1, principi tècnic: característiques òptiques LCD i control de polarització
El principi de visualització de la pantalla LCD es basa en la interacció entre les propietats òptiques de les molècules de cristall líquid i la llum polaritzada. Les molècules de cristall líquid són substàncies intermèdies entre líquids i sòlids, i el seu eix llarg pot girar sota l'acció d'un camp elèctric. Quan la llum passa per dues plaques polaritzadores (polaritzador i analitzador), si les molècules de cristall líquid no estan sotmeses a un camp elèctric, la llum no pot passar per l'analitzador i la pantalla apareix fosca; Quan el camp elèctric gira les molècules de cristall líquid, la direcció de polarització de la llum canvia i la pantalla apareix brillant a través d'un polaritzador. Controlant l'angle de rotació de les molècules de cristall líquid, es pot aconseguir el control de la brillantor dels píxels, que després es pot combinar en caràcters o gràfics.
La clau per implementar el fons blau i el text blanc es troba en el mode "Pantalla negativa" de la pantalla LCD. En el mode de visualització negativa, el color de fons de la pantalla LCD és fosc (com el blau) i els caràcters són clars (com el blanc). El principi és:
Selecció de la llum de fons: s'utilitza la llum de fons blanca (com ara LED). Després que la llum travessa la capa de cristall líquid, les parts que no estan bloquejades per les molècules de cristall líquid apareixen blanques (caràcters) i les parts bloquejades apareixen del color de la llum de fons després de passar pel polaritzador (fons blau).
Polaritzadors i materials de cristall líquid: mitjançant la selecció de polaritzadors amb longituds d'ona específiques (com els polaritzadors blaus) i materials de cristall líquid (com els cristalls líquids tipus STN), es pot optimitzar la saturació del fons blau i la brillantor dels caràcters.
Ajust del contrast: ajustant la tensió de conducció o el gruix de la capa LCD, es pot controlar la diferència de brillantor entre els caràcters i el fons per garantir una llegibilitat clara fins i tot en entorns amb molta llum.
2, Mètode d'implementació: selecció de maquinari i control de controladors
Selecció de maquinari: tipus LCD i disseny de retroil·luminació
Per aconseguir un fons blau i una pantalla de text blanc a la pantalla LCD de l'instrument, cal seleccionar els aspectes de maquinari següents:
Tipus de LCD: es prefereix la pantalla LCD STN (Super Twisted Nematic) o HTN (High Twisted Nematic). Aquest tipus de cristall líquid té un angle de gir elevat (generalment 210 graus -270 graus), que pot aconseguir un major contrast i un angle de visió més ampli, el que el fa adequat per al mode de visualització negativa. Per exemple, la pantalla LCD tipus STN pot aconseguir una relació de contrast superior a 5:1 i un temps de resposta entre 250 i 350 mil·lisegons a la pantalla de text blanc de fons blau, complint els requisits de visualització dinàmica dels instruments.
Disseny de retroil·luminació: utilitzant la llum de fons LED blanca, la llum es distribueix uniformement a través d'una placa de guia de llum o pel·lícula de difusió per garantir una brillantor uniforme dels personatges. La brillantor de la llum de fons s'ha d'ajustar segons l'escenari d'ús, per exemple, els instruments a l'aire lliure han de suportar una brillantor de més de 1000 nits per resistir fortes interferències de llum.
Pel·lícula polaritzadora i filtre: enganxeu pel·lícula polaritzant blava a banda i banda de la capa de cristall líquid o filtreu la llum de fons a través del filtre blau per formar un fons blau. Algunes solucions-de gamma alta adopten la tecnologia RGBW (retroiluminación vermella, verda, blava, blanca de quatre-colors), que millora encara més el rendiment del color i l'eficiència energètica barrejant llum blanca i blava.
Control de la unitat: regulació de tensió i estratègia de refresc
La conducció de la pantalla de text blanc de fons blau requereix un control precís de l'angle de rotació de les molècules de cristall líquid i la brillantor de la llum de fons, amb paràmetres bàsics que inclouen:
Tensió lògica: normalment 4,5-5,5 volts, amb un valor típic de 5,0 volts. L'alta tensió d'entrada (VIH) ha de ser superior o igual a 2,4 volts, i la baixa tensió (VIL) ha de ser inferior o igual a 0,4 volts per garantir l'estabilitat del senyal.
Ajust del contrast: ajustant la tensió del pin V0 (connectat a un potenciòmetre) per controlar el gruix de la capa de cristall líquid, es pot ajustar la diferència de brillantor entre els caràcters i el fons. Per exemple, quan la tensió V0 és de 3,0 volts, el contrast és òptim i una tensió excessiva pot provocar fantasmes.
Freqüència d'actualització: la velocitat de fotogrames ha de ser superior o igual a 128 Hz per evitar el parpelleig. La visualització dinàmica (com ara el desplaçament digital) requereix l'ús de la tecnologia d'escaneig de-compartició de temps per aconseguir una visualització de baixa-potència canviant ràpidament diversos tubs digitals.
Selecció del controlador IC: seleccioneu el controlador IC segons els requisits de visualització. Per exemple, el controlador HD44780 admet LCD de caràcters estàndard (com ara el mòdul 1602), que pot mostrar lletres, números i símbols; El controlador de matriu de punts gràfica IC (com ST7920) admet gràfics personalitzats i pantalla xinesa, el que el fa adequat per a interfícies d'instruments complexes.
3, Escenaris d'aplicació: des dels instruments industrials fins a l'electrònica de consum
La pantalla LCD de text blanc de fons blau s'utilitza àmpliament en els escenaris següents a causa del seu alt contrast i la seva gran llegibilitat a la llum:
Instruments de control industrial: com ara manòmetres, controladors de temperatura, mesuradors de cabal, etc. El fons blau i la pantalla de text blanc encara es poden llegir clarament en entorns de llum intensa a la fàbrica, i la diferència visual entre els caràcters blancs i el fons blau compleix els estàndards de disseny industrial.
Tauler d'instruments electrònic d'automòbils: els panells d'instruments d'automòbils tradicionals (com ara velocímetres i tacòmetres) sovint utilitzen LCD de codi de camp blanc de fons blau, combinat amb llums d'advertència vermelles, per formar una visualització clara d'informació jeràrquica. Alguns models de vehicles energètics nous combinaran text blanc de fons blau amb pantalla TFT a tot-color per millorar el sentit de la tecnologia.
Dispositius domèstics intel·ligents: com ara comptadors intel·ligents, controladors de temperatura, dispositius de control ambiental, etc. El fons blau i la pantalla de text blanc no enlluernan en entorns amb poca llum, i la combinació de caràcters blancs i fons blau s'ajusta a l'estètica de la llar moderna.
Dispositius portàtils a l'aire lliure: com ara taules d'escalada, instruments de topografia, etc. La pantalla LCD amb caràcters blancs de fons blau té menys pèrdua de contrast sota la llum solar directa i la reflectivitat dels caràcters blancs és més alta que la del negre, millorant encara més la llegibilitat.
