1, Τεχνική αρχή: Οπτικά χαρακτηριστικά LCD και έλεγχος πόλωσης
Η αρχή της οθόνης LCD βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ των οπτικών ιδιοτήτων των μορίων υγρών κρυστάλλων και του πολωμένου φωτός. Τα μόρια υγρών κρυστάλλων είναι ουσίες που είναι ενδιάμεσες μεταξύ υγρών και στερεών και η διεύθυνση του μακρού άξονά τους μπορεί να περιστρέφεται υπό τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου. Όταν το φως διέρχεται από δύο πολωτικές πλάκες (πολωτής και αναλυτής), εάν τα μόρια υγρών κρυστάλλων δεν υποβάλλονται σε ηλεκτρικό πεδίο, το φως δεν μπορεί να περάσει μέσα από τον αναλυτή και η οθόνη εμφανίζεται σκοτεινή. Όταν το ηλεκτρικό πεδίο περιστρέφει τα μόρια υγρών κρυστάλλων, η κατεύθυνση πόλωσης του φωτός αλλάζει και η οθόνη εμφανίζεται φωτεινή μέσω ενός πολωτή. Με τον έλεγχο της γωνίας περιστροφής των μορίων υγρών κρυστάλλων, μπορεί να επιτευχθεί έλεγχος φωτεινότητας pixel, ο οποίος στη συνέχεια μπορεί να συνδυαστεί σε χαρακτήρες ή γραφικά.
Το κλειδί για την εφαρμογή μπλε φόντου και λευκού κειμένου βρίσκεται στη λειτουργία "Αρνητική οθόνη" της οθόνης LCD. Στη λειτουργία αρνητικής εμφάνισης, το χρώμα φόντου της οθόνης LCD είναι σκούρο (όπως μπλε) και οι χαρακτήρες είναι ανοιχτοί (όπως λευκός). Η αρχή είναι:
Επιλογή οπίσθιου φωτισμού: Χρησιμοποιείται λευκός οπίσθιος φωτισμός (όπως LED). Αφού το φως περάσει από το στρώμα υγρών κρυστάλλων, τα μέρη που δεν μπλοκάρονται από τα μόρια υγρών κρυστάλλων εμφανίζονται λευκά (χαρακτήρες) και τα μπλοκαρισμένα μέρη εμφανίζονται στο χρώμα του οπίσθιου φωτισμού αφού περάσουν από τον πολωτή (μπλε φόντο).
Πωλητές και υλικά υγρών κρυστάλλων: Επιλέγοντας πολωτές με συγκεκριμένα μήκη κύματος (όπως μπλε πολωτές) και υλικά υγρών κρυστάλλων (όπως υγροί κρύσταλλοι τύπου STN), μπορεί να βελτιστοποιηθεί ο κορεσμός του μπλε φόντου και η φωτεινότητα των χαρακτήρων.
Ρύθμιση αντίθεσης: Ρυθμίζοντας την τάση οδήγησης ή το πάχος του στρώματος LCD, η διαφορά φωτεινότητας μεταξύ των χαρακτήρων και του φόντου μπορεί να ελεγχθεί για να διασφαλιστεί καθαρή αναγνωσιμότητα ακόμη και σε περιβάλλοντα με έντονο φως.
2, Μέθοδος υλοποίησης: Επιλογή υλικού και έλεγχος προγραμμάτων οδήγησης
Επιλογή υλικού: Τύπος LCD και σχεδιασμός οπίσθιου φωτισμού
Για να επιτύχετε την εμφάνιση μπλε φόντου και λευκού κειμένου στην οθόνη LCD του οργάνου, πρέπει να επιλέξετε τις ακόλουθες πτυχές υλικού:
Τύπος LCD: STN (Super Twisted Nematic) ή HTN (High Twisted Nematic) προτιμάται η LCD. Αυτός ο τύπος υγρών κρυστάλλων έχει υψηλή γωνία περιστροφής (συνήθως 210 μοίρες -270 μοίρες), η οποία μπορεί να επιτύχει υψηλότερη αντίθεση και ευρύτερη γωνία θέασης, καθιστώντας τον κατάλληλο για λειτουργία αρνητικής εμφάνισης. Για παράδειγμα, η οθόνη LCD τύπου STN μπορεί να επιτύχει αναλογία αντίθεσης πάνω από 5:1 και χρόνο απόκρισης μεταξύ 250-350 χιλιοστών του δευτερολέπτου σε μπλε φόντο λευκή οθόνη κειμένου, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις δυναμικής οθόνης των οργάνων.
Σχεδίαση οπίσθιου φωτισμού: Χρησιμοποιώντας λευκό οπίσθιο φωτισμό LED, το φως κατανέμεται ομοιόμορφα μέσω μιας πλάκας οδηγού φωτός ή μεμβράνης διάχυσης για να διασφαλιστεί η ομοιόμορφη φωτεινότητα των χαρακτήρων. Η φωτεινότητα του οπίσθιου φωτισμού πρέπει να ρυθμιστεί σύμφωνα με το σενάριο χρήσης, για παράδειγμα, τα όργανα εξωτερικού χώρου πρέπει να υποστηρίζουν φωτεινότητα πάνω από 1000 nits για να αντιστέκονται σε ισχυρές παρεμβολές φωτός.
Φιλμ και φίλτρο πολώσεως: Κολλήστε μπλε πολωτικό φιλμ και στις δύο πλευρές του στρώματος υγρών κρυστάλλων ή φιλτράρετε τον οπίσθιο φωτισμό μέσω του μπλε φίλτρου για να σχηματίσετε ένα μπλε φόντο. Ορισμένες λύσεις υψηλής-τελικής τεχνολογίας υιοθετούν την τεχνολογία RGBW (κόκκινο, πράσινο, μπλε, λευκός οπίσθιος φωτισμός τεσσάρων-χρωμάτων), ο οποίος βελτιώνει περαιτέρω την απόδοση χρώματος και την ενεργειακή απόδοση αναμειγνύοντας λευκό και μπλε φως.
Έλεγχος κίνησης: ρύθμιση τάσης και στρατηγική ανανέωσης
Η οδήγηση στην οθόνη μπλε φόντου λευκού κειμένου απαιτεί ακριβή έλεγχο της γωνίας περιστροφής των μορίων υγρών κρυστάλλων και τη φωτεινότητα του οπίσθιου φωτισμού, με βασικές παραμέτρους που περιλαμβάνουν:
Λογική τάση: τυπικά 4,5-5,5 βολτ, με τυπική τιμή 5,0 βολτ. Η υψηλή τάση εισόδου (VIH) πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με 2,4 βολτ και η χαμηλή τάση (VIL) πρέπει να είναι μικρότερη ή ίση με 0,4 βολτ για να διασφαλιστεί η σταθερότητα του σήματος.
Ρύθμιση αντίθεσης: Προσαρμόζοντας την τάση της ακίδας V0 (που συνδέεται με ένα ποτενσιόμετρο) για τον έλεγχο του πάχους του στρώματος υγρών κρυστάλλων, μπορεί να ρυθμιστεί η διαφορά φωτεινότητας μεταξύ των χαρακτήρων και του φόντου. Για παράδειγμα, όταν η τάση V0 είναι 3,0 βολτ, η αντίθεση είναι βέλτιστη και η υπερβολική τάση μπορεί να προκαλέσει είδωλα.
Συχνότητα ανανέωσης: Ο ρυθμός καρέ πρέπει να είναι μεγαλύτερος ή ίσος με 128 Hz για να αποφευχθεί το τρεμόπαιγμα. Η δυναμική οθόνη (όπως η ψηφιακή κύλιση) απαιτεί τη χρήση της τεχνολογίας σάρωσης-κοινής χρήσης για την επίτευξη χαμηλής-εμφάνισης ισχύος με γρήγορη εναλλαγή πολλών ψηφιακών λυχνιών.
Επιλογή IC προγράμματος οδήγησης: Επιλέξτε το IC του προγράμματος οδήγησης σύμφωνα με τις απαιτήσεις της οθόνης. Για παράδειγμα, ο ελεγκτής HD44780 υποστηρίζει τυπική οθόνη LCD χαρακτήρων (όπως η μονάδα 1602), η οποία μπορεί να εμφανίζει γράμματα, αριθμούς και σύμβολα. Το IC προγράμματος οδήγησης γραφικών dot matrix (όπως το ST7920) υποστηρίζει προσαρμοσμένα γραφικά και κινέζικη οθόνη, καθιστώντας το κατάλληλο για σύνθετες διεπαφές οργάνων.
3, Σενάρια εφαρμογής: Από βιομηχανικά όργανα έως ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης
Η οθόνη LCD σε λευκό φόντο με μπλε φόντο χρησιμοποιείται ευρέως στα ακόλουθα σενάρια λόγω της υψηλής αντίθεσης και της έντονης αναγνωσιμότητας του φωτός:
Όργανα βιομηχανικού ελέγχου: όπως μετρητές πίεσης, ελεγκτές θερμοκρασίας, μετρητές ροής κ.λπ. Το μπλε φόντο και η οθόνη λευκού κειμένου μπορούν να διαβαστούν καθαρά σε περιβάλλοντα με ισχυρό φως στο εργοστάσιο και η οπτική διαφορά μεταξύ των λευκών χαρακτήρων και του μπλε φόντου συμμορφώνεται με τα πρότυπα βιομηχανικού σχεδιασμού.
Ηλεκτρονικός πίνακας οργάνων αυτοκινήτου: Οι παραδοσιακοί πίνακες οργάνων αυτοκινήτων (όπως τα ταχύμετρα και τα στροφόμετρα) χρησιμοποιούν συχνά μπλε φόντο λευκό με κωδικό πεδίου LCD, σε συνδυασμό με κόκκινα προειδοποιητικά φώτα, για να σχηματίσουν μια καθαρή ιεραρχική οθόνη πληροφοριών. Ορισμένα νέα μοντέλα ενεργειακών οχημάτων θα συνδυάζουν μπλε φόντο λευκό κείμενο με πλήρη-έγχρωμη οθόνη TFT για να ενισχύσουν την αίσθηση της τεχνολογίας.
Έξυπνες οικιακές συσκευές: όπως έξυπνοι μετρητές, ελεγκτές θερμοκρασίας, συσκευές παρακολούθησης περιβάλλοντος κ.λπ. Το μπλε φόντο και η λευκή οθόνη κειμένου δεν είναι εκθαμβωτικά σε περιβάλλοντα χαμηλού φωτισμού και ο συνδυασμός λευκών χαρακτήρων και μπλε φόντου συμμορφώνεται με τη σύγχρονη αισθητική του σπιτιού.
Φορητές συσκευές εξωτερικού χώρου: όπως τραπέζια αναρρίχησης, τοπογραφικά όργανα κ.λπ. Η οθόνη LCD με λευκό φόντο έχει λιγότερη απώλεια αντίθεσης κάτω από το άμεσο ηλιακό φως και η ανακλαστικότητα των λευκών χαρακτήρων είναι υψηλότερη από εκείνη των μαύρων, βελτιώνοντας περαιτέρω την αναγνωσιμότητα.
