Техническая основа работы при низком напряжении: взаимодействие жидкокристаллического материала и цепей управления.
Характеристики отклика электрического поля жидкокристаллического материала
Под воздействием электрического поля изменяется расположение молекул жидких кристаллов ЖК-дисплеев. ТН, например; когда напряжения нет, молекулы выстраиваются в форме штопора, который позволяет свету свободно проходить, но как только напряжение подается, они выстраиваются параллельно тому, что создает электрическое поле, которое полностью блокирует свет. Этот процесс очень чувствителен к пороговому напряжению.
Пороговое напряжение или Vth — это критическая величина напряжения в вольтах, которая инициирует отклонение молекул жидкого кристалла, и это число обычно находится в пределах 2–3 вольт.
Напряжение насыщения (Vsat), уровень напряжения, который необходим для достижения полного отклонения жидких кристаллов, обычно составляет около 4 - 6 В.
А современные ЖК-дисплеи приборов могут снизить Vth до уровня ниже 1. 5V, если вы используете правильные вещи, такие как оптимизация этих рецептов жидких кристаллов (добавьте флюоро- или циано-что-нибудь?), они по-прежнему будут довольно хороши в создании ярких темных материалов с соотношением > 1000: 1, но быстро, как 10 миллисекунд, так что это примерно то же самое, почему мы хотим работать с меньшим напряжением.
Проектирование низковольтной цепи управления.
Традиционная схема драйвера ЖК-дисплея принимает источник питания, который был увеличен примерно на один дополнительный уровень, и он достигает напряжения примерно от десяти до двадцати вольт для питания вашего жидкокристаллического дисплея, но теперь у вас есть такая технология в более современном приборном ЖК-дисплее, таком как этот. Технология, которую мы рассматриваем, сама по себе прекрасно справляется с низким напряжением.
Интегрированная микросхема драйвера: такая как SED1520, T6963c и т. д., эти интегрированные схемы накачки заряда, она может увеличивать напряжение 3,3 В до необходимого напряжения жидкого кристалла и иметь возможность подключаться непосредственно к порту ввода-вывода микроконтроллера, тем самым уменьшая количество внешних частей.
DVS: Динамически изменяет напряжение возбуждения в зависимости от того, что отображается. Например, снизить напряжение до 2,5 В при отображении некоторых текстов и снова поднять его до 3,3 В для отображения движущихся изображений, что позволяет сэкономить как на энергопотреблении, так и на получаемых результатах.
Режим отображения с низким энергопотреблением: он может поддерживать функцию частичного обновления и спящего режима. Например, интеллектуальный счетчик может обновлять часть отображения времени только в режиме ожидания, что снижает его энергопотребление до менее 0,1 мВт.
Случаи применения в промышленности: Обычное использование ЖК-дисплеев низкого напряжения.
Промышленные приборы: работа в тяжелых условиях.
В нефтехимии/металлургии и т. д. приборы работают от -40 градусов до +85 градусов. В некоторых промышленных инструментах HMI используется ЖК-дисплей, закаленный в холодном состоянии и работающий по этой технологии.
Встроенная нагревательная пленка: нагревательная пленка ITO встроена в подложку ЖК-дисплея и соединена с источником подсветки; количество используемой тепловой энергии контролируется автоматически с помощью инструмента определения температуры, так что все будет работать правильно при напряжении 3,3 В при низкой температуре (минус двадцать градусов по Цельсию).
Расширение конструкции источника питания: он поддерживает входное напряжение 9-36 В, обеспечивает стабильное напряжение 3,3 В посредством преобразования постоянного тока в постоянный, способен адаптироваться к различным напряжениям на рабочем месте.
Умный счетчик: решение для отображения с чрезвычайно длительным временем автономной работы
Смартметрам приходится работать в течение длительного времени (более 10 лет), а также они потребляют больше энергии. Модель однофазного счетчика электроэнергии, в которой в качестве дисплея используется отражающий ЖК-дисплей, имеет следующую работу при низком напряжении.
подсветка-свободный дизайн: используйте окружающий свет для отражения на экране, поэтому модуль подсветки не требуется, и он будет работать при напряжении 2 В или ниже.
Технология сегментированного вождения: содержимое дисплея разделено на несколько частей. Управляйте каждой порцией индивидуально, чтобы уменьшить ненужное использование энергии. Измеренные данные, как видно из рисунка выше, расходомер отображает потребляемую мощность всего 0. 05 мВт/см 2 при напряжении 3,3 В.
Медицинское оборудование: прежде всего, безопасность прежде всего, низковольтная конструкция
Работа при низком напряжении снижает риск поражения электрическим током в портативном мониторе, измерителе уровня глюкозы в крови и т. д. И теперь, для портативных мониторов особой марки- они включили следующий тип защитного устройства.
Изолированный источник питания: изоляция между входом и выходом с помощью трансформатора; убедитесь, что напряжение в контактной части с пациентом не превышает 6 В.
Дул-резервирование батарей: встроено из 2 батарей типа АА 1,5 В, питание 3,3 В от усилителя, все еще отображается после разряда одной батареи.
Проблемы надежности и их решения.
При низком напряжении возникают проблемы с однородностью отображения.
Если напряжение ниже 2,5 В, ЖК-дисплей будет отображать более темную часть из-за недостаточного отклонения. Решение:
Оптимизация конструкции световодной пластины: световодная пластина с микропризмами для улучшения использования подсветки. Как и в другом случае, например, когда ЖК-дисплей на приборной панели автомобиля смог повысить однородность яркости до 92% просто за счет использования другого типа световодной пластины с напряжением три вольта (3 В).
Динамическая регулировка контрастности: автоматическая регулировка контрастности дисплея в зависимости от силы окружающего освещения. Сильная освещенность (> 10 000 люкс). Контраст увеличивается до 1 000:1, чтобы компенсировать снижение яркости из-за снижения низкого напряжения.
задержка ответа в условиях низкой температуры
Вязкость жидких кристаллов увеличивается, когда они холодные, и время реакции увеличивается. Специальный ЖК-дисплей приборной панели-автомобиля устраняет эту проблему с помощью следующих технологий:
ITO heating film: Transparent heating films on either side of the liquid crystal layer for keeping the temp. at >0 градусов с быстрой реакцией<15ms.
Алгоритм предварительного нагрева: при запуске на жидкие кристаллы устройства сначала подается высокое напряжение 5 В, затем температура быстро повышается, а затем достигает стандартного значения 3. 3 В.
Долгосрочное снижение срока службы при низком напряжении.
Материалы LCM могут содержать электролиты при длительном низком напряжении, и дисплей выйдет из строя. Промышленный ЖК-дисплей продлевает срок его службы следующим образом:
Форма волны, управляемая переменным током: используйте симметричную прямоугольную-волну, чтобы предотвратить смещение постоянного тока, скорость электролиза снижается на 90 %.
Измените материал: добавьте в LC антиоксиданты, чтобы предотвратить коррозию электрода. Согласно нашим фактическим результатам испытаний, мы обнаружили, что ЖК-дисплей может работать непрерывно при количестве выше 50 000 при напряжении 2,5 В.
