1, principe technique : caractéristiques optiques LCD et contrôle de polarisation
Le principe d'affichage de l'écran LCD repose sur l'interaction entre les propriétés optiques des molécules de cristaux liquides et la lumière polarisée. Les molécules de cristaux liquides sont des substances intermédiaires entre les liquides et les solides, et leur direction d'axe long peut tourner sous l'action d'un champ électrique. Lorsque la lumière traverse deux plaques polarisantes (polariseur et analyseur), si les molécules de cristaux liquides ne sont pas soumises à un champ électrique, la lumière ne peut pas traverser l'analyseur et l'écran apparaît sombre ; Lorsque le champ électrique fait tourner les molécules de cristaux liquides, la direction de polarisation de la lumière change et l'écran apparaît brillant à travers un polariseur. En contrôlant l'angle de rotation des molécules de cristaux liquides, il est possible de contrôler la luminosité des pixels, qui peuvent ensuite être combinés en caractères ou graphiques.
La clé pour implémenter un fond bleu et un texte blanc réside dans le mode « Affichage négatif » de l'écran LCD. En mode d'affichage négatif, la couleur d'arrière-plan de l'écran LCD est sombre (comme le bleu) et les caractères sont clairs (comme le blanc). Le principe est :
Sélection du rétroéclairage : un rétroéclairage blanc (tel que LED) est utilisé. Une fois que la lumière traverse la couche de cristaux liquides, les parties qui ne sont pas bloquées par les molécules de cristaux liquides apparaissent en blanc (caractères) et les parties bloquées apparaissent de la couleur du rétroéclairage après avoir traversé le polariseur (fond bleu).
Polariseurs et matériaux à cristaux liquides : en sélectionnant des polariseurs avec des longueurs d'onde spécifiques (tels que les polariseurs bleus) et des matériaux à cristaux liquides (tels que les cristaux liquides de type STN), la saturation du fond bleu et la luminosité des caractères peuvent être optimisées.
Réglage du contraste : en ajustant la tension de commande ou l'épaisseur de la couche LCD, la différence de luminosité entre les caractères et l'arrière-plan peut être contrôlée pour garantir une lisibilité claire même dans des environnements à forte luminosité.
2, méthode de mise en œuvre : sélection du matériel et contrôle du pilote
Sélection du matériel : type d'écran LCD et conception du rétroéclairage
Pour obtenir un fond bleu et un affichage de texte blanc sur l'écran LCD de l'instrument, les aspects matériels suivants doivent être sélectionnés :
Type d'écran LCD : L'écran LCD STN (Super Twisted Nematic) ou HTN (High Twisted Nematic) est préféré. Ce type de cristaux liquides a un angle de torsion élevé (généralement 210 degrés à 270 degrés), ce qui permet d'obtenir un contraste plus élevé et un angle de vision plus large, ce qui le rend adapté au mode d'affichage négatif. Par exemple, l'écran LCD de type STN peut atteindre un rapport de contraste supérieur à 5:1 et un temps de réponse compris entre 250 et 350 millisecondes en affichage de texte blanc sur fond bleu, répondant ainsi aux exigences d'affichage dynamique des instruments.
Conception du rétroéclairage : grâce au rétroéclairage LED blanc, la lumière est uniformément répartie à travers une plaque de guidage de lumière ou un film de diffusion pour garantir une luminosité uniforme des caractères. La luminosité du rétroéclairage doit être ajustée en fonction du scénario d'utilisation. Par exemple, les instruments extérieurs doivent prendre en charge une luminosité supérieure à 1 000 nits pour résister aux fortes interférences lumineuses.
Film polarisant et filtre : collez un film polarisant bleu des deux côtés de la couche de cristaux liquides ou filtrez le rétroéclairage à travers le filtre bleu pour former un fond bleu. Certaines-solutions haut de gamme adoptent la technologie RGBW (rétroéclairage quadricolore rouge, vert, bleu, blanc-), qui améliore encore les performances des couleurs et l'efficacité énergétique en mélangeant la lumière blanche et bleue.
Contrôle du variateur : régulation de tension et stratégie de rafraîchissement
La conduite de l'affichage de texte blanc sur fond bleu nécessite un contrôle précis de l'angle de rotation des molécules de cristaux liquides et de la luminosité du rétroéclairage, avec des paramètres de base comprenant :
Tension logique : généralement 4,5 à 5,5 volts, avec une valeur typique de 5,0 volts. La haute tension d'entrée (VIH) doit être supérieure ou égale à 2,4 volts et la basse tension (VIL) doit être inférieure ou égale à 0,4 volts pour garantir la stabilité du signal.
Réglage du contraste : en ajustant la tension de la broche V0 (connectée à un potentiomètre) pour contrôler l'épaisseur de la couche de cristaux liquides, la différence de luminosité entre les caractères et l'arrière-plan peut être ajustée. Par exemple, lorsque la tension V0 est de 3,0 volts, le contraste est optimal et une tension excessive peut provoquer des images fantômes.
Fréquence de rafraîchissement : la fréquence d'images doit être supérieure ou égale à 128 Hz pour éviter le scintillement. L'affichage dynamique (tel que le défilement numérique) nécessite l'utilisation d'une technologie de numérisation à temps partagé-pour obtenir un affichage à faible-consommation en commutant rapidement plusieurs tubes numériques.
Sélection du pilote IC : sélectionnez le pilote IC en fonction des exigences d'affichage. Par exemple, le contrôleur HD44780 prend en charge les écrans LCD à caractères standard (tels que le module 1602), qui peuvent afficher des lettres, des chiffres et des symboles ; Le circuit intégré de pilote de matrice de points graphique (tel que ST7920) prend en charge les graphiques personnalisés et l'affichage chinois, ce qui le rend adapté aux interfaces d'instruments complexes.
3, Scénarios d'application : Des instruments industriels à l'électronique grand public
L'écran LCD à texte blanc sur fond bleu est largement utilisé dans les scénarios suivants en raison de son contraste élevé et de sa forte lisibilité à la lumière :
Instruments de contrôle industriel : tels que manomètres, régulateurs de température, débitmètres, etc. Le fond bleu et l'affichage du texte blanc peuvent toujours être lus clairement dans des environnements à forte luminosité dans l'usine, et la différence visuelle entre les caractères blancs et le fond bleu est conforme aux normes de conception industrielle.
Tableau de bord électronique automobile : les tableaux de bord automobiles traditionnels (tels que les compteurs de vitesse et les tachymètres) utilisent souvent un écran LCD à code de champ blanc sur fond bleu, combiné à des voyants d'avertissement rouges, pour former un affichage d'informations hiérarchique clair. Certains modèles de véhicules à énergie nouvelle combineront un texte blanc sur fond bleu avec un écran couleur TFT -pour améliorer le sens de la technologie.
Appareils domestiques intelligents : tels que les compteurs intelligents, les contrôleurs de température, les dispositifs de surveillance de l'environnement, etc. Le fond bleu et l'affichage du texte blanc ne sont pas éblouissants dans les environnements à faible luminosité, et la combinaison de caractères blancs et de fond bleu est conforme à l'esthétique de la maison moderne.
Appareils portables d'extérieur : tels que les tables d'escalade, les instruments d'arpentage, etc. L'écran LCD à caractères blancs sur fond bleu présente moins de perte de contraste sous la lumière directe du soleil et la réflectivité des caractères blancs est supérieure à celle du noir, améliorant encore la lisibilité.
