1 ، المبدأ الفني: الخصائص البصرية لشاشات الكريستال السائل والتحكم في الاستقطاب
يعتمد مبدأ عرض شاشات الكريستال السائل على التفاعل بين الخصائص البصرية لجزيئات الكريستال السائل والضوء المستقطب. جزيئات البلورات السائلة هي مواد وسيطة بين السوائل والمواد الصلبة، ويمكن أن يدور اتجاه محورها الطويل تحت تأثير المجال الكهربائي. عندما يمر الضوء عبر لوحتين مستقطبتين (المستقطب والمحلل)، إذا لم تتعرض جزيئات الكريستال السائل لمجال كهربائي، فلن يتمكن الضوء من المرور عبر المحلل وتظهر الشاشة مظلمة؛ عندما يقوم المجال الكهربائي بتدوير جزيئات الكريستال السائل، يتغير اتجاه استقطاب الضوء، وتظهر الشاشة مشرقة من خلال المستقطب. ومن خلال التحكم في زاوية دوران جزيئات الكريستال السائل، يمكن تحقيق التحكم في سطوع البكسل، والذي يمكن بعد ذلك دمجه في أحرف أو رسومات.
يكمن مفتاح تنفيذ الخلفية الزرقاء والنص الأبيض في وضع "العرض السلبي" لشاشة LCD. في وضع العرض السلبي، يكون لون خلفية شاشة LCD داكنًا (مثل اللون الأزرق) وتكون الأحرف فاتحة (مثل الأبيض). المبدأ هو:
اختيار الإضاءة الخلفية: يتم استخدام الإضاءة الخلفية البيضاء (مثل LED). بعد مرور الضوء عبر طبقة الكريستال السائل، تظهر الأجزاء التي لا تحجبها جزيئات الكريستال السائل باللون الأبيض (الأحرف)، وتظهر الأجزاء المحجوبة بلون الإضاءة الخلفية بعد المرور عبر المستقطب (خلفية زرقاء).
المستقطبات والمواد البلورية السائلة: من خلال اختيار المستقطبات ذات الأطوال الموجية المحددة (مثل المستقطبات الزرقاء) والمواد البلورية السائلة (مثل البلورات السائلة من نوع STN)، يمكن تحسين تشبع الخلفية الزرقاء وسطوع الأحرف.
تعديل التباين: من خلال ضبط جهد القيادة أو سُمك طبقة شاشة LCD، يمكن التحكم في اختلاف السطوع بين الأحرف والخلفية لضمان إمكانية قراءة واضحة حتى في بيئات الإضاءة القوية.
2، طريقة التنفيذ: اختيار الأجهزة والتحكم في برنامج التشغيل
اختيار الأجهزة: نوع LCD وتصميم الإضاءة الخلفية
للحصول على خلفية زرقاء وعرض نص أبيض على شاشة LCD الخاصة بالجهاز، يجب تحديد جوانب الأجهزة التالية:
نوع LCD: يفضل شاشة LCD STN (Super Twisted Nematic) أو HTN (High Twisted Nematic). يتميز هذا النوع من الكريستال السائل بزاوية ملتوية عالية (عادةً 210 درجة -270 درجة)، والتي يمكن أن تحقق تباينًا أعلى وزاوية رؤية أوسع، مما يجعلها مناسبة لوضع العرض السلبي. على سبيل المثال، يمكن لشاشات LCD من نوع STN تحقيق نسبة تباين تزيد عن 5:1 وزمن استجابة يتراوح بين 250-350 مللي ثانية في عرض النص الأبيض بخلفية زرقاء، مما يلبي متطلبات العرض الديناميكي للأجهزة.
تصميم الإضاءة الخلفية: باستخدام الإضاءة الخلفية LED البيضاء، يتم توزيع الضوء بالتساوي من خلال لوحة توجيه الضوء أو فيلم التوزيع لضمان سطوع موحد للشخصيات. يجب تعديل سطوع الإضاءة الخلفية وفقًا لسيناريو الاستخدام، على سبيل المثال، تحتاج الأجهزة الخارجية إلى دعم سطوع يزيد عن 1000 شمعة في المتر المربع لمقاومة تداخل الضوء القوي.
فيلم الاستقطاب والفلتر: قم بلصق فيلم الاستقطاب الأزرق على جانبي طبقة الكريستال السائل، أو قم بتصفية الإضاءة الخلفية من خلال الفلتر الأزرق لتشكيل خلفية زرقاء. تعتمد بعض الحلول المتطورة-تقنية RGBW (إضاءة خلفية باللون الأحمر والأخضر والأزرق والأبيض بأربعة ألوان-)، والتي تعمل على تحسين أداء الألوان وكفاءة الطاقة عن طريق مزج الضوء الأبيض والأزرق.
التحكم في القيادة: تنظيم الجهد واستراتيجية التحديث
تتطلب قيادة عرض النص الأبيض بخلفية زرقاء تحكمًا دقيقًا في زاوية دوران جزيئات الكريستال السائل وسطوع الإضاءة الخلفية، مع المعلمات الأساسية بما في ذلك:
الجهد المنطقي: عادة 4.5-5.5 فولت، مع قيمة نموذجية 5.0 فولت. يجب أن يكون الجهد العالي للإدخال (VIH) أكبر من أو يساوي 2.4 فولت، ويجب أن يكون الجهد المنخفض (VIL) أقل من أو يساوي 0.4 فولت لضمان استقرار الإشارة.
تعديل التباين: من خلال ضبط جهد طرف V0 (المتصل بمقياس الجهد) للتحكم في سمك طبقة الكريستال السائل، يمكن تعديل فرق السطوع بين الأحرف والخلفية. على سبيل المثال، عندما يكون جهد V0 3.0 فولت، يكون التباين مثاليًا، وقد يتسبب الجهد الزائد في ظهور الظلال.
تردد التحديث: يجب أن يكون معدل الإطارات أكبر من أو يساوي 128 هرتز لتجنب الوميض. يتطلب العرض الديناميكي (مثل التمرير الرقمي) استخدام تقنية المسح الضوئي لمشاركة الوقت- لتحقيق عرض منخفض الطاقة-من خلال التبديل السريع بين الأنابيب الرقمية المتعددة.
اختيار برنامج التشغيل IC: حدد برنامج التشغيل IC وفقًا لمتطلبات العرض. على سبيل المثال، تدعم وحدة التحكم HD44780 شاشة LCD ذات الأحرف القياسية (مثل وحدة 1602)، والتي يمكنها عرض الحروف والأرقام والرموز؛ يدعم برنامج تشغيل المصفوفة النقطية الرسومية IC (مثل ST7920) الرسومات المخصصة والعرض الصيني، مما يجعله مناسبًا لواجهات الأدوات المعقدة.
3، سيناريوهات التطبيق: من الأدوات الصناعية إلى الإلكترونيات الاستهلاكية
تُستخدم شاشة LCD ذات الخلفية الزرقاء والنص الأبيض على نطاق واسع في السيناريوهات التالية نظرًا لتباينها العالي وسهولة قراءتها في الإضاءة القوية:
أدوات التحكم الصناعية: مثل أجهزة قياس الضغط، وأجهزة التحكم في درجة الحرارة، وأجهزة قياس التدفق، وما إلى ذلك. لا يزال من الممكن قراءة الخلفية الزرقاء وعرض النص الأبيض بوضوح في بيئات الإضاءة القوية في المصنع، ويتوافق الفرق المرئي بين الأحرف البيضاء والخلفية الزرقاء مع معايير التصميم الصناعي.
لوحة العدادات الإلكترونية للسيارات: غالبًا ما تستخدم لوحات عدادات السيارات التقليدية (مثل عدادات السرعة ومقاييس سرعة الدوران) شاشة LCD ذات رمز المجال الأبيض بخلفية زرقاء، جنبًا إلى جنب مع أضواء التحذير الحمراء، لتشكيل شاشة عرض معلومات هرمية واضحة. ستدمج بعض موديلات مركبات الطاقة الجديدة نصًا أبيض بخلفية زرقاء وشاشة ملونة كاملة -TFT لتعزيز الإحساس بالتكنولوجيا.
الأجهزة المنزلية الذكية: مثل العدادات الذكية وأجهزة التحكم في درجة الحرارة وأجهزة المراقبة البيئية وما إلى ذلك. الخلفية الزرقاء وعرض النص الأبيض لا يبهران في البيئات منخفضة الإضاءة، ويتوافق الجمع بين الأحرف البيضاء والخلفية الزرقاء مع جماليات المنزل الحديثة.
الأجهزة المحمولة الخارجية: مثل طاولات التسلق وأدوات المسح وما إلى ذلك. تتمتع شاشة LCD ذات الأحرف البيضاء ذات الخلفية الزرقاء بفقد أقل للتباين تحت ضوء الشمس المباشر، كما أن انعكاس الأحرف البيضاء أعلى من انعكاس الحروف السوداء، مما يعزز إمكانية القراءة بشكل أكبر.
