1, Technisch principe: LCD optische kenmerken en polarisatiecontrole
Het weergaveprincipe van LCD is gebaseerd op de interactie tussen de optische eigenschappen van vloeibare kristalmoleculen en gepolariseerd licht. Vloeibare kristalmoleculen zijn stoffen die zich tussen vloeistoffen en vaste stoffen bevinden, en hun lange asrichting kan roteren onder invloed van een elektrisch veld. Wanneer licht door twee polariserende platen (polarisator en analysator) gaat en de vloeibare kristalmoleculen niet worden blootgesteld aan een elektrisch veld, kan het licht niet door de analysator gaan en lijkt het scherm donker; Wanneer het elektrische veld de vloeibare kristalmoleculen roteert, verandert de polarisatierichting van het licht en lijkt het scherm helder door een polarisator. Door de rotatiehoek van vloeibare kristalmoleculen te regelen, kan controle van de pixelhelderheid worden bereikt, die vervolgens kan worden gecombineerd tot karakters of afbeeldingen.
De sleutel tot het implementeren van een blauwe achtergrond en witte tekst ligt in de "Negatieve weergave" -modus van het LCD-scherm. In de negatieve weergavemodus is de achtergrondkleur van het LCD-scherm donker (zoals blauw) en zijn de tekens licht (zoals wit). Het principe is:
Selectie van achtergrondverlichting: Er wordt gebruik gemaakt van witte achtergrondverlichting (zoals LED). Nadat het licht door de vloeibaar-kristallaag is gegaan, zien de delen die niet worden geblokkeerd door de vloeibaar-kristalmoleculen er wit uit (tekens) en verschijnen de geblokkeerde delen in de kleur van de achtergrondverlichting nadat ze door de polarisator zijn gegaan (blauwe achtergrond).
Polarisatoren en vloeibaar-kristalmaterialen: Door polarisatoren met specifieke golflengten (zoals blauwe polarisatoren) en vloeibaar-kristalmaterialen (zoals vloeibare kristallen van het STN-type) te selecteren, kunnen de verzadiging van de blauwe achtergrond en de helderheid van karakters worden geoptimaliseerd.
Contrastaanpassing: Door de stuurspanning of de dikte van de LCD-laag aan te passen, kan het helderheidsverschil tussen karakters en de achtergrond worden geregeld om een duidelijke leesbaarheid te garanderen, zelfs in omgevingen met veel licht.
2, Implementatiemethode: hardwareselectie en stuurprogrammacontrole
Hardwareselectie: LCD-type en achtergrondverlichtingsontwerp
Om een blauwe achtergrond en witte tekstweergave op het LCD-scherm van het instrument te verkrijgen, moeten de volgende hardwareaspecten worden geselecteerd:
LCD-type: STN (Super Twisted Nematic) of HTN (High Twisted Nematic) LCD heeft de voorkeur. Dit type vloeibaar kristal heeft een hoge draaihoek (meestal 210 graden -270 graden), waardoor een hoger contrast en een bredere kijkhoek kan worden bereikt, waardoor het geschikt is voor de negatieve weergavemodus. Een STN-LCD kan bijvoorbeeld een contrastverhouding bereiken van meer dan 5:1 en een responstijd tussen 250-350 milliseconden bij tekstweergave met een blauwe achtergrond en witte tekst, waarmee wordt voldaan aan de dynamische weergavevereisten van instrumenten.
Achtergrondverlichtingsontwerp: met behulp van witte LED-achtergrondverlichting wordt het licht gelijkmatig verdeeld via een lichtgeleidingsplaat of diffusiefilm om een uniforme helderheid van de karakters te garanderen. De helderheid van de achtergrondverlichting moet worden aangepast aan het gebruiksscenario. Instrumenten voor buitengebruik moeten bijvoorbeeld een helderheid van meer dan 1000 nits ondersteunen om sterke lichtinterferentie te weerstaan.
Polariserende film en filter: Plak blauwe polariserende film aan beide zijden van de vloeibare kristallaag of filter de achtergrondverlichting door het blauwe filter om een blauwe achtergrond te vormen. Sommige geavanceerde oplossingen maken gebruik van RGBW-technologie (rood, groen, blauw, wit vier-kleurenachtergrondverlichting), waardoor de kleurprestaties en de energie-efficiëntie verder worden verbeterd door wit en blauw licht te mengen.
Aandrijfbesturing: spanningsregeling en vernieuwingsstrategie
Het aansturen van een blauwe achtergrond met witte tekst vereist nauwkeurige controle van de rotatiehoek van vloeibare kristalmoleculen en de helderheid van de achtergrondverlichting, met kernparameters zoals:
Logische spanning: typisch 4,5-5,5 volt, met een typische waarde van 5,0 volt. De ingangshoogspanning (VIH) moet groter dan of gelijk zijn aan 2,4 volt, en de lage spanning (VIL) moet kleiner dan of gelijk zijn aan 0,4 volt om de signaalstabiliteit te garanderen.
Contrastaanpassing: Door de spanning van de V0-pin (aangesloten op een potentiometer) aan te passen om de dikte van de vloeibare kristallaag te regelen, kan het helderheidsverschil tussen de karakters en de achtergrond worden aangepast. Wanneer de V0-spanning bijvoorbeeld 3,0 volt bedraagt, is het contrast optimaal en kan een te hoge spanning nevenbeelden veroorzaken.
Vernieuwingsfrequentie: De framesnelheid moet groter dan of gelijk zijn aan 128 Hz om flikkeringen te voorkomen. Dynamische weergave (zoals digitaal scrollen) vereist het gebruik van time{2}}sharingtechnologie om weergave met laag-vermogen te bereiken door snel meerdere digitale buizen te schakelen.
Selectie stuurprogramma-IC: Selecteer het stuurprogramma-IC op basis van de weergavevereisten. De HD44780-controller ondersteunt bijvoorbeeld een LCD-scherm met standaardtekens (zoals de 1602-module), dat letters, cijfers en symbolen kan weergeven; De grafische dot matrix driver IC (zoals ST7920) ondersteunt aangepaste grafische afbeeldingen en Chinese weergave, waardoor deze geschikt is voor complexe instrumentinterfaces.
3, Toepassingsscenario's: van industriële instrumenten tot consumentenelektronica
LCD-scherm met blauwe achtergrond en witte tekst wordt veel gebruikt in de volgende scenario's vanwege het hoge contrast en de goede leesbaarheid bij licht:
Industriële controle-instrumenten: zoals manometers, temperatuurregelaars, debietmeters, enz. De blauwe achtergrond en het witte tekstdisplay zijn nog steeds duidelijk leesbaar in omgevingen met veel licht in de fabriek, en het visuele verschil tussen de witte letters en de blauwe achtergrond voldoet aan industriële ontwerpnormen.
Elektronisch instrumentenpaneel voor auto's: Traditionele instrumentenpanelen voor auto's (zoals snelheidsmeters en toerentellers) maken vaak gebruik van een LCD met blauwe achtergrond en witte veldcode, gecombineerd met rode waarschuwingslichten, om een duidelijk hiërarchisch informatiedisplay te vormen. Sommige nieuwe energievoertuigmodellen combineren witte tekst met een blauwe achtergrond en een volledig- TFT-kleurenscherm om het gevoel voor technologie te vergroten.
Slimme apparaten voor thuis: zoals slimme meters, temperatuurregelaars, apparaten voor omgevingsbewaking, enz. De blauwe achtergrond en het witte tekstdisplay zijn niet verblindend in omgevingen met weinig licht, en de combinatie van witte letters en blauwe achtergrond voldoet aan de moderne huisesthetiek.
Draagbare apparaten voor buitenshuis: zoals klimtafels, landmeetinstrumenten, enz. Het LCD-scherm met blauwe achtergrond en witte karakters heeft minder contrastverlies bij direct zonlicht, en de reflectiviteit van witte karakters is hoger dan die van zwarte, waardoor de leesbaarheid verder wordt verbeterd.
