1. Технический принцип: оптические характеристики ЖК-дисплея и контроль поляризации.
Принцип отображения ЖК-дисплея основан на взаимодействии оптических свойств молекул жидких кристаллов и поляризованного света. Молекулы жидких кристаллов представляют собой вещества, занимающие промежуточное положение между жидкостями и твердыми телами, и направление их длинной оси может вращаться под действием электрического поля. Когда свет проходит через две поляризационные пластины (поляризатор и анализатор), если молекулы жидкого кристалла не подвергаются электрическому полю, свет не может пройти через анализатор, и экран кажется темным; Когда электрическое поле вращает молекулы жидкого кристалла, направление поляризации света меняется, и через поляризатор экран кажется ярким. Управляя углом поворота молекул жидкого кристалла, можно добиться управления яркостью пикселей, которые затем можно объединить в символы или графику.
Ключ к реализации синего фона и белого текста лежит в режиме «Негативного отображения» ЖК-дисплея. В режиме негативного отображения цвет фона ЖК-экрана темный (например, синий), а символы светлые (например, белые). Принцип таков:
Выбор подсветки: используется белая подсветка (например, светодиодная). После прохождения света через слой жидкого кристалла части, которые не заблокированы молекулами жидкого кристалла, кажутся белыми (символы), а заблокированные части приобретают цвет подсветки после прохождения через поляризатор (синий фон).
Поляризаторы и жидкокристаллические материалы: выбирая поляризаторы с определенной длиной волны (например, синие поляризаторы) и жидкокристаллические материалы (например, жидкие кристаллы типа STN), можно оптимизировать насыщенность синего фона и яркость символов.
Регулировка контрастности: регулируя напряжение возбуждения или толщину ЖК-слоя, можно контролировать разницу в яркости между символами и фоном, чтобы обеспечить четкость чтения даже в условиях яркого освещения.
2. Метод реализации: выбор оборудования и управление драйверами.
Выбор оборудования: тип ЖК-дисплея и конструкция подсветки
Чтобы добиться отображения синего фона и белого текста на ЖК-дисплее прибора, необходимо выбрать следующие аппаратные аспекты:
Тип ЖК-дисплея: Предпочтителен ЖК-дисплей STN (суперскрученный нематический) или HTN (высокоскрученный нематический). Этот тип жидких кристаллов имеет большой угол поворота (обычно 210–270 градусов), что позволяет добиться более высокой контрастности и более широкого угла обзора, что делает его подходящим для режима негативного отображения. Например, ЖК-дисплей типа STN может обеспечить коэффициент контрастности более 5:1 и время отклика 250–350 миллисекунд при отображении белого текста на синем фоне, что соответствует требованиям динамических дисплеев приборов.
Конструкция подсветки: благодаря использованию белой светодиодной подсветки свет равномерно распределяется через световодную пластину или диффузионную пленку, чтобы обеспечить равномерную яркость символов. Яркость подсветки необходимо регулировать в соответствии со сценарием использования, например, уличные инструменты должны поддерживать яркость более 1000 нит, чтобы противостоять сильным световым помехам.
Поляризационная пленка и фильтр: наклейте синюю поляризационную пленку на обе стороны жидкокристаллического слоя или отфильтруйте подсветку через синий фильтр, чтобы сформировать синий фон. В некоторых-решениях высокого класса используется технология RGBW (красная, зеленая, синяя, белая четырехцветная-подсветка), которая еще больше повышает цветопередачу и энергоэффективность за счет смешивания белого и синего света.
Управление приводом: регулирование напряжения и стратегия обновления
Для управления белым текстовым дисплеем на синем фоне требуется точный контроль угла поворота молекул жидкого кристалла и яркости подсветки, при этом основные параметры включают:
Логическое напряжение: обычно 4,5–5,5 В, типичное значение 5,0 В. Входное высокое напряжение (VIH) должно быть больше или равно 2,4 В, а низкое напряжение (VIL) должно быть меньше или равно 0,4 В, чтобы обеспечить стабильность сигнала.
Регулировка контрастности: регулируя напряжение контакта V0 (подключенного к потенциометру) для управления толщиной жидкокристаллического слоя, можно регулировать разницу яркости между символами и фоном. Например, когда напряжение V0 составляет 3,0 В, контрастность оптимальна, а чрезмерное напряжение может вызвать двоение изображения.
Частота обновления: частота кадров должна быть больше или равна 128 Гц, чтобы избежать мерцания. Динамическое отображение (например, цифровая прокрутка) требует использования технологии сканирования с разделением времени-для достижения отображения с низким-энергопотреблением за счет быстрого переключения нескольких цифровых трубок.
Выбор микросхемы драйвера: выберите микросхему драйвера в соответствии с требованиями дисплея. Например, контроллер HD44780 поддерживает стандартный текстовый ЖК-дисплей (например, модуль 1602), на котором могут отображаться буквы, цифры и символы; Микросхема драйвера графической матрицы (например, ST7920) поддерживает пользовательскую графику и дисплей на китайском языке, что делает ее подходящей для сложных интерфейсов приборов.
3. Сценарии применения: от промышленных инструментов до бытовой электроники.
ЖК-дисплей с белым текстом и синим фоном широко используется в следующих сценариях благодаря своей высокой контрастности и хорошей читаемости при освещении:
Приборы промышленного контроля: такие как манометры, регуляторы температуры, расходомеры и т. д. Синий фон и белый текстовый дисплей по-прежнему четко читаются в условиях яркого освещения на заводе, а визуальная разница между белыми символами и синим фоном соответствует стандартам промышленного дизайна.
Автомобильная электронная приборная панель: в традиционных автомобильных приборных панелях (таких как спидометры и тахометры) часто используется ЖК-дисплей с белым кодом на синем фоне в сочетании с красными сигнальными лампами для формирования четкого иерархического информационного дисплея. В некоторых новых моделях транспортных средств, работающих на энергии, белый текст на синем фоне сочетается с полноцветным TFT-экраном, чтобы усилить ощущение технологичности.
Устройства «умного дома»: такие как интеллектуальные счетчики, регуляторы температуры, устройства мониторинга окружающей среды и т. д. Синий фон и белый текстовый дисплей не бросаются в глаза в условиях низкой освещенности, а сочетание белых символов и синего фона соответствует современной домашней эстетике.
Портативные устройства для использования вне помещений: такие как столы для лазания, геодезические инструменты и т. д. Белый символьный ЖК-дисплей с синим фоном имеет меньшую потерю контрастности под прямыми солнечными лучами, а отражательная способность белых символов выше, чем у черных, что еще больше повышает читаемость.
