Технический принцип: пассивное отображение ЖК-дисплея с поврежденным кодом и активное управление TFT.
Основа экономии энергии в ЖК-дисплее с плохими кодами.
В ЖК-дисплее со сломанным кодом используется жидкокристаллический материал TN (скрученный нематик) или STN (суперскрученный нематик), отображение которого основано на управлении ориентацией жидкокристаллических молекул с помощью электрического поля. Отсюда вытекают ключевые функции-экономии энергии:
Пассивный механизм отображения: материал просто не излучает свет; таким образом, это будет происходить за счет отражения от него некоторого количества окружающего света или за счет отражения подсветки сзади. Без подсветки для удержания молекул жидкого кристалла в их состояниях необходим ток всего в несколько микроампер, а потребляемая мощность очень мала.
Статический режим вождения: отображение статической информации просто означает, что мы должны включить питание при его запуске, а затем оставить его включенным для всех последующих обновлений, тем самым сокращая энергопотребление.
Упрощенные схемы: если на ЖК-дисплее есть поврежденные коды, мы обычно используем прямое управление или простое матричное управление вместо сложных, которые не требуют большого количества управляющих микросхем и уменьшают энергопотребление схемы.
Энергопотребление TFT-экранов
TFT-экран активно контролирует состояние включения-выключения каждого пикселя с помощью массива тонкопленочных транзисторов, при этом потребление энергии в основном составляет:
Механизм динамического обновления. Чтобы избежать эффекта побочного изображения, вам придется обновлять экраны с частотой более 60 Гц. Если он не работает, то все еще есть вероятность включения схемы управления.
Потребность в высокой яркости: TFT-экраны обычно имеют светодиодную подсветку высокой яркости, и чем она ярче, тем больше энергии она потребляет.
Сложные схемы управления: TFT-матрицы, микросхемы драйверов источников, контроллеры синхронизации и т. д. требуют постоянного источника питания, что делает общую энергию более дорогой.
ДАННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ: «УРОВЕНЬ МИКРОАМПЕР» ЖК-дисплея со сломанным кодом и «УРОВЕНЬ ВАТТ» TFT
Потребление энергии при неправильном коде на ЖК-дисплее.
Статическое энергопотребление: ЖК-дисплей с выключенным кодом потребляет не более 5–10 мкА для сохранения изображения. Например, если вокруг нет подсветки, и у вас есть какой-то другой определенный промышленный инструмент с сломанным ЖК-экраном или отключенным питанием, он на самом деле все еще используется этим конкретным инструментом с уровнем потребления всего 6,2 мкА.
Потребляемая мощность подсветки: если необходима подсветка, потребляемая мощность на одну светодиодную бусину составляет около 15 мА, но ее можно уменьшить с помощью более совершенной конструкции. Как и в нашем последнем примере, у нас есть светодиодная подсветка малой-мощности, и если бы мы соединили все три лампы вместе одновременно, мы бы потребляли от этой штуки всего около 45 мА, и, вероятно, еще есть возможности для улучшения с помощью старой проверенной техники PWM Dimming.
Общее энергопотребление: на примере умных наручных часов они потребляют в среднем 0,8 мВт во время работы и около 0,02 мВт в режиме ожидания.
Энергопотребление TFT-экрана.
Динамическое энергопотребление. Потребляемая мощность TFT-экрана сильно зависит от размера, разрешения и яркости. Например:
2,4-дюймовый TFT-экран (разрешение: 240×320), потребляемая мощность около 1,2 Вт при уровне яркости 200 нит;
5-дюймовый TFT-экран (разрешение 720 x 1280) потребляет 3,5 Вт энергии при яркости 300 нит.
10-дюймовый TFT-экран (разрешение 1920х1080) потребляет более 8 Вт при яркости 400 нит.
Коэффициент подсветки: система подсветки обычно составляет 70–90% от общего энергопотребления TFT. В качестве примера возьмем мобильный телефон с TFT-экраном с яркостью 500 нит.. 85 % приходится на подсветку.
Сравнение тестов: в случае одинаковых размеров экранов TFT-экраны потребляли примерно в 18–25 раз больше энергии, чем ЖК-экраны с неработающим кодом. Если взять в качестве примера телефон vivo X100, то его вариант TFT будет примерно на пол--часа меньше с точки зрения времени автономной работы по сравнению с версией, в которой используется ЖК-дисплей.
Сценарий применения: преимущество ЖК-дисплея при низком энергопотреблении с нарушенным компромиссом в коде и производительности-в TFT
Сценарии-сбережения энергии ЖК-дисплея Broken Code.
Оборудование с батарейным питанием-. Когда требуется высокий заряд батареи, например, в смарт-браслете или метках, портативные устройства, отсоединяемый ЖК-дисплей, очень помогут продлить срок службы батареи. Например, для одного конкретного электронного ценника срок между перезарядками увеличился почти на два года после введения ограничения (примерно с трех месяцев до настоящего времени около года).
В случае, когда статические дисплеи были такими: на нашей приборной панели, на моем контроллере термостата или, может быть, мы хотим настроить какой-то тип часов, чтобы такого рода ситуации требовали долгосрочного отображения без постоянного обновления, поэтому сломанный ЖК-дисплей - это нормально, поскольку его не нужно постоянно обновлять, поэтому он потребляет очень мало энергии.
Низкая стоимость решения. Стоимость производства ЖК-дисплея с кодом Off- составляет всего 30–50 % от стоимости TFT, и он хорошо подходит для крупномасштабных приложений, таких как домашняя автоматизация, датчики в промышленности и т. д., где требуется экономия средств.
Преимущество производительности TFT-дисплея в различных ситуациях
Отображение динамического содержимого: высокая частота обновления и яркие цвета TFT не могут быть заменены другими устройствами, такими как телефон/планшет/телевизор.
Среда высокой яркости: экран наружной рекламы, руководство автомобиля и другие события должны быть четко видны на очень ярком фоне. Более высокая яркость TFT и лучший широкий угол обзора делают его лучшим вариантом.
Требования к дизайну высокого класса: если есть такие сценарии, как профессионалы на дисплее или люди, которым необходимо выполнить некоторые проекты на рабочем месте, где точность цветопередачи и контрастность должны быть максимально возможными, подойдет TFT с 16,7 миллионами цветов и коэффициентом контрастности 1500:1.
Техника оптимизации-сбережения энергии: "экстремальное сжатие" ЖК-дисплеев с неработающим-кодом, "повышение энергоэффективности" для TFT.
Сэкономьте энергию, починив сломанный ЖК-дисплей с кодом.
Светоотражающий дизайн: оптимизированный слой жидких кристаллов и отражающий слой для дисплеев с рассеянным освещением, которые отключают всю подсветку и потребляют менее 0,1 мВт энергии.
Динамическое управление подсветкой: автоматическое изменение яркости подсветки в зависимости от количества света вокруг вас; оно увеличивается со 100% до всего лишь 10%, например, если на улице темнеет, и это сокращает количество потребляемой нами электроэнергии на 90 процентов.
Чип драйвера с низким энергопотреблением: используйте уникальный чип драйвера ЖК-дисплея (например, HT1621) с требуемой статической мощностью всего 100 мкА и еще более низким энергопотреблением.
Экономия энергии для TFT-экранов.
Замена CCFL на светодиодную подсветку. Новые светодиодные подсветки, пришедшие на смену старым люминесцентным, потребляют на 30–50 % меньше энергии по сравнению с ними, а также позволяют осуществлять локальное затемнение, что сокращает нежелательное энергопотребление.
Режим энергосбережения: уменьшите скорость обновления с 60 Гц до 30 Гц и отключите некоторые пиксели, чтобы требовалось меньше энергии, когда изображение отображается только неподвижно.
Используйте новый материал: используйте оксидные полупроводники, такие как IGZO или LTPS, которые имеют меньшие токи утечки, чтобы сделать схемы более энергоэффективными.
Тенденции отрасли: «Сегментированный рынок, глубокое развитие» ЖК-дисплеев со сломанным кодом и «Революция энергоэффективности».
Будущий ход ЖК со взломанным кодом.
Технология сверхнизкого энергопотребления: используйте новый материал, например, сегнетоэлектрический жидкий кристалл, используйте новый процесс, например, микронаноструктурированный отражающий слой. Таким образом, статическое потребление составит менее 0,1 мкА.
Приложение с гибким дисплеем: создание гибкого ЖК-дисплея с кодом поломки, чтобы мы могли создавать больше вещей, таких как кольца для часов или мелочи в вашем доме, которые подключаются к Интернету (это то, что означает IOT).
Комбинированное решение: датчики + микросхемы драйверов + отключенный ЖК-дисплей в одном чипе, что снизит как стоимость, так и мощность.
Экраны TFT-дисплеи, у них прорыв в энергосбережении.
Мини--светодиодная подсветка: благодаря управлению светом из более чем тысячи зон можно создать HDR с меньшими затратами на электроэнергию для подсветки. Например, мини-телевизоры 8K со светодиодной подсветкой имеют более низкое энергопотребление подсветки, что на 40 % ниже, чем у обычных телевизоров.
Технология квантовых точек: улучшает цвета, требует более низкой яркости задней-подсветки. Как и TFT с квантовыми- точками, он потребляет на 15 % меньше энергии, чем традиционный TFT той же яркости.
Алгоритм энергосбережения-ИИ: использует машинное обучение для изучения особенностей использования пользователя, а затем автоматически изменяет параметры экрана в зависимости от ситуации, чтобы экономить электроэнергию с помощью метода на основе сцены.
