1, Zasada techniczna: właściwości optyczne LCD i kontrola polaryzacji
Zasada wyświetlania LCD opiera się na interakcji pomiędzy właściwościami optycznymi cząsteczek ciekłokrystalicznych i światłem spolaryzowanym. Cząsteczki ciekłokrystaliczne to substancje pośrednie między cieczami i ciałami stałymi, a ich kierunek wzdłuż osi może się obracać pod wpływem pola elektrycznego. Kiedy światło przechodzi przez dwie płytki polaryzacyjne (polaryzator i analizator), jeśli cząsteczki ciekłego kryształu nie zostaną poddane działaniu pola elektrycznego, światło nie może przejść przez analizator, a ekran wydaje się ciemny; Kiedy pole elektryczne obraca cząsteczki ciekłego kryształu, zmienia się kierunek polaryzacji światła, a ekran wydaje się jasny dzięki polaryzatorowi. Kontrolując kąt obrotu cząsteczek ciekłych kryształów, można uzyskać kontrolę jasności pikseli, które następnie można połączyć w znaki lub grafikę.
Kluczem do wdrożenia niebieskiego tła i białego tekstu jest tryb „Negatywny wyświetlacz” wyświetlacza LCD. W trybie wyświetlania negatywowego kolor tła ekranu LCD jest ciemny (np. niebieski), a znaki jasne (np. białe). Zasada jest następująca:
Wybór podświetlenia: używane jest białe podświetlenie (np. LED). Po przejściu światła przez warstwę ciekłokrystaliczną części niezablokowane przez cząsteczki ciekłego kryształu stają się białe (znaki), a zablokowane części przybierają kolor podświetlenia po przejściu przez polaryzator (niebieskie tło).
Polaryzatory i materiały ciekłokrystaliczne: Wybierając polaryzatory o określonych długościach fal (takie jak polaryzatory niebieskie) i materiały ciekłokrystaliczne (takie jak ciekłe kryształy typu STN), można zoptymalizować nasycenie niebieskiego tła i jasność znaków.
Regulacja kontrastu: Dostosowując napięcie sterujące lub grubość warstwy LCD, można kontrolować różnicę jasności pomiędzy znakami i tłem, aby zapewnić wyraźną czytelność nawet w silnym oświetleniu.
2, Metoda realizacji: Wybór sprzętu i kontrola sterowników
Wybór sprzętu: typ LCD i konstrukcja podświetlenia
Aby uzyskać niebieskie tło i biały tekst na wyświetlaczu LCD przyrządu, należy wybrać następujące aspekty sprzętowe:
Typ LCD: Preferowany jest wyświetlacz STN (Super Twisted Nematic) lub HTN (High Twisted Nematic). Ten typ ciekłego kryształu ma duży kąt skrętu (zwykle 210–270 stopni), co pozwala uzyskać wyższy kontrast i szerszy kąt widzenia, dzięki czemu nadaje się do wyświetlania w trybie negatywowym. Na przykład wyświetlacz LCD typu STN może osiągnąć współczynnik kontrastu ponad 5:1 i czas reakcji pomiędzy 250-350 milisekund na niebieskim tle i białym wyświetlaczu tekstowym, spełniając wymagania dotyczące dynamicznego wyświetlania instrumentów.
Konstrukcja podświetlenia: przy użyciu białego podświetlenia LED światło jest równomiernie rozprowadzane przez płytkę prowadzącą światło lub folię dyfuzyjną, aby zapewnić jednolitą jasność znaków. Jasność podświetlenia należy dostosować do scenariusza użytkowania, na przykład instrumenty zewnętrzne muszą obsługiwać jasność powyżej 1000 nitów, aby wytrzymać silne zakłócenia świetlne.
Folia polaryzacyjna i filtr: Przyklej niebieską folię polaryzacyjną po obu stronach warstwy ciekłokrystalicznej lub przefiltruj światło przez niebieski filtr, aby utworzyć niebieskie tło. Niektóre-zaawansowane rozwiązania wykorzystują technologię RGBW (czterokolorowe-podświetlenie czerwone, zielone, niebieskie i białe), która dodatkowo poprawia jakość kolorów i efektywność energetyczną poprzez mieszanie światła białego i niebieskiego.
Sterowanie napędem: regulacja napięcia i strategia odświeżania
Sterowanie wyświetlaczem tekstowym z niebieskim tłem i białym wymaga precyzyjnej kontroli kąta obrotu cząsteczek ciekłokrystalicznych i jasności podświetlenia, przy czym podstawowe parametry obejmują:
Napięcie logiczne: zazwyczaj 4,5–5,5 woltów, typowa wartość 5,0 woltów. Wysokie napięcie wejściowe (VIH) powinno być większe lub równe 2,4 V, a niskie napięcie (VIL) powinno być mniejsze lub równe 0,4 V, aby zapewnić stabilność sygnału.
Regulacja kontrastu: Regulując napięcie pinu V0 (podłączonego do potencjometru) w celu kontrolowania grubości warstwy ciekłokrystalicznej, można regulować różnicę jasności pomiędzy znakami a tłem. Na przykład, gdy napięcie V0 wynosi 3,0 V, kontrast jest optymalny, a nadmierne napięcie może powodować zjawy.
Częstotliwość odświeżania: Częstotliwość odświeżania powinna być większa lub równa 128 Hz, aby uniknąć migotania. Dynamiczne wyświetlanie (takie jak przewijanie cyfrowe) wymaga użycia technologii skanowania-z współdzieleniem czasu, aby uzyskać wyświetlanie przy niskim-mocy poprzez szybkie przełączanie wielu lamp cyfrowych.
Wybór układu sterownika: Wybierz układ układu sterownika zgodnie z wymaganiami dotyczącymi wyświetlania. Na przykład kontroler HD44780 obsługuje standardowy wyświetlacz LCD (taki jak moduł 1602), który może wyświetlać litery, cyfry i symbole; Graficzny układ scalony sterownika matrycy punktowej (taki jak ST7920) obsługuje niestandardową grafikę i chiński wyświetlacz, dzięki czemu nadaje się do złożonych interfejsów instrumentów.
3, Scenariusze zastosowań: od instrumentów przemysłowych po elektronikę użytkową
Wyświetlacz LCD z niebieskim tłem i białym tekstem jest szeroko stosowany w następujących scenariuszach ze względu na wysoki kontrast i dobrą czytelność w świetle:
Przemysłowe przyrządy kontrolne: takie jak manometry, regulatory temperatury, przepływomierze itp. Niebieskie tło i biały wyświetlacz tekstowy można nadal wyraźnie odczytać w fabryce o silnym oświetleniu, a wizualna różnica między białymi znakami a niebieskim tłem jest zgodna ze standardami wzornictwa przemysłowego.
Elektroniczna tablica przyrządów samochodowych: Tradycyjne tablice przyrządów samochodowych (takie jak prędkościomierze i obrotomierze) często wykorzystują wyświetlacz LCD z białym tłem i niebieskim tłem w połączeniu z czerwonymi lampkami ostrzegawczymi, tworząc przejrzysty, hierarchiczny wyświetlacz informacyjny. Niektóre nowe modele pojazdów energetycznych będą łączyć biały tekst w niebieskim tle z pełnokolorowym-ekranem TFT, aby zwiększyć poczucie technologii.
Inteligentne urządzenia domowe: takie jak inteligentne liczniki, regulatory temperatury, urządzenia monitorujące środowisko itp. Niebieskie tło i biały wyświetlacz tekstowy nie oślepiają w warunkach słabego oświetlenia, a połączenie białych znaków i niebieskiego tła jest zgodne z estetyką nowoczesnego domu.
Urządzenia przenośne zewnętrzne: takie jak stoły wspinaczkowe, przyrządy geodezyjne itp. Wyświetlacz LCD z białymi znakami i niebieskim tłem charakteryzuje się mniejszą utratą kontrastu w bezpośrednim świetle słonecznym, a współczynnik odbicia białych znaków jest większy niż czarny, co dodatkowo poprawia czytelność.
