一, Principio tecnico: aggiornamento iterativo dell'angolo di torsione delle molecole di cristalli liquidi
1. Tipo TN: infrastruttura e vantaggi a basso-costo
Lo schermo LCD di tipo TN adotta una struttura nematica ritorta di 90 gradi e il suo principio fondamentale è controllare la direzione di allineamento delle molecole di cristalli liquidi attraverso un campo elettrico, ottenendo una trasmissione selettiva della luce. Quando non viene applicata alcuna tensione, le molecole di cristalli liquidi sono disposte a forma di spirale, facendo sì che la luce incidente venga deviata di 90 gradi e passi attraverso il polarizzatore; Dopo aver applicato la tensione, le molecole di cristalli liquidi si allineano lungo la direzione del campo elettrico e la luce viene bloccata dal polarizzatore, formando un contrasto tra luce e buio. Questa struttura porta a due difetti intrinseci negli schermi TN: angolo di visione stretto (solitamente ± 50 gradi) e basso contrasto (circa 10:1), ma il suo processo di produzione è semplice e il suo vantaggio in termini di costi è significativo, rendendolo la scelta preferita per i primi dispositivi a basso-consumo come calcolatrici e orologi elettronici.
2. Tipo STN: la struttura super ritorta sfonda il collo di bottiglia dell'angolo di visione
Il tipo STN migliora significativamente l'angolo di visione degli schermi TN aumentando l'angolo di torsione delle molecole di cristalli liquidi a 180-270 gradi. Il suo principio di funzionamento è simile al TN, ma la disposizione molecolare più complessa aumenta la differenza del percorso ottico, formando un effetto di interferenza cromatica (come uno sfondo giallo verde o blu) dopo il passaggio attraverso un polarizzatore. Per eliminare la dispersione, lo schermo STN deve adottare un design del polarizzatore a doppio strato, che espande l'angolo di visione a ± 70 gradi e aumenta il rapporto di contrasto a oltre 30:1. Tuttavia, i requisiti di tensione di pilotaggio (solitamente superiore a 5 V) e il tempo di risposta (circa 200 ms) dell'STN sono diventati fattori limitanti per la sua applicazione, utilizzata principalmente in strumenti industriali e nei primi schermi di telefoni cellulari che richiedono un'elevata qualità di visualizzazione.
3. Tipo FSTN: la tecnologia della pellicola di compensazione consente di ottenere una visualizzazione pura in bianco e nero
FSTN introduce una pellicola di compensazione ottica basata su STN per ottenere una vera visualizzazione in bianco e nero eliminando gli effetti di dispersione. Il nucleo della sua tecnologia risiede nella pellicola ritardante incorporata nel polarizzatore, che può compensare la differenza di fase causata dalla torsione delle molecole di cristalli liquidi, facendo sì che il colore dello sfondo cambi da giallo verde/blu a nero puro e che il rapporto di contrasto salga oltre 300:1. FSTN conserva le caratteristiche di basso- consumo di STN (la tensione operativa può essere fino a 3,5 V), ottimizzando al tempo stesso il circuito di pilotaggio (ad esempio supportando 8/16 driver), rendendolo la scelta ideale per apparecchiature mediche, strumenti- di fascia alta e altri scenari che richiedono un'elevata nitidezza del display.
2, parametri prestazionali: bilanciamento della qualità del display e del consumo energetico
Parametri Tipo TN Tipo STN Tipo FSTN
Campo prospettico ± 50 gradi ± 70 gradi ± 90 gradi
Rapporto di contrasto 10:1 30:1 300:1
Tensione di lavoro 3-5 V 4,5-5 V 3,5-5 V
Tempo di risposta 50-100 ms 150-200 ms 120-180 ms
Numero di canali Drive 4-8 8-16 8-16 8-16
Le applicazioni tipiche includono calcolatrici, orologi elettronici, strumenti industriali, i primi dispositivi medici mobili e strumenti-di fascia alta
Analisi delle differenze principali:
Angolo di visione e contrasto: FSTN aumenta il contrasto fino a 10 volte quello di STN attraverso la pellicola di compensazione e l'angolo di visione è vicino all'angolo di visione completo (± 90 gradi), soddisfacendo i requisiti di leggibilità in ambienti esterni con forte illuminazione. Ad esempio, nelle apparecchiature mediche come i concentratori di ossigeno, gli schermi FSTN possono visualizzare chiaramente parametri chiave come la concentrazione e la portata di ossigeno, evitando il rischio di lettura errata.
Capacità di guida: STN/FSTN supporta la guida multi-canale (come 16 canali), che può visualizzare più caratteri o grafica semplice, mentre il tipo TN solitamente supporta solo 4-8 canali ed è adatto per la visualizzazione digitale a formato fisso. Ad esempio, il telemetro laser utilizza uno schermo FSTN per visualizzare simultaneamente più serie di dati come distanza, angolo, livello della batteria, ecc.
Controllo del consumo energetico: FSTN ottimizza il materiale a cristalli liquidi e il circuito di pilotaggio per ridurre la tensione operativa a 3,5 V mantenendo un contrasto elevato. Combinato con la modalità Sleep (come la modalità STOP2 dell'MCU GD32L233), può raggiungere un consumo energetico in standby di μA e prolungare la durata della batteria dei dispositivi portatili.
3, Applicazione industriale: selezione della tecnologia guidata dalla domanda basata sullo scenario
1. Tipo TN: elettronica di consumo sensibile ai costi
Lo schermo TN si basa su un costo ultra-basso (prezzo del singolo chip inferiore a)
0.5) e semplici circuiti di pilotaggio hanno dominato a lungo il mercato di calcolatrici, allarmi elettronici, telecomandi e altri dispositivi. Ad esempio, una determinata marca di orologio elettronico utilizza uno schermo TN ed è possibile controllare il costo complessivo della distinta base
Entro 2, senza la necessità di chip driver complessi, adatti per la produzione su larga-scala.
2. Tipo STN: controllo industriale e primi dispositivi mobili
Gli schermi STN sono ampiamente utilizzati in strumenti industriali come macchine per l'incollaggio di cavi e termoregolatori. L'ampio angolo di visione supporta la lettura simultanea da parte di più persone e la capacità di guida multi-canale può visualizzare più parametri come temperatura, pressione e portata. Inoltre, STN una volta era la soluzione tradizionale per gli schermi dei feature phone. Ad esempio, il Nokia 1110 utilizza uno schermo STN, che può ancora essere visualizzato chiaramente alla luce del sole, ma il tempo di risposta lento causa un ritardo nella visualizzazione dell'animazione.
3. Tipo FSTN: strumenti medici e di precisione di fascia alta-
Gli schermi FSTN sono dominanti nei dispositivi medici come concentratori di ossigeno e misuratori di glicemia, con un contrasto elevato che garantisce la lettura di numeri/caratteri in ambienti con illuminazione intensa o scarsa e un basso consumo energetico che prolunga la durata della batteria del dispositivo. Ad esempio, una certa marca di concentratore di ossigeno utilizza lo schermo FSTN, che può ancora visualizzare chiaramente la concentrazione di ossigeno dopo un funzionamento continuo per 10 ore e il consumo energetico in standby è inferiore a 5 μ A. Inoltre, FSTN è anche molto apprezzato nei campi degli strumenti finanziari (come le macchine POS) e degli strumenti per veicoli grazie alla sua elevata affidabilità e lunga durata (di solito superiore a 10 anni).
