1. Confronto del consumo energetico: il "gene a consumo ultra-basso" dell'LCD segmentato
Il consumo energetico di un LCD TFT- è composto principalmente da tre parti: modulo di retroilluminazione, circuito di pilotaggio e deflessione dello strato di cristalli liquidi. Prendendo come esempio un TFT-LCD da 5-pollici, il suo modulo di retroilluminazione è solitamente costituito da 10-20 sfere LED, con un consumo energetico fino a 150-300 mA; il consumo energetico statico del driver IC è di circa 50-100 mA; sebbene il consumo energetico di deflessione dello strato di cristalli liquidi sia basso (circa 10 μ A), il consumo energetico complessivo è ancora dominato dalla retroilluminazione. Soprattutto quando si visualizzano immagini scure, la retroilluminazione deve essere completamente accesa, con un conseguente consumo energetico non diverso dalla visualizzazione di immagini bianche.
Il consumo energetico dell'LCD segmentato dipende completamente dalla deflessione dello strato di cristalli liquidi e dal circuito di pilotaggio. Il suo principio di funzionamento è quello di modificare la disposizione delle molecole di cristalli liquidi attraverso un campo elettrico e la visualizzazione può essere ottenuta solo con corrente a livello di microampere (solitamente 5-20 μ A). Prendendo come esempio un certo segmento LCD da 5 pollici, dopo aver adottato un design del polarizzatore semitrasparente e semiriflettente, la retroilluminazione viene disattivata quando la luce ambientale è sufficiente e per la visualizzazione viene utilizzata solo la luce riflessa. A questo punto, la corrente totale del sistema può essere controllata entro 2,2 μ A (incluso il consumo energetico del circuito integrato del driver). Anche se la retroilluminazione è attivata, se viene utilizzata una singola sfera LED (15 mA) in combinazione con la tecnologia di illuminazione a zona controllata, il consumo energetico può essere ridotto a meno di 1/10 del tradizionale TFT-LCD.
Scenario tipico: i contatori dell'acqua ad energia solare devono funzionare continuamente per più di 10 anni. Se si utilizza un display LCD TFT-, il consumo energetico della retroilluminazione causerà l'esaurimento della batteria entro 3-5 anni; Il display LCD segmentato, grazie al suo design riflettente, può fare pieno affidamento sulla luce ambientale per ottenere un display a "potenza zero", estendendo la durata del dispositivo fino al ciclo di progettazione.
2. Confronto dei costi: "ottimizzazione dei costi-efficacia" del display LCD segmentato
Nella struttura dei costi di TFT-LCD, il modulo di retroilluminazione rappresenta circa il 30% -40%, l'IC del driver rappresenta il 20% -30% e il substrato di vetro e il materiale a cristalli liquidi rappresentano il 20% -25%. Prendendo come esempio un LCD TFT da 5-pollici-, il prezzo del modulo è di circa 8-12 dollari USA e il costo degli schermi di grandi dimensioni aumenta in modo esponenziale (i moduli da 7 pollici costano oltre 15 dollari USA). Inoltre, TFT-LCD richiede un chip di controllo principale ad alte prestazioni (come ARM Cortex-M4 o superiore) per aumentare ulteriormente i costi del sistema.
Il vantaggio in termini di costi dell’LCD segmentato si riflette in tre aspetti:
Basso costo del materiale: lo spessore del substrato di vetro è solo un-terzo di quello di un TFT-LCD, senza la necessità di uno strato di transistor a film sottile, e il prezzo di un modulo da 5 pollici è di circa 2-4 dollari USA;
Facile da gestire: può essere gestito da MCU a basso-costo come 51 microcontroller, con circuiti integrati driver (come HT1621) a un prezzo inferiore a 0,5 $;
Rendimento elevato: la tecnologia LCD segmentato è matura, con un tasso di rendimento superiore al 98%, mentre l'LCD TFT-ha in genere un tasso di rendimento dell'85%-90% a causa della complessità dello strato di transistor a film sottile.
Caso tipico: un produttore di contatori intelligenti ha scoperto che il costo totale dell'utilizzo di una soluzione TFT-LCD da 5-pollici è di circa 18 dollari, mentre la soluzione LCD segmentato costa solo 6 dollari, riducendo il costo del 67%.
3, Adattabilità ambientale: il "vantaggio ambientale estremo" dell'LCD segmentato
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% RH) può causare cortocircuiti nei moduli di retroilluminazione e forti interferenze elettromagnetiche (come nei siti industriali) possono causare guasti al circuito integrato del driver.
L’adattabilità ambientale dell’LCD segmentato è significativamente più forte:
Ampio funzionamento a temperatura: dopo aver utilizzato materiali speciali a cristalli liquidi come BTN e VATN, l'intervallo di temperatura operativa può raggiungere -40 gradi ~105 gradi, soddisfacendo i requisiti delle apparecchiature esterne;
Forte anti-interferenza: il circuito di pilotaggio è semplice e la compatibilità elettromagnetica (EMC) è migliore di quella dei complessi driver LCD TFT-;
Elevata tolleranza all'umidità: il design completamente sigillato può impedire l'ingresso di vapore acqueo, con una durata di oltre 10 anni.
Applicazione tipica: le apparecchiature di monitoraggio degli oleodotti devono funzionare continuamente sul campo a -30 gradi. Il display LCD TFT- presenta spesso malfunzionamenti a causa di problemi di solidificazione a bassa temperatura, mentre il display LCD segmentato garantisce un funzionamento senza errori grazie al design ad ampia temperatura.
4, corrispondenza dei requisiti di visualizzazione: "posizionamento accurato della scena" del codice del segmento LCD
I vantaggi dell'LCD TFT- risiedono nell'alta risoluzione (come 1080P), nell'ampio angolo di visione (178 gradi) e nell'espressività dei colori (16,7 milioni di colori), che lo rendono adatto a scenari come l'elettronica di consumo e i display delle automobili. Ma nei seguenti scenari, le sue prestazioni sono eccessive e il costo è elevato:
Visualizzazione del contenuto fisso: come valori numerici e icone di stato di strumenti e contatori, il codice segmento LCD può essere visualizzato in modo efficiente tramite codici segmento personalizzati;
Scenario di aggiornamento a bassa frequenza: come gli aggiornamenti orari dei dati delle apparecchiature di monitoraggio ambientale, il vantaggio in termini di consumo energetico statico dell'LCD segmentato è significativo;
Requisiti monocromatici/bicolori: l'LCD segmentato può ottenere la visualizzazione monocromatica di rosso, giallo, blu, ecc. attraverso filtri, con un costo inferiore rispetto alla struttura sub-pixel RGB dell'LCD TFT-.
Confronto dei dati: un determinato dispositivo medico deve visualizzare valori come la frequenza cardiaca e la pressione sanguigna. La soluzione LCD segmentato soddisfa i requisiti di nitidezza del display e ha un costo inferiore del 70% rispetto a TFT-LCD; Se è necessario visualizzare la forma d'onda dell'elettrocardiogramma, la risoluzione della matrice di punti 128 × 64 del TFT-LCD è più adatta.
