一, principes techniques et principes fondamentaux de consommation d'énergie
1. Mécanisme de consommation d'énergie de l'écran LCD à code de segment
L'écran LCD segmenté contrôle la transmission de la lumière grâce à la déviation des molécules de cristaux liquides sous l'action d'un champ électrique, et sa consommation électrique principale provient de deux parties :
Entraînement de la couche de cristaux liquides : la déviation des molécules de cristaux liquides nécessite un maintien de tension alternative, avec une consommation d'énergie typique de 5-10 μ A (niveau microampère), appartenant à la catégorie de consommation d'énergie ultra-faible ;
Système de rétroéclairage : si le rétroéclairage LED est utilisé, la consommation électrique d'une seule perle LED est d'environ 15 mA (niveau milliampère), et la consommation électrique totale dépend du nombre de perles LED et de la méthode de connexion (série/parallèle). Par exemple, un certain instrument industriel utilise 4 rétroéclairages LED avec une consommation électrique totale de 60 mA, dépassant de loin la couche LCD elle-même.
Conclusion clé : la consommation électrique de l'écran LCD segmenté est principalement déterminée par le rétroéclairage, et la consommation électrique de la couche de cristaux liquides peut être ignorée. Après avoir éteint le rétroéclairage, sa consommation d'énergie statique peut être réduite à μ A, adaptée aux scénarios alimentés par batterie.
2. Mécanisme de consommation d'énergie d'OLED
OLED est une technologie d'affichage auto-lumineuse, dans laquelle chaque pixel contrôle indépendamment son émission de lumière et sa consommation électrique est déterminée par les facteurs suivants :
Nombre de pixels lumineux : lorsqu'ils sont affichés en plein écran, tous les pixels fonctionnent simultanément, ce qui entraîne une consommation d'énergie maximale ; Lors de l'affichage du noir, le pixel est éteint et la consommation électrique est proche de zéro ;
Intensité lumineuse : Plus la luminosité est élevée, plus la demande de courant est importante. Par exemple, un module OLED de 0,96 pouce consomme environ 0,08 W d'énergie en plein écran blanc (luminosité maximale), tandis que la consommation d'énergie sur fond noir peut être ignorée ;
Circuit pilote : les puces pilotes OLED (telles que SSD1306) consomment plusieurs dizaines de µA de puissance, bien moins que les circuits pilotes de rétroéclairage.
Conclusion clé : la consommation électrique de l'OLED est fortement corrélée au contenu affiché, le contenu dynamique (tel que la vidéo) consommant beaucoup plus d'énergie que le contenu statique (tel que le texte).
2, comparaison de la consommation électrique : analyse des données et de la scène
1. Scène d'affichage statique
LCD à code segment : en prenant comme exemple un terminal logistique, l'écran LCD à code segment est utilisé pour afficher le numéro de marchandise, avec le rétroéclairage toujours allumé (2 LED) et une consommation électrique totale d'environ 30 mA. Si le rétroéclairage est éteint, seule la couche LCD fonctionne et la consommation électrique est réduite à 5 μA.
OLED : lors de l'affichage du même contenu, OLED n'a besoin d'éclairer que certains pixels (comme la partie numérique), avec une consommation électrique d'environ 0,01 W (environ 2 mA à 5 V). Elle est inférieure à celle du segment LCD avec rétroéclairage activé, mais supérieure à celle du segment LCD sans rétroéclairage.
Conclusion : en affichage statique, l'écran LCD sans code de segment de rétroéclairage a la consommation d'énergie la plus faible ; Lorsqu’un rétroéclairage est requis, l’OLED peut avoir un avantage en cas de faible luminosité.
2. Scène d'affichage dynamique
Code de segment LCD : le taux de rafraîchissement est généralement inférieur à 10 Hz et le contenu dynamique (tel que les chiffres défilants) nécessite un rétroéclairage continu, avec une consommation d'énergie stable de 30 à 60 mA (en fonction de l'intensité du rétroéclairage).
OLED : en prenant comme exemple une certaine IHM industrielle (interface homme-machine), lors de l'affichage de graphiques dynamiques, la consommation électrique de l'OLED fluctue en fonction de la complexité de l'image, avec un pic de 0,1 W (environ 20 mA à 5 V). Mais la consommation électrique moyenne est inférieure à celle du rétroéclairage LCD à code de segment qui est toujours allumé en plein écran.
Conclusion : en affichage dynamique, l'OLED peut avoir une consommation d'énergie moyenne inférieure à celle des systèmes de rétroéclairage LCD segmentés en raison de sa capacité de contrôle de la lumière au niveau des pixels.
3. Scènes de luminosité extrême
LCD segmenté : L'augmentation de la luminosité du rétroéclairage nécessite une augmentation du nombre de LED ou du courant, ce qui entraîne une augmentation linéaire de la consommation électrique. Par exemple, un instrument extérieur nécessite 4 LED haute luminosité sous une forte lumière, avec une consommation électrique de 120 mA.
OLED : en mode haute luminosité, les surtensions de courant des pixels et la consommation d'énergie peuvent dépasser celles d'un écran LCD segmenté. Par exemple, la consommation électrique d'un certain écran OLED en mode HDR peut atteindre 0,5 W (environ 100 mA à 5 V).
Conclusion : Dans des conditions de luminosité extrêmes, les systèmes de rétroéclairage LCD segmentés peuvent être plus économes en énergie-.
3, application industrielle et bilan des coûts
1. Scénarios applicables du segment LCD
Exigences de faible consommation d'énergie : comme les appareils médicaux portables et les capteurs IoT, qui nécessitent un fonctionnement à long terme-et une capacité de batterie limitée ;
Type sensible au coût : le coût des modules LCD segmentés est d'environ 1 à 3 dollars américains, bien inférieur à celui des modules OLED (5 à 15 dollars américains) ;
Adaptabilité environnementale : l'écran LCD segmenté fonctionne de manière stable dans la plage de température de -40 degrés à 85 degrés, ce qui le rend adapté aux sites industriels.
Cas : Un certain compteur intelligent adopte un écran LCD segmenté et le rétroéclairage n'est activé que pendant l'interaction de l'utilisateur. La consommation électrique en veille de l'ensemble de la machine est inférieure à 10 μA et la durée de vie de la batterie peut atteindre 5 ans.
2. Scénarios applicables d'OLED
Exigences de contraste élevé : comme les montres intelligentes et les lunettes VR, qui doivent afficher des images délicates ;
Exigences d'affichage flexibles : les propriétés pliables de l'OLED conviennent aux appareils portables ;
Optimisation du mode sombre : comme dans le cas des liseuses-de livres électroniques, la consommation électrique est proche de zéro sur fond noir.
Cas : Un certain terminal portable industriel adopte un écran OLED et, en désactivant les pixels non essentiels dans un environnement de pièce sombre, la durée de vie de la batterie est augmentée de 30 %.
