1, Principiu tehnic: caracteristici optice LCD și control al polarizării
Principiul de afișare al LCD-ului se bazează pe interacțiunea dintre proprietățile optice ale moleculelor de cristal lichid și lumina polarizată. Moleculele de cristale lichide sunt substanțe care sunt intermediare între lichide și solide, iar direcția lor axa lungă se poate roti sub acțiunea unui câmp electric. Când lumina trece prin două plăci polarizante (polarizator și analizor), dacă moleculele de cristale lichide nu sunt supuse unui câmp electric, lumina nu poate trece prin analizor și ecranul apare întunecat; Când câmpul electric rotește moleculele de cristal lichid, direcția de polarizare a luminii se schimbă, iar ecranul apare strălucitor printr-un polarizator. Prin controlul unghiului de rotație al moleculelor de cristale lichide, se poate realiza controlul luminozității pixelilor, care poate fi apoi combinat în caractere sau grafice.
Cheia pentru implementarea fundalului albastru și a textului alb constă în modul „Afișaj negativ” al ecranului LCD. În modul de afișare negativ, culoarea de fundal a ecranului LCD este întunecată (cum ar fi albastru) și caracterele sunt deschise (cum ar fi alb). Principiul este:
Selectarea luminii de fundal: se utilizează iluminarea de fundal albă (cum ar fi LED-ul). După ce lumina trece prin stratul de cristale lichide, părțile care nu sunt blocate de moleculele de cristale lichide apar albe (caractere), iar părțile blocate apar de culoarea luminii de fundal după trecerea prin polarizator (fond albastru).
Polarizatoare și materiale cu cristale lichide: prin selectarea polarizatoarelor cu lungimi de undă specifice (cum ar fi polarizatoarele albastre) și materialelor cu cristale lichide (cum ar fi cristalele lichide de tip STN), saturația fundalului albastru și luminozitatea caracterelor pot fi optimizate.
Reglarea contrastului: prin ajustarea tensiunii de conducere sau a grosimii stratului LCD, diferența de luminozitate dintre caractere și fundal poate fi controlată pentru a asigura o lizibilitate clară chiar și în medii cu lumină puternică.
2, Metoda de implementare: selecția hardware și controlul driverului
Selecția hardware: tip LCD și design cu iluminare de fundal
Pentru a obține un fundal albastru și un text alb pe ecranul LCD al instrumentului, trebuie selectate următoarele aspecte hardware:
Tip LCD: LCD STN (Super Twisted Nematic) sau HTN (High Twisted Nematic) este de preferat. Acest tip de cristal lichid are un unghi de răsucire mare (de obicei 210 grade -270 grade), care poate obține un contrast mai mare și un unghi de vizualizare mai larg, făcându-l potrivit pentru modul de afișare negativ. De exemplu, LCD de tip STN poate atinge un raport de contrast de peste 5:1 și un timp de răspuns între 250-350 de milisecunde în afișajul text alb cu fundal albastru, îndeplinind cerințele de afișare dinamică ale instrumentelor.
Design de iluminare de fundal: Folosind iluminarea de fundal LED albă, lumina este distribuită uniform printr-o placă de ghidare a luminii sau o peliculă de difuzie pentru a asigura luminozitatea uniformă a personajelor. Luminozitatea luminii de fundal trebuie ajustată în funcție de scenariul de utilizare, de exemplu, instrumentele de exterior trebuie să suporte o luminozitate de peste 1000 nits pentru a rezista interferențelor puternice ale luminii.
Film de polarizare și filtru: lipiți pelicula de polarizare albastră pe ambele părți ale stratului de cristale lichide sau filtrați lumina de fundal prin filtrul albastru pentru a forma un fundal albastru. Unele soluții-de ultimă generație adoptă tehnologia RGBW (iluminare de fundal roșu, verde, albastru, alb în patru-culori), care îmbunătățește și mai mult performanța culorii și eficiența energetică prin amestecarea luminii albe și albastre.
Controlul unității: reglarea tensiunii și strategia de reîmprospătare
Afișarea textului cu fundal albastru alb necesită un control precis al unghiului de rotație al moleculelor de cristale lichide și al luminozității de fundal, cu parametri de bază inclusiv:
Tensiune logică: de obicei 4,5-5,5 volți, cu o valoare tipică de 5,0 volți. Tensiunea înaltă de intrare (VIH) trebuie să fie mai mare sau egală cu 2,4 volți, iar tensiunea joasă (VIL) trebuie să fie mai mică sau egală cu 0,4 volți pentru a asigura stabilitatea semnalului.
Reglarea contrastului: prin ajustarea tensiunii pinului V0 (conectat la un potențiometru) pentru a controla grosimea stratului de cristale lichide, diferența de luminozitate dintre caractere și fundal poate fi ajustată. De exemplu, când tensiunea V0 este de 3,0 volți, contrastul este optim, iar tensiunea excesivă poate provoca fantomă.
Frecvența de reîmprospătare: frecvența cadrelor trebuie să fie mai mare sau egală cu 128 Hz pentru a evita pâlpâirea. Afișarea dinamică (cum ar fi derularea digitală) necesită utilizarea tehnologiei de scanare-partajarea timpului pentru a obține afișarea cu putere redusă-prin comutarea rapidă a mai multor tuburi digitale.
Selectare driver IC: Selectați driverul IC în funcție de cerințele de afișare. De exemplu, controlerul HD44780 acceptă LCD cu caractere standard (cum ar fi modulul 1602), care poate afișa litere, numere și simboluri; IC-ul driver-ului grafic cu matrice de puncte (cum ar fi ST7920) acceptă grafică personalizată și afișaj chinezesc, făcându-l potrivit pentru interfețe complexe ale instrumentelor.
3, Scenarii de aplicare: de la instrumente industriale la electronice de larg consum
LCD cu text alb cu fundal albastru este utilizat pe scară largă în următoarele scenarii datorită contrastului său ridicat și lizibilității puternice la lumină:
Instrumente de control industrial: cum ar fi manometre, controlere de temperatură, debitmetre etc. Fondul albastru și afișajul text alb pot fi încă citite clar în medii cu lumină puternică din fabrică, iar diferența vizuală dintre caracterele albe și fundalul albastru respectă standardele de design industrial.
Panoul de instrumente electronic pentru automobile: panourile de instrumente auto tradiționale (cum ar fi vitezometrele și turometrele) folosesc adesea ecranul LCD cu coduri de câmp alb de fundal albastru, combinat cu lumini de avertizare roșii, pentru a forma un afișaj clar de informații ierarhice. Unele modele noi de vehicule energetice vor combina textul cu fundal albastru alb cu ecranul TFT complet-color pentru a spori simțul tehnologiei.
Dispozitive inteligente pentru casă: cum ar fi contoare inteligente, controlere de temperatură, dispozitive de monitorizare a mediului etc. Fundalul albastru și afișajul text alb nu sunt orbitori în medii cu lumină scăzută, iar combinația de caractere albe și fundal albastru se conformează esteticii moderne a casei.
Dispozitive portabile în aer liber: cum ar fi mese de cățărat, instrumente de topografie etc. LCD-ul cu caractere albe cu fundal albastru are o pierdere mai mică de contrast în lumina directă a soarelui, iar reflectivitatea caracterelor albe este mai mare decât cea a negrului, îmbunătățind și mai mult lizibilitatea.
