一, Principe technique : amélioration itérative de l'angle de torsion des molécules de cristaux liquides
1. Type TN : infrastructures et avantages à faible-coût
L'écran LCD de type TN adopte une structure nématique torsadée à 90 degrés et son principe de base est de contrôler la direction d'alignement des molécules de cristaux liquides à travers un champ électrique, permettant ainsi une transmission sélective de la lumière. Lorsqu'aucune tension n'est appliquée, les molécules de cristaux liquides sont disposées en forme de spirale, ce qui fait dévier la lumière incidente de 90 degrés et traverser le polariseur ; Après avoir appliqué une tension, les molécules de cristaux liquides s'alignent dans la direction du champ électrique et la lumière est bloquée par le polariseur, formant un contraste entre la lumière et l'obscurité. Cette structure entraîne deux défauts inhérents aux écrans TN : un angle de vision étroit (généralement ± 50 degrés) et un faible contraste (environ 10 : 1), mais son processus de fabrication est simple et son avantage en termes de coût est significatif, ce qui en fait le choix préféré pour les premiers appareils à faible consommation d'énergie tels que les calculatrices et les horloges électroniques.
2. Type STN : la structure super torsadée brise le goulot d'étranglement de l'angle de vision
Le type STN améliore considérablement l'angle de vision des écrans TN en augmentant l'angle de torsion des molécules de cristaux liquides à 180 -270 degrés. Son principe de fonctionnement est similaire à celui du TN, mais l'agencement moléculaire plus complexe augmente la différence de chemin optique, formant un effet d'interférence de couleur (comme un fond jaune vert ou bleu) après passage à travers un polariseur. Pour éliminer la dispersion, l'écran STN doit adopter une conception polarisante à double couche, qui étend l'angle de vision à ± 70 degrés et augmente le rapport de contraste à plus de 30:1. Cependant, la tension de commande requise (généralement supérieure à 5 V) et le temps de réponse (environ 200 ms) du STN sont devenus des facteurs limitants pour son application, principalement utilisés dans les instruments industriels et les premiers écrans de téléphones portables qui nécessitent une qualité d'affichage élevée.
3. Type FSTN : la technologie du film de compensation permet d'obtenir un affichage pur en noir et blanc
FSTN présente un film de compensation optique basé sur STN pour obtenir un véritable affichage noir et blanc en éliminant les effets de dispersion. Le cœur de sa technologie réside dans le film retardateur intégré dans le polariseur, qui peut compenser la différence de phase provoquée par la torsion des molécules de cristaux liquides, faisant passer la couleur de fond du jaune vert/bleu au noir pur, et le rapport de contraste s'envolant au-dessus de 300:1. FSTN conserve les caractéristiques de faible-consommation du STN (la tension de fonctionnement peut descendre jusqu'à 3,5 V), tout en optimisant le circuit de commande (par exemple, en prenant en charge 8/16 pilotes), ce qui en fait un choix idéal pour les équipements médicaux, les instruments haut de gamme-et d'autres scénarios nécessitant une clarté d'affichage élevée.
2, paramètres de performances : équilibrer la qualité d'affichage et la consommation d'énergie
Paramètres Type TN Type STN Type FSTN
Plage de perspective ± 50 degrés ± 70 degrés ± 90 degrés
Rapport de contraste 10 : 1 30 : 1 300 : 1
Tension de fonctionnement 3-5V 4,5-5V 3,5-5V
Temps de réponse 50-100 ms 150-200 ms 120-180 ms
Nombre de canaux Drive 4-8 8-16 8-16 8-16
Les applications typiques incluent les calculatrices, les horloges électroniques, les instruments industriels, les premiers appareils médicaux mobiles et les instruments haut de gamme.
Analyse des principales différences :
Angle de vision et contraste : FSTN augmente le contraste jusqu'à 10 fois celui du STN grâce à un film de compensation, et l'angle de vision est proche de l'angle de vision complet (± 90 degrés), répondant aux exigences de lisibilité dans les environnements extérieurs à forte luminosité. Par exemple, dans les équipements médicaux tels que les concentrateurs d’oxygène, les écrans FSTN peuvent afficher clairement des paramètres clés tels que la concentration et le débit d’oxygène, évitant ainsi tout risque de mauvaise lecture.
Capacité de conduite : STN/FSTN prend en charge la conduite multi-canaux (par exemple 16 canaux), qui peut afficher plus de caractères ou de graphiques simples, tandis que le type TN ne prend généralement en charge que 4 à 8 canaux et convient à l'affichage numérique au format fixe. Par exemple, le télémètre laser utilise un écran FSTN pour afficher simultanément plusieurs ensembles de données telles que la distance, l'angle, le niveau de la batterie, etc.
Contrôle de la consommation d'énergie : FSTN optimise le matériau à cristaux liquides et le circuit de commande pour réduire la tension de fonctionnement à 3,5 V tout en conservant un contraste élevé. Combiné avec le mode veille (tel que le mode STOP2 du MCU GD32L233), il peut atteindre une consommation d'énergie en veille et prolonger la durée de vie de la batterie des appareils portables.
3, Application industrielle : sélection de technologies axée sur la demande et basée sur des scénarios
1. Type TN : électronique grand public sensible aux coûts
L'écran TN s'appuie sur un coût ultra-faible (prix d'une seule puce inférieur à)
0.5) et les circuits de commande simples dominent depuis longtemps le marché des calculatrices, des alarmes électroniques, des télécommandes et d’autres appareils. Par exemple, une certaine marque d'horloge électronique utilise un écran TN, et le coût global de la nomenclature peut être contrôlé en
En moins de 2, sans avoir besoin de puces de pilote complexes, adapté à la production à grande échelle-.
2. Type STN : Contrôle industriel et premiers appareils mobiles
Les écrans STN sont largement utilisés dans les instruments industriels tels que les machines à souder les fils et les contrôleurs de température. Leur fonction grand angle de vision prend en charge la lecture simultanée par plusieurs personnes, et leur capacité de conduite multi-canal peut afficher plusieurs paramètres tels que la température, la pression et le débit. De plus, STN était autrefois la solution principale pour les écrans de téléphones multifonctions. Par exemple, le Nokia 1110 utilise un écran STN, qui peut toujours s'afficher clairement au soleil, mais le temps de réponse lent entraîne un décalage de l'affichage de l'animation.
3. Type FSTN :-instruments médicaux et de précision haut de gamme
Les écrans FSTN dominent dans les dispositifs médicaux tels que les concentrateurs d'oxygène et les glucomètres, avec un contraste élevé garantissant que les chiffres/caractères peuvent être lus dans des environnements à forte ou faible luminosité, et une faible consommation d'énergie prolongeant la durée de vie de la batterie de l'appareil. Par exemple, une certaine marque de concentrateur d'oxygène utilise un écran FSTN, qui peut toujours afficher clairement la concentration d'oxygène après un fonctionnement continu pendant 10 heures, et la consommation électrique en veille est inférieure à 5 μA. De plus, le FSTN est également très apprécié dans les domaines des instruments financiers (tels que les machines POS) et des instruments automobiles en raison de sa grande fiabilité et de sa longue durée de vie (généralement supérieure à 10 ans).
