一, Technische principes en grondbeginselen van stroomverbruik
1. Energieverbruiksmechanisme van segmentcode LCD
Het gesegmenteerde LCD-scherm regelt de lichttransmissie door de afbuiging van vloeibare kristalmoleculen onder invloed van een elektrisch veld, en het kernenergieverbruik bestaat uit twee delen:
Aandrijving met vloeibare kristallen: de afbuiging van vloeibare kristalmoleculen vereist behoud van wisselspanning, met een typisch stroomverbruik van 5-10 μ A (microampèreniveau), behorend tot de categorie met ultralaag stroomverbruik;
Achtergrondverlichtingssysteem: Als LED-achtergrondverlichting wordt gebruikt, bedraagt het stroomverbruik van een enkele LED-kraal ongeveer 15 mA (milliampèreniveau), en het totale energieverbruik is afhankelijk van het aantal LED-kralen en de verbindingsmethode (serie/parallel). Een bepaald industrieel instrument gebruikt bijvoorbeeld 4 LED-achtergrondverlichting met een totaal stroomverbruik van 60 mA, wat de LCD-laag zelf ver overschrijdt.
Belangrijkste conclusie: Het stroomverbruik van een gesegmenteerd LCD-scherm wordt voornamelijk bepaald door de achtergrondverlichting, en het stroomverbruik van de vloeibaar-kristallaag kan worden genegeerd. Nadat de achtergrondverlichting is uitgeschakeld, kan het statische energieverbruik worden teruggebracht tot μA, geschikt voor scenario's op batterijen.
2. Stroomverbruikmechanisme van OLED
OLED is een zelfverlichtende weergavetechnologie, waarbij elke pixel onafhankelijk zijn lichtuitstraling regelt, en het energieverbruik wordt bepaald door de volgende factoren:
Aantal lichtgevende pixels: Bij weergave op volledig scherm werken alle pixels tegelijkertijd, wat resulteert in een piekstroomverbruik; Bij zwartweergave wordt de pixel uitgeschakeld en is het stroomverbruik bijna nul;
Lichtsterkte: Hoe hoger de helderheid, hoe groter de huidige vraag. Een OLED-module van 0,96 inch verbruikt bijvoorbeeld ongeveer 0,08 W aan stroom bij volledig wit scherm (maximale helderheid), terwijl het stroomverbruik bij een zwarte achtergrond kan worden genegeerd;
Drivercircuit: OLED-driverchips (zoals SSD1306) verbruiken enkele tientallen μA stroom, veel minder dan drivercircuits met achtergrondverlichting.
Belangrijkste conclusie: Het stroomverbruik van OLED is sterk gecorreleerd met de weergegeven inhoud, waarbij dynamische inhoud (zoals video) aanzienlijk meer stroom verbruikt dan statische inhoud (zoals tekst).
2, Vergelijking van energieverbruik: gegevens- en scèneanalyse
1. Statische weergavescène
Segmentcode LCD: Als we een logistieke terminal als voorbeeld nemen, wordt een segmentcode LCD gebruikt om het goederennummer weer te geven, waarbij de achtergrondverlichting altijd aan is (2 LED's) en een totaal stroomverbruik van ongeveer 30 mA. Als de achtergrondverlichting is uitgeschakeld, werkt alleen de LCD-laag en wordt het stroomverbruik teruggebracht tot 5 μA.
OLED: Bij het weergeven van dezelfde inhoud hoeft OLED slechts enkele pixels te verlichten (zoals het digitale gedeelte), met een stroomverbruik van ongeveer 0,01 W (ongeveer 2 mA bij 5 V). Dit is lager dan het segment-LCD met achtergrondverlichting aan, maar hoger dan het segment-LCD zonder achtergrondverlichting.
Conclusie: Bij statische weergave heeft een LCD zonder achtergrondverlichtingssegmentcode het laagste energieverbruik; Wanneer achtergrondverlichting vereist is, kan OLED een voordeel hebben bij een lage helderheid.
2. Dynamische weergavescène
Segmentcode LCD: De vernieuwingsfrequentie ligt doorgaans onder de 10 Hz, en voor dynamische inhoud (zoals scrollende cijfers) is continu achtergrondverlichting vereist, met een stabiel stroomverbruik van 30-60 mA (afhankelijk van de achtergrondverlichtingsintensiteit).
OLED: Als we een bepaalde industriële HMI (human{0}}machine interface) als voorbeeld nemen, fluctueert het OLED-stroomverbruik bij het weergeven van dynamische grafieken afhankelijk van de complexiteit van het beeld, met een piek van 0,1 W (ongeveer 20 mA bij 5 V). Maar het gemiddelde stroomverbruik is lager dan dat van de segmentcode LCD-achtergrondverlichting die altijd aan is op volledig scherm.
Conclusie: Bij dynamische weergave kan OLED een lager gemiddeld stroomverbruik hebben dan gesegmenteerde LCD-achtergrondverlichtingsschema's vanwege de lichtregeling op pixelniveau.
3. Scènes met extreme helderheid
Gesegmenteerd LCD: Het verhogen van de helderheid van de achtergrondverlichting vereist een toename van het aantal LED's of stroom, wat resulteert in een lineaire toename van het stroomverbruik. Een buiteninstrument heeft bijvoorbeeld 4 LED's met hoge helderheid nodig bij sterk licht, met een stroomverbruik van 120 mA.
OLED: In de hoge helderheidsmodus kunnen de pixelstroompieken en het stroomverbruik groter zijn dan die van een gesegmenteerd LCD-scherm. Het stroomverbruik van een bepaald OLED-scherm in de HDR-modus kan bijvoorbeeld 0,5 W bereiken (ongeveer 100 mA bij 5 V).
Conclusie: Onder extreme helderheidseisen kunnen gesegmenteerde LCD-achtergrondverlichtingsschema's energiezuiniger zijn-.
3, Industrietoepassing en kostenevenwicht
1. Toepasselijke scenario's van segment-LCD
Vereisten voor laag stroomverbruik: zoals draagbare medische apparaten en IoT-sensoren, die een langdurig gebruik- en een beperkte batterijcapaciteit vereisen;
Kostengevoelig type: de kosten van gesegmenteerde LCD-modules bedragen ongeveer 1-3 dollar, veel lager dan die van OLED (5-15 dollar);
Aanpasbaarheid aan de omgeving: het gesegmenteerde LCD-scherm werkt stabiel binnen het temperatuurbereik van -40 graden tot 85 graden, waardoor het geschikt is voor industriële locaties.
Casus: Een bepaalde slimme meter gebruikt een gesegmenteerd LCD-scherm en de achtergrondverlichting wordt alleen ingeschakeld tijdens gebruikersinteractie. Het standby-stroomverbruik van de hele machine bedraagt minder dan 10 μA en de levensduur van de batterij bedraagt maximaal 5 jaar.
2. Toepasbare scenario's van OLED
Hoge contrastvereisten: zoals slimme horloges en VR-brillen, die delicate beelden moeten weergeven;
Flexibele weergavevereisten: de buigbare eigenschappen van OLED zijn geschikt voor draagbare apparaten;
Optimalisatie in de donkere modus: zoals bij e-boeklezers is het energieverbruik bijna nul op een zwarte achtergrond.
Voorbeeld: Een bepaalde industriële handterminal maakt gebruik van een OLED-scherm en door niet-essentiële pixels uit te schakelen in een donkere kameromgeving wordt de levensduur van de batterij met 30% verlengd.
