, большими углами обзора и широким диапазоном рабочих температур. Все приборы обеспечивают низкое энергопотребление и высокое качество изображения как внутри помещений, так и на улице.

Выпускаемые TFT-LCD-модули характеризуются рядом конструктивных и эксплуатационных параметров, таких как размер диагонали экрана, разрешение изображения, яркость и контрастность. Приборы могут иметь опционные исполнения, например, с защитным стеклом, встроенным драйвером светодиодной подсветки, с сенсорным экраном. Каждый тип модуля характеризуется своим набором параметров, функциональных и эксплуатационных возможностей. Приведём основные функциональные, конструктивные и эксплуатационные особенности модулей:

Классификационные параметры современных (со статусом NEW), TFT-LCD-модулей компании из каталога 2016 г. приведены в таблице 1 (вся номенклатура выпускаемых модулей значительно больше).

При производстве модулей компания применяет ряд оригинальных технологий, используемых в конкретных типах приборов. Приведём основные из них.

Проекционно-ёмкостные сенсорные экраны (Project Capacitive, PCAP) характеризуются высокой светопрозрачностью, твёрдостью поверхности экрана и прочностью, обеспечиваемой защитным стеклом. В каталоге представлены TFT-LCD-модули с РСАР-экранами второго и третьего поколений, отличающиеся чувствительностью и толщиной защитных стёкол. Экраны второго поколения снабжены защитными стёклами толщиной до 2,8 мм. В декабре 2015 г. компания представила TFT-LCD-модули AA070ME11 и AA070MC11 с проекционно-ёмкостными сенсорными экранами третьего поколения с защитным стеклом толщиной 5 мм и повышенной чувствительностью датчика за счёт суммирования сигналов от 10 точек касания (Multi-Touch Sensing). ЖК-панели с такими экранами пригодны для работы в перчатках, а также в условиях высокой влажности.

Устройство модулей с проекционно-ёмкостным экраном показано на рисунке 1, где на диаграмме справа показаны преимущества экранов PCAP третьего поколения MELCO (красная линия) по сравнению с экранами второго поколения (синяя линия). В ассортименте TFT-LCD-модулей компании имеются исполнения с большинством типоразмеров (диагоналей) с PCAP-экранами. На рисунке 2 показаны модули с диагоналями 8,4″, 9″, 10,6″ и толщиной защитного стекла 2,8 мм. Экраны РСАР третьего поколения установлены на модули с диагоналями 6,5″, 7″ и 8,4″ (см. таблицу 1). Для встроенных драйверов сенсорных панелей предусмотрены интерфейсы USB и UART. На модули с РСАР-экранами распространяется заводская гарантия сроком от трёх до пяти лет.

В ряде TFT-LCD-модулей компании используются 4-проводные резистивные сенсорные панели. В каталог 2016 г. включены следующие модели (кроме приведённых в таблице 1):

Одноимённые приборы, но без окончаний Т1 и Т2, не комплектуются резистивными сенсорными панелями, а их яркость несколько больше, чем у соответствующих модулей с сенсорными панелями. На рисунке 3 показан отладочный комплект AA084VC03 для TFT-LCS с диагональю 8,4″ с 4-провод-ной сенсорной панелью.

Несколько модулей компании выпускаются для эксплуатации в более жёстких условиях: удары и вибрации с ускорением до 6,8g, температура в диапазоне –40…+85°С. В таких условиях могут работать следующие приборы: AT070MJ11, AT104XH11 и AA121TG01. Структура модуля AT070MJ11 приведена на рисунке 4.

Основные параметры прибора:

Основные параметры модуля AT104XH11 приведены в таблице 1, модуль AA121TG01 имеет разрешение 1280 × 800, яркость 450 кд/м² (более подробные данные необходимо запрашивать у производителя).

TFT-LCD-модули с яркостью менее 1000 кд/м² в большинстве исполнений содержат встроенные драйверы светодиодов. В приборах с высокой яркостью (более 1000 кд/м²) драйверы не устанавливаются. Ток светодиодов определяется заказчиком.

При эксплуатации ЖК-панелей в условиях сильной внешней засветки читаемость изображения часто затруднена, а иногда оказывается невозможной. Это явление хорошо известно пользователям мобильных гаджетов и фотокамер с ЖК-дисплеями: при ярком дневном освещении изображение на них видно очень плохо. Для ответственных приложений, например, для дисплеев транспортных средств или полевых приборов, такая ситуация крайне нежелательна. Применение антибликовых покрытий и увеличение яркости подсветки полностью проблему не решают. Mitsubishi Electric нашла более эффективный метод «борьбы» с ярким внешним освещением, разработав технологию Transflective (Transmissive + Reflective, что переводится как «пропускать плюс отражать»). На рисунке 5 схематично показано действие различных методов улучшения качества изображения ЖК-панелей при ярком солнечном свете.

В каталоге 2016 г. представлено два модуля, выполненных по технологии Transflective и отлично подходящих для приборных досок транспортных средств и сельскохозяйственной техники.

TFT-LCD-модуль AA057VG12 (см. рис. 6) с диагональю 5,7″ обеспечивает следующие показатели и параметры:

Основные параметры TFT-LCD-модуля AA084VL01, выполненного по технологии Transflective: яркость 300 кд/м², контрастность 200:1 (в ре-жиме Transmissive), углы обзора 50/70/80/80°.

К технологическим способам повышения различимости изображения при ярком освещении относится снижение внутренних отражений в структуре ЖК-панелей. Наиболее сложно осуществить это на участке между внутренней поверхностью защитного стекла и поверхностью ЖК-панели. В зазоре между ними обычно находится воздушная прослойка, на которой происходит дополнительное отражение света. Mitsubishi Electric при производстве использует технологию оптической склейки (Optical Bonding), по которой в воздушный зазор вводят прозрачный гель, устраняющий паразитное отражение. На рисунке 7 показан механизм действия технологии оптической склейки. Дополнительным эффектом технологии оптической склейки является устранение возможного запотевания внутренней поверхности стекла при колебаниях температуры в районе точки росы.

По технологии оптической склейки с установленным на заводе защитным стеклом выпускаются три типа TFT-LCD-модулей: AA104SH12-G1 (800 × 600), AA104XD12-G1 (1024 × 768), AA175TD01-G1 (1280 × 720).

В каталоге 2016 г. представлены и модули со специальными конфигурациями экрана (см. рис. 8), например, АА050АА11 с квадратным экраном и с размерами изображения 89,28 ×
× 89,28 мм (разрешение 640 × 640, яркость 1200 кд/м²). Модуль хорошо подходит для авиационных и автомобильных приборов (компасы, горизонты и т.п.). Интересны также вытянутые панели АА192АА01 (горизонтально, размер изображения 478,08 × 89,6 мм, разрешение 1920 × 360) и АА192АА51 (вертикально). На рисунке 9 показан внешний вид матрицы с установленным сенсорным РСАР-экраном.

Широкая номенклатура TFT-LCD-модулей компании несколько затрудняет выбор необходимых для разработки конкретных приложений приборов. Для облегчения выбора в таблице 2 приведены типы модулей, классифицированные по функциональным и эксплуатационным признакам.

Рассмотрим особенности новинок компании 2016 г.

Матрица AA035EA01 – модуль с диагональю 3,5″ обеспечивает разрешение 960 × 540 и цветопередачу NTSC 72%, интерфейс LVDS, яркость 400 кд/м², контрастность 1000:1, углы обзора 85/85/85/85 градусов, диапазон рабочих температур –20…+70°С

Матрица AA150PD13 – 15-дюймовый модуль (технология IPS) с разрешением 1400 × 1050, выполненная по технологии IPS. Яркость 500/1000 кд/м², контрастность 1000 : 1, углы обзора 85/85/85/85°, диапазон рабочих температур –30…+80°С, диапазон температур хранения –40…+80°С).

Матрица AA070ME01-CJ1 – модуль (технология TN) с сенсорным экраном РСАР второго поколения с увеличенной до 2,8 мм толщиной защитного экрана. Яркость 900 кд/м², контрастность 600:1, углы обзора 80/80/80/80°, диапазон рабочих температур и температур хранения –30…+80°С.

Литература

1. www.mitsubishi.com/e/mitsubishihp.
2. www.merl.com/publications.
3. www.ru.mitsubishielectric.com/ru/index.page.