1. Сравнение энергопотребления: «ген сверх-низкого энергопотребления» сегментированного ЖК-дисплея.
Потребляемая мощность TFT-ЖК-дисплея в основном состоит из трех частей: модуля подсветки, схемы управления и отклонения слоя жидкого кристалла. На примере 5-дюймового TFT-ЖК-дисплея его модуль подсветки обычно состоит из 10-20 светодиодных шариков с потребляемой мощностью до 150-300 мА; статическое энергопотребление микросхемы драйвера составляет около 50-100 мА; хотя потребляемая мощность отклонения жидкокристаллического слоя невелика (около 10 мкА), в общем энергопотреблении по-прежнему преобладает подсветка. Особенно при отображении темных изображений необходимо полностью включить подсветку, в результате чего энергопотребление не отличается от отображения белых изображений.
Потребляемая мощность сегментированного ЖК-дисплея полностью зависит от отклонения слоя жидкого кристалла и схемы управления. Принцип его работы заключается в изменении расположения молекул жидкого кристалла с помощью электрического поля, а отображение может быть достигнуто при токе только микроамперного уровня (обычно 5-20 мкА). Возьмем в качестве примера определенный 5-дюймовый сегментный ЖК-дисплей: после применения конструкции полупрозрачного и полуотражающего поляризатора подсветка выключается при достаточном окружающем освещении, и для отображения используется только отраженный свет. В это время общий ток системы можно контролировать в пределах 2,2 мкА (включая потребляемую мощность микросхемы драйвера). Даже если подсветка включена, если использовать одну светодиодную бусину (15 мА) в сочетании с технологией освещения с зональным управлением, энергопотребление можно снизить до менее чем 1/10 от традиционного TFT-ЖК-дисплея.
Типичный сценарий: счетчики воды на солнечных батареях должны работать непрерывно более 10 лет. Если используется TFT-ЖК-дисплей, энергопотребление подсветки приведет к разрядке аккумулятора в течение 3–5 лет; Сегментированный ЖК-дисплей благодаря своей отражающей конструкции может полностью полагаться на окружающий свет для достижения отображения «нулевого энергопотребления», продлевая срок службы устройства в течение цикла проектирования.
2. Сравнение затрат: снижение-эффективности сегментированных ЖК-дисплеев.
В структуре стоимости TFT-ЖК-дисплея модуль подсветки составляет около 30 % -40 %, микросхема драйвера — 20 % -30 %, а стеклянная подложка и жидкокристаллический материал — 20 % -25 %. На примере 5-дюймового TFT-ЖК-дисплея цена модуля составляет около 8-12 долларов США, а стоимость экранов большого размера возрастает в геометрической прогрессии (7-дюймовые модули стоят более 15 долларов США). Кроме того, для TFT-LCD требуется высокопроизводительный основной чип управления (например, ARM Cortex-M4 или выше), что еще больше увеличивает стоимость системы.
Экономическое преимущество сегментированного ЖК-дисплея отражается в трех аспектах:
Низкая стоимость материала: толщина стеклянной подложки составляет всего одну-треть толщины TFT-ЖК-дисплея, без необходимости использования тонкопленочного транзисторного слоя, а цена 5-дюймового модуля составляет около 2–4 долларов США;
Простота управления: может управляться недорогими-микроконтроллерами, например микроконтроллерами 51, с интегральными схемами драйверов (например, HT1621) стоимостью менее 0,5 доллара США;
Высокий выход: технология сегментированных ЖК-дисплеев является зрелой, ее доходность превышает 98 %, тогда как TFT-ЖК-дисплей обычно имеет доходность 85–90 % из-за сложности слоя тонкопленочного транзистора.
Типичный случай: производитель интеллектуальных счетчиков обнаружил, что общая стоимость использования решения с 5-дюймовым TFT-ЖК-дисплеем составляет около 18 долларов США, тогда как решение с сегментным ЖК-дисплеем стоит всего 6 долларов США, что снижает стоимость на 67%.
3. Адаптивность к окружающей среде: «чрезвычайное экологическое преимущество» сегментированного ЖК-дисплея.
TFT-LCD is sensitive to environmental temperature. Liquid crystal materials will solidify below -20 ℃ and decompose above 85 ℃, requiring additional heating or heat dissipation modules. In addition, high humidity environments (>85% относительной влажности) может вызвать короткое замыкание в модулях подсветки, а сильные электромагнитные помехи (например, на промышленных объектах) могут привести к сбоям в работе микросхемы драйвера.
Адаптивность сегментированного ЖК-дисплея к окружающей среде значительно выше:
Широкий диапазон температур: после использования специальных жидкокристаллических материалов, таких как BTN и VATN, диапазон рабочих температур может достигать -40–105 градусов, что соответствует требованиям наружного оборудования;
Сильная защита от-помех: схема управления проста, а электромагнитная совместимость (ЭМС) лучше, чем у сложных драйверов TFT-ЖК-дисплеев;
Устойчивость к высокой влажности: полностью герметичная конструкция предотвращает попадание водяного пара, срок службы составляет более 10 лет.
Типичное применение: оборудование для мониторинга нефтепроводов должно работать непрерывно в полевых условиях при температуре -30 градусов. TFT-ЖК-дисплей часто выходит из строя из-за проблем с затвердеванием при низкой температуре, тогда как сегментированный ЖК-дисплей обеспечивает нулевую работу благодаря широкому температурному диапазону.
4. Соответствие требованиям к дисплею: «Точное позиционирование сцены» ЖК-дисплея с кодом сегмента.
Преимущества TFT-ЖК-дисплея заключаются в высоком разрешении (например, 1080P), широком угле обзора (178 градусов) и цветовой выразительности (16,7 миллионов цветов), что делает его подходящим для таких сценариев, как бытовая электроника и автомобильные дисплеи. Но в следующих сценариях его производительность чрезмерна, а стоимость высока:
Отображение фиксированного содержимого: например, числовые значения и значки состояния приборов и счетчиков, ЖК-дисплей кодов сегментов может эффективно отображаться с помощью настраиваемых кодов сегментов;
Сценарий низкочастотного обновления: например, ежечасное обновление данных оборудования для мониторинга окружающей среды, преимущество сегментированного ЖК-дисплея в статическом энергопотреблении является значительным;
Требования к монохромному/двухцветному экрану. Сегментированный ЖК-дисплей позволяет обеспечить монохромное отображение красного, желтого, синего и т. д. с помощью фильтров с меньшими затратами, чем суб-структура RGB TFT-ЖК-дисплея.
Сравнение данных. Определенному медицинскому устройству необходимо отображать такие значения, как частота сердечных сокращений и артериальное давление. Сегментированный ЖК-дисплей соответствует требованиям к четкости дисплея и имеет стоимость на 70 % ниже, чем TFT-ЖК-дисплей; Если необходимо отобразить форму волны электрокардиограммы, более подходящим является разрешение TFT-ЖК-дисплея с разрешением 128 × 64 точек.
