一, Techninis principas: Sinerginis skystųjų kristalų molekulių išdėstymo ir poliarizatoriaus apribojimas
1. Skystųjų kristalų molekulių posūkio kampo fizikinė riba
Segmentuoto LCD matomą atstumą pirmiausia riboja skystųjų kristalų molekulių sukimo kampas. TN tipas turi 90 laipsnių posūkio struktūrą, kuri turi trumpesnį šviesos nukreipimo kelią, todėl stebint iš tolo padidėja nedideli skystųjų kristalų molekulių išsidėstymo nuokrypiai, dėl kurių iškraipoma spalva arba sumažėja kontrastas. Pavyzdžiui, tam tikros markės skaičiuotuvas naudoja TN ekraną. Stebint iš 30 cm atstumo, skaičių kraštai gali atrodyti neryškūs, tačiau jie gali būti aiškiai rodomi 15 cm atstumu.
STN tipas padidina optinio kelio skirtumą ir padidina matomą atstumą iki maždaug 50 cm, padidindamas sukimo kampą iki 180{4}}270 laipsnių. Tačiau STN vairavimo įtampos reikalavimas yra gana didelis (dažniausiai virš 5 V), o žemos įtampos aplinkoje skystųjų kristalų molekulių atsako greitis sulėtėja, todėl tolimojo dinaminio ekrano metu atsiranda šešėlių. Pavyzdžiui, pramoninis prietaisas naudoja STN ekraną, o stebint greitai kintančius temperatūros duomenis iš 1 metro atstumo, skaitmeniniai atnaujinimai vėluoja 0,5 sekundės.
FSTN tipo optinė kompensacinė plėvelė pašalina dispersijos efektus ir leidžia matomam atstumui viršyti 1 metrą. Tačiau jo kompensacinė plėvelė yra jautri krintančios šviesos kampui. Kai stebėjimo kampas viršija ± 90 laipsnių, kompensavimo efektas susilpnėja, todėl pablogėja matomumas toli{4}}. Pavyzdžiui, tam tikrame medicinos prietaise naudojamas FSTN ekranas, o stebint iš 1,5 metro atstumo fono spalva pasikeičia iš grynai juodos į pilkai mėlyną, todėl kontrastas sumažėja iki žemiau 100:1.
2. Poliarizuojančios plėvelės ir pavaros grandinės sinergetinis apribojimas
Poliarizacinė plėvelė yra pagrindinė segmentuoto LCD komponentė, skirta šviesos ir tamsos kontrastui pasiekti, tačiau jos pralaidumas yra atvirkščiai proporcingas stebėjimo atstumui. TN poliarizacinės plėvelės pralaidumas yra tik 15%, o 50 cm atstumu šviesos slopinimas lemia nepakankamą skaitmeninį ryškumą; STN tipas naudoja dvigubo-sluoksnio poliarizatoriaus dizainą, kuris padidina pralaidumą iki 30%, o matomą atstumą padidina iki 80 cm; FSTN tipo naudojamas didelio pralaidumo poliarizatorius (pradavimas 45 %) kartu su mažos -galios pavaros grandine (pvz., 3,3 V GD32L233 MCU pavara), kad 1 metro atstumu būtų išlaikytas 200:1 kontrasto santykis.
Vairavimo grandinės reakcijos greitis tiesiogiai veikia tolimojo{0}}dinaminio rodymo efektą. TN tipo tvarkyklė paprastai turi 4{5}}8 kanalus ir tik 10 Hz atnaujinimo dažnį. Stebint greitai kintančius duomenis iš atstumo (pvz., realaus laiko atstumo rodymą lazeriniame nuotolio ieškiklyje), gali atsirasti skaitmeninių svyravimų; FSTN modelis palaiko 16 tvarkyklių, kurių atnaujinimo dažnis yra 50 Hz, kurios gali atitikti dinaminio ekrano reikalavimus 1 metro atstumu, tačiau tvarkyklės lusto kaina padidėja 30%.
2, Ekrano parametrai: dvigubi kontrasto ir ryškumo apribojimai
1. Ryšys tarp kontrasto slopinimo ir matomo atstumo
Kontrastas yra pagrindinis segmento LCD matomo atstumo indikatorius. TN tipo kontrasto santykis yra tik 10:1, o esant 30 cm atstumu, pilkos spalvos skirtumas tarp skaičių ir fono yra nepakankamas, todėl skaitomumas pablogėja; STN tipo kontrasto santykis padidintas iki 30:1, o matomas atstumas pailginamas iki 60cm; FSTN tipo kompensacinės plėvelės technologija padidina kontrasto santykį iki 300:1, leidžiantį aiškiai atskirti skaičius ir foną 1 metro atstumu.
Pramonės bandymų duomenys rodo, kad kai kontrasto santykis yra mažesnis nei 50:1, vartotojų, atpažįstančių skaičius iš 50 cm atstumo, klaidų lygis viršija 10 %; Kai kontrasto santykis yra didesnis nei 200:1, atpažinimo klaidų lygis 1 metro atstumu nukrenta žemiau 1%. Todėl aukštos klasės medicinos įranga, pvz., deguonies koncentratoriai, paprastai naudoja FSTN ekranus, kad užtikrintų nuotolinių rodmenų tikslumą.
2. Žaidimas tarp ryškumo slopinimo ir aplinkos šviesos
Segmentinio skystųjų kristalų ekrano ryškumas tiesiogiai veikia{0}}tolimąjį matomumą. TN tipo ryškumas paprastai yra 150 cd/m², o patalpose skaitmeninis ryškumas yra nepakankamas 30 cm atstumu; STN modelis padidino ryškumą iki 200 cd/m² ir padidino matomą atstumą iki 80 cm; FSTN modelis optimizavo savo foninio apšvietimo dizainą (pvz., LED šoninį foninį apšvietimą), kad būtų pasiektas 250 cd/m² ryškumas, kuris gali patenkinti vaizdinius poreikius esant stipriai apšviestai lauko aplinkai 1 metro atstumu.
Aplinkos šviesos įtaka matomam segmento kodo LCD atstumui yra reikšminga. Esant tiesioginiams saulės spinduliams, TN ekrano kontrasto santykis sumažėja iki 5:1, o matomas atstumas sutrumpėja iki 20 cm; FSTN ekranas išlaiko kontrasto santykį virš 100:1 esant saulės šviesai naudojant antirefleksinės dangos technologiją ir padidina matomą atstumą iki 50 cm. Pavyzdžiui, lauko prietaisas naudoja FSTN ekraną, kuris vis tiek gali aiškiai rodyti duomenis esant vidurdienio saulei, o TN ekranui reikalingas šviesos skydas, kad būtų lengviau stebėti.
3, Aplinkos veiksniai: bendras temperatūros, drėgmės ir smūgio poveikis
1. Temperatūros įtaka skystųjų kristalų reakcijos greičiui
Segmento LCD veikimo temperatūros diapazonas paprastai yra -30 laipsnių ~+85 laipsnių, tačiau ekstremalios temperatūros gali labai paveikti matomą atstumą. Esant žemai temperatūrai (-20 laipsnių) TN tipo skystųjų kristalų molekulių atsako laikas pailgėja nuo 50 ms iki 200 ms, todėl skaitmeniniai atnaujinimai uždelsta per tolimą{11}}dinaminį ekraną; FSTN tipas naudoja žemos temperatūros skystųjų kristalų medžiagas (pvz., MLC-2000 seriją), kad kontroliuotų atsako laiką esant -20 laipsnių per 100 ms, o tai atitinka tolimojo atstumo vizualinius pramoninės įrangos reikalavimus šaltoje aplinkoje.
Aukštos temperatūros sąlygomis (+70 laipsnis ) skystųjų kristalų molekulių aktyvumas didėja, tačiau sumažėja poliarizatorių ir varomųjų grandinių stabilumas. STN ekranai yra linkę spalvinti aukštoje temperatūroje, todėl matomas atstumas sumažėja iki 40 cm; FSTN ekranai išlaiko spalvų stabilumą 1 metro atstumu per aukštai -temperatūrai atsparią poliarizuojančią plėvelę (darbinė temperatūra+85 laipsnis).
2. Drėgmės ir smūgio įtaka ekrano patikimumui
Didelė drėgmė (90 % santykinis drėgnis) gali sukelti segmentuoto LCD vidinių elektrodų oksidaciją, o tai gali turėti įtakos važiavimo signalų perdavimui. TN tipo ekranas sumažina matomą atstumą iki 20cm drėgnoje aplinkoje; FSTN tipas naudoja sandarinimo technologiją (pvz., IP67 apsaugos lygį), kad būtų sumažintas drėgmės poveikis, o matomumas 1 metro atstumu nepakenks.
Mechaninis smūgis (pvz., 50 m/s² pagreitis) gali sukelti skystųjų kristalų molekulių išsidėstymą ir ekrano anomalijas. Po smūgio STN ekranui reikia 10 minučių, kad atkurtų matomą atstumą; FSTN tipas sumažina atsigavimo laiką iki 1 minutės, sustiprindamas stiklo pagrindą (storis 1,1 mm), atitinkantis ilgo{5}}atstumo vizualinius reikalavimus, keliamus pramoninei įrangai vibracinėje aplinkoje.
4, pramonės optimizavimo strategija: technologijos atnaujinimas ir taikymo scenarijaus pritaikymas
1. Technologinis atnaujinimas: didelio kontrasto ir plačios temperatūros medžiagų proveržis
Siekdama įveikti regėjimo atstumo apribojimus, pramonė optimizuoja medžiagas ir procesus. Pavyzdžiui, naudojant didelio kontrasto skystųjų kristalų medžiagas (pvz., MLC-6608 seriją), FSTN tipo kontrastą galima padidinti iki 500:1, todėl skaičiai 1,5 metro atstumu tampa aiškūs ir įskaitomi; Naudojant plačios temperatūros skystųjų kristalų medžiagas (darbo temperatūra -40 laipsnių ~ +105 laipsniai ), segmentuotas skystųjų kristalų ekranas gali išlaikyti 80 cm matomą atstumą net ekstremalioje aplinkoje.
2. Taikymo scenarijaus pritaikymas: dinaminis reguliavimas ir protingas kompensavimas
Pramonė sukūrė dinaminio reguliavimo technologiją įvairiems taikymo scenarijams. Pavyzdžiui, medicininė įranga naudoja aplinkos šviesos jutiklius, kurie automatiškai reguliuoja foninio apšvietimo ryškumą, užtikrinantį matomumą 1 metro atstumu; Pramoniniai instrumentai optimizuoja skystųjų kristalų atsako greitį žemoje -temperatūroje ir padidina matomą atstumą, naudodami temperatūros kompensavimo algoritmus.
3. Alternatyvių sprendimų tyrimas: Segmentuotų kodų ekranų ir taškų matricų ekranų bendradarbiavimas
Programoms, kurioms reikalingas itin didelis matomumas, pvz., lauko reklamos ekranai, pramonė tiria bendradarbiavimo sprendimus tarp segmentuotų kodų ekranų ir taškų matricų ekranų. Pavyzdžiui, naudojant FSTN segmento kodo ekraną, kad būtų rodomi pagrindiniai duomenys (pvz., Temperatūra ir slėgis), kartu su taškinės matricos ekranu, kad būtų rodoma papildoma informacija (pvz., Tendencijų diagrama), pagrindiniai parametrai vis tiek gali būti aiškiai identifikuojami 10 metrų atstumu.
