一, Οπτικές ιδιότητες υλικών υγρών κρυστάλλων STN: η φυσική βάση της πολυ-έγχρωμης οθόνης
Ο υγρός κρύσταλλος STN (Super Twisted Nematic) ενισχύει σημαντικά την κλίση της καμπύλης ηλεκτρο-οπτικής επίδρασης αυξάνοντας τη γωνία μοριακής συστροφής από 90 μοίρες τύπου TN σε 180 μοίρες -270 μοίρες . Αυτή η δομική αλλαγή το προικίζει με τα ακόλουθα βασικά χαρακτηριστικά:
Φαινόμενο διπλής διάθλασης: Το προσπίπτον φως αποσυντίθεται σε συνηθισμένο φως (ο-φως) και εξαιρετικό φως (ε-φως), και οι δύο δέσμες φωτός παράγουν μια διαφορά οπτικής διαδρομής στο στρώμα υγρών κρυστάλλων. Κατά τη διέλευση από τον αναλυτή, εμφανίζονται παρεμβολές, σχηματίζοντας ένα συγκεκριμένο χρώμα.
Έλεγχος γωνίας προ της κλίσης: Τα μόρια πρέπει να διατηρούν μια γωνία προ της κλίσης 3 μοιρών -8 μοιρών στη διεπαφή του στρώματος προσανατολισμού για να εξασφαλίσουν σταθερό χρώμα παρεμβολής σε κατάσταση χωρίς τάση.
Ομοιομορφία πάχους κουτιού: Η απόκλιση του πάχους του κιβωτίου πρέπει να ελέγχεται εντός 0,05 μ m για να αποφευχθεί το ανομοιόμορφο πάχος που προκαλεί διάστικτο χρώμα φόντου.
Αυτά τα χαρακτηριστικά κάνουν τους υγρούς κρυστάλλους STN να παρουσιάζουν ένα κίτρινο πράσινο ή μπλε γκρι φόντο όταν δεν εφαρμόζεται τάση, παρέχοντας μια φυσική βάση για πολύ-χρώματα. Ωστόσο, θα πρέπει να σημειωθεί ότι το εγγενές χρώμα των καθαρών υγρών κρυστάλλων STN θα περιορίσει το εύρος της χρωματικής έκφρασης και η αντιστάθμιση πρέπει να γίνει με τεχνικά μέσα.
2, The Implementation Path of Multicolor Display: Τεχνολογική Εξέλιξη από ψευδόχρωμο σε πλήρες χρώμα
1. Εμφάνιση βασικού κώδικα τμήματος: μονόχρωμη και δύο-χρωματικοί συνδυασμοί
Οι παραδοσιακές οθόνες LCD με κωδικό τμήματος STN χρησιμοποιούν τεχνολογία εκτύπωσης οθόνης για την εκτύπωση στρώσεων μαύρου, κόκκινου και άλλων μελανιών σε γυάλινα υποστρώματα ή πολωτικές μεμβράνες, επιτυγχάνοντας βασική πολυ-έγχρωμη οθόνη. Για παράδειγμα:
Θετική οθόνη: μαύρο φόντο+λευκή/κίτρινη γραμματοσειρά (TN/STN κίτρινο πράσινο φιλμ)
Αρνητική οθόνη: λευκό φόντο + μαύρη γραμματοσειρά (που επιτυγχάνεται μέσω του ανακλώμενου φωτός)
Συνδυασμοί δύο χρωμάτων: κόκκινο μελάνι εκτυπώνει τιμές καρδιακού ρυθμού, μαύρο εκτυπώνει άλλους χαρακτήρες
Οι τύποι χρωμάτων αυτού του συνδυασμού περιορίζονται από την επιλογή μελανιού, συνήθως υποστηρίζουν μόνο 2-5 χρώματα και υπάρχουν ορατά ελαττώματα στο μελάνι όταν δεν είναι ενεργοποιημένο.
2. Τεχνολογία ψευδο έγχρωμης απεικόνισης: μια σημαντική ανακάλυψη στον ποσοτικό προσδιορισμό της κλίμακας του γκρι και του χρώματος
Βελτιώνοντας το κύκλωμα οδήγησης και τα υλικά υγρών κρυστάλλων, η LCD με κωδικό τμήματος STN μπορεί να επιτύχει τους ακόλουθους ψευδοχρωματικούς συνδυασμούς:
Οθόνη σε κλίμακα του γκρι 4 επιπέδων: Προσαρμόζοντας το πλάτος του παλμού τάσης και ελέγχοντας τη γωνία εκτροπής των μορίων υγρών κρυστάλλων, μπορούν να επιτευχθούν αλλαγές φωτεινότητας και σκοταδισμού. Για παράδειγμα, σε ιατρικές οθόνες, χρησιμοποιούνται διαφορετικές τιμές κλίμακας του γκρι για να αντιπροσωπεύουν το εύρος τιμών καρδιακού ρυθμού.
16 level grayscale display: using frame rate control (FRC) technology, enhancing the sense of hierarchy through grayscale mixing on the timeline. However, due to the response speed of STN (usually>100ms), οι δυναμικές εικόνες υψηλής ταχύτητας-μπορεί να εμφανίσουν είδωλα.
Έγχρωμη οθόνη 256/4096 έγχρωμη: Σε ενσωματωμένους ελεγκτές όπως το S3C2440A, τα δεδομένα 8-bit/pixel (R3G3B2) ή 12 bit/pixel (R4G4B4) αντιστοιχίζονται σε πολύχρωμη οθόνη μέσω του αλγόριθμου jitter (Dithering) και του πίνακα αναζήτησης χρωμάτων (Dithering). Όμως ο πραγματικός κορεσμός χρώματος είναι σχετικά χαμηλός, που ανήκει στην κατηγορία του ψευδούς χρώματος.
3. Λύση πλήρους έγχρωμης οθόνης: Επανάσταση στην τεχνολογία CSTN
Το Color STN (CSTN) διαιρεί κάθε pixel σε τρία δευτερεύοντα εικονοστοιχεία κόκκινου, πράσινου και μπλε επικαλύπτοντας έγχρωμα φίλτρα RGB και συνδυάζει την ικανότητα ελέγχου κλίμακας του γκρι του STN για να επιτύχει έγχρωμη οθόνη 65536. Τα βασικά τεχνικά σημεία περιλαμβάνουν:
Διάταξη υποπίξελ: Υιοθέτηση διάταξης ράβδων ή ζιγκ-ζαγκ για βελτιστοποίηση των εφέ ανάμειξης χρωμάτων.
Αύξηση καναλιού κίνησης: Με τη χρήση ενεργού δίσκου μήτρας (AM-STN), η διασταυρούμενη επίδραση της παθητικής μήτρας ξεπερνιέται, υποστηρίζοντας υψηλότερη ανάλυση (όπως 640 × 400).
Εφαρμογή φιλμ αντιστάθμισης: Η τεχνολογία FSTN (Film+STN) εξαλείφει το εγγενές χρώμα φόντου του STN προσθέτοντας φιλμ αντιστάθμισης, βελτιώνει την ασπρόμαυρη αντίθεση και παρέχει ένα πιο καθαρό φόντο για έγχρωμη απεικόνιση.
3, Τεχνικά σημεία συμφόρησης και λύσεις: το κόστος της πολύχρωμης-οθόνης
1. Όριο ταχύτητας απόκρισης
Η αύξηση της γωνίας περιστροφής του υγρού κρυστάλλου STN οδηγεί σε παρατεταμένο χρόνο απόκρισης (τυπική τιμή 200-300ms), ο οποίος μπορεί να προκαλέσει είδωλα στη δυναμική εμφάνιση εικόνας. Η λύση περιλαμβάνει:
Υλικά υγρών κρυστάλλων ταχείας απόκρισης: Αναπτύξτε φόρμουλες υγρών κρυστάλλων με υψηλή διπλή διάθλαση και χαμηλό ιξώδες, μειώνοντας τον χρόνο απόκρισης σε 50 ms.
Τεχνολογία Overdrive: επιταχύνει τη διαδικασία μοριακής εκτροπής εφαρμόζοντας μια τάση προ της κλίσης.
2. Προοπτική εξάρτηση
Το εύρος γωνίας θέασης του STN (συνήθως ± 40 μοίρες ) είναι μικρότερο από αυτό της TFT-LCD (± 70 μοίρες ) και ενδέχεται να προκύψει μετατόπιση χρώματος όταν προβάλλεται λοξά. Κατεύθυνση βελτίωσης:
Τεχνολογία κατακόρυφης ευθυγράμμισης πολλαπλών τομέων (MVA): Με την προετοιμασία μικροδομών στο επίπεδο προσανατολισμού, μπορεί να επιτευχθεί εμφάνιση τομέα πολλαπλών προβολών.
Φιλμ οπτικής αντιστάθμισης: Προσθήκη φιλμ αντιστάθμισης διαφοράς φάσης για διεύρυνση του εύρους γωνίας θέασης.
3. Αντίφαση μεταξύ κόστους και απόδοσης
Η γραμμή παραγωγής STN απαιτεί ακριβή έλεγχο παραμέτρων όπως το πάχος του κιβωτίου και η γωνία κλίσης πριν, με αποτέλεσμα χαμηλότερη απόδοση από τον τύπο TN. Η πλήρης-έγχρωμη ενότητα CSTN απαιτεί τη στοίβαξη έγχρωμων φίλτρων και φιλμ αντιστάθμισης, με αποτέλεσμα 30% -50% αύξηση του κόστους σε σύγκριση με το μονόχρωμο STN. Στρατηγική απόκρισης του κλάδου:
Αρθρωτή σχεδίαση: Ενσωμάτωση του IC του προγράμματος οδήγησης, της μονάδας οπίσθιου φωτισμού και της οθόνης LCD για μείωση του κόστους του συστήματος.
Βελτιστοποίηση διαδικασίας: Υιοθέτηση τεχνολογίας εκτύπωσης inkjet για την αντικατάσταση της παραδοσιακής διαδικασίας φωτολιθογραφίας και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της παραγωγής έγχρωμων φίλτρων.
4, Τυπικό σενάριο εφαρμογής: Πραγματοποίηση αξίας για πολύ-έγχρωμη οθόνη
Βιομηχανικά όργανα: Στον πίνακα λειτουργίας των εργαλειομηχανών CNC, οι πληροφορίες συναγερμού εμφανίζονται με κόκκινο χρώμα, η κατάσταση κανονικής λειτουργίας εμφανίζεται με πράσινο χρώμα και η κατάσταση αναμονής εμφανίζεται με κίτρινο.
Ιατρικός εξοπλισμός: Στον διαγνωστικό εξοπλισμό υπερήχων, οι εικόνες Β-υπερήχων εμφανίζονται σε κλίμακα του γκρι 16 επιπέδων, με μπλε περιγράμματα που τονίζουν την περιοχή χειρουργικής επέμβασης.
Έλεγχος οικιακής συσκευής: Στο έξυπνο πάνελ του ψυγείου, χρησιμοποιούνται διαφορετικά χρώματα για τη διάκριση μεταξύ των λειτουργιών ψύξης, συντήρησης και γρήγορης κατάψυξης.
Πίνακας οργάνων αυτοκινήτου: Στον ψηφιακό μετασχηματισμό των παραδοσιακών μηχανικών οργάνων, χρησιμοποιείται έγχρωμη κωδικοποίηση LCD αντί για ενδεικτικές λυχνίες LED για την επίτευξη πλουσιότερων προτροπών κατάστασης.
