المبدأ الفني: العرض السلبي لشاشة LCD مع رمز تالف، والقيادة النشطة لـ TFT.
أساس توفير الطاقة في شاشة LCD ذات الرموز السيئة.
تستخدم شاشة LCD ذات الكود المكسور مادة بلورية سائلة TN (خيطية ملتوية) أو STN (خيطية ملتوية فائقة) والتي يتم عرضها بناءً على التحكم في اتجاه الجزيء البلوري السائل باستخدام مجال كهربائي. وتأتي منه ميزات توفير الطاقة- الأساسية:
آلية العرض السلبية: إنه لا يوجد ضوء فعلي منبعث من المادة؛ لذلك سيكون ذلك من خلال عكس بعض الضوء البيئي منه أيضًا أو من خلال انعكاس الإضاءة الخلفية مرة أخرى. بدون الإضاءة الخلفية، لا يلزم سوى عدد قليل من التيارات الميكرو أمبيرية للحفاظ على جزيئات الكريستال السائل في حالتها، ويكون استهلاك الطاقة صغيرًا جدًا.
وضع القيادة الثابت: إن عرض المعلومات الثابتة يعني أنه يتعين علينا تشغيل طاقتنا عند بدء التشغيل ثم تركها لجميع التحديثات بعد ذلك وبالتالي تقليل استخدام الطاقة.
تصميمات الدوائر المبسطة: عندما تحتوي شاشة LCD على رموز تالفة، نستخدم عادةً القيادة المباشرة أو القيادة المصفوفية البسيطة بدلاً من تلك المعقدة التي لا تتطلب الكثير من شريحة التحكم وتقلل من استخدام طاقة الدائرة.
استهلاك الطاقة من شاشات TFT
تتحكم شاشة TFT بشكل نشط في حالة -التشغيل والإيقاف لكل بكسل عن طريق مصفوفة ترانزستور رقيقة، ويكون استهلاك الطاقة بشكل أساسي كما يلي:
آلية التحديث الديناميكي: لتجنب تأثير شبح الصورة، سيتعين عليك تحديث شاشاتك بمعدل يزيد عن 60 هرتز. إذا لم يكن الأمر كذلك، فلا تزال هناك فرصة لاستمرار دائرة القيادة.
الحاجة إلى سطوع عالي: تحتوي شاشات TFT بشكل عام على مصابيح خلفية LED عالية السطوع، وكلما كانت أكثر سطوعًا، كلما زاد استهلاكها للطاقة.
دوائر التحكم المعقدة: تحتاج مصفوفات TFT، ورقائق محركات المصدر، وأجهزة التحكم في التوقيت، وما إلى ذلك، إلى مصدر طاقة ثابت مما يجعل الطاقة الإجمالية أكثر تكلفة.
بيانات اختبار استهلاك الطاقة: "مستوى الميكروأمبير" لشاشة LCD مع رمز مكسور و"مستوى الوات" لشاشة TFT
استخدام الطاقة على رمز سيء في شاشة LCD.
استهلاك الطاقة الثابت: لا تستهلك شاشة LCD التي تعمل برمز إيقاف التشغيل ما يزيد عن 5-10 ميكرو أمبير للحفاظ على الصورة معروضة. كما هو الحال في حالة عدم وجود إضاءة خلفية وكان لديك أداة صناعية معينة أخرى بها شاشة LCD مكسورة أو متوقفة عن التشغيل، فهي في الواقع لا تزال قيد الاستخدام بواسطة هذه الأداة المعينة بمعدل استهلاك يصل إلى 6.2 ميكرو أمبير فقط.
استهلاك طاقة الإضاءة الخلفية: إذا كانت الإضاءة الخلفية ضرورية، فإن استهلاك الطاقة لكل حبة LED يبلغ حوالي 15 مللي أمبير ولكن يمكن تقليل ذلك بتصميمات أفضل. تمامًا كما في المثال الأخير لدينا هنا إضاءة خلفية LED منخفضة الطاقة- حيث إذا أردنا توصيل جميع المصابيح الثلاثة معًا مرة واحدة فسنسحب حوالي 45 مللي أمبير فقط من هذا الشيء وربما لا يزال هناك مجال للتحسين عبر تقنية Pwm Dimming القديمة والموثوقة.
إجمالي استهلاك الطاقة: باستخدام ساعة اليد الذكية كمثال، فإنها تستهلك في المتوسط 0.8 ميجاوات عند التشغيل وحوالي 0.02 ميجاوات في وضع الاستعداد.
استهلاك الطاقة لشاشة TFT.
استهلاك الطاقة الديناميكي: يرتبط استهلاك طاقة شاشة TFT ارتباطًا وثيقًا بالحجم والدقة والسطوع. على سبيل المثال:
شاشة TFT مقاس 2.4 بوصة (الدقة: 240 × 320)، ويبلغ استهلاك الطاقة حوالي 1.2 وات عند مستوى سطوع يبلغ 200 نت؛
شاشة TFT مقاس 5 بوصات (دقة 720 × 1280) تستهلك طاقة 3.5 واط مع سطوع 300 شمعة.
تستهلك شاشة TFT مقاس 10 بوصات (دقة 1920×1080) أكثر من 8 واط عندما يصل سطوعها إلى 400 نت.
نسبة الإضاءة الخلفية: عادةً ما يشكل نظام الإضاءة الخلفية 70%-90% من إجمالي استهلاك الطاقة لـ TFT. خذ هاتفًا محمولاً مزودًا بشاشة TFT بقوة 500 شمعة في المتر المربع كمثال . 85% من الإضاءة الخلفية.
مقارنة الاختبارات، في حالة تطابق أحجام الشاشات، تستهلك شاشات TFT طاقة أكبر بحوالي 18 إلى 25 مرة من استهلاك شاشات LCD ذات الكود المكسور. باستخدام هاتف vivo X100 كمثال، سيكون متغير TFT الخاص به أقل بحوالي نصف-ساعة-من حيث عمر البطارية مقارنة بالإصدار الذي يستخدم شاشة LCD.
سيناريو التطبيق: ميزة شاشات الكريستال السائل في انخفاض الطاقة مع تعطل عمليات استبدال الكود والأداء-في TFT
حالات استخدام شاشة LCD ذات الرمز المكسور-لتوفير الطاقة.
الأجهزة التي تعمل بالبطارية: عند الحاجة إلى طاقة بطارية عالية كما هو الحال في الأساور أو العلامات الذكية، فإن الأجهزة المحمولة التي يتم فصل شاشات الكريستال السائل عنها ستساعد بشكل كبير في إطالة عمر البطارية. على سبيل المثال، تم تمديد فترة زمنية معينة لبطاقة أسعار إلكترونية معينة بين عمليات إعادة الشحن لمدة عامين تقريبًا بعد اعتماد الحد الأقصى (من حوالي ثلاثة أشهر حتى الآن حوالي شهر واحد).
في الحالة التي كانت فيها شاشات العرض الثابتة مثل: على لوحة العدادات الخاصة بنا، أو على وحدة التحكم في منظم الحرارة أو ربما نرغب في إعداد نوع من الساعة الزمنية بحيث يتطلب هذا النوع من المواقف عرضًا طويل المدى بدون تحديث مستمر، لذا فإن شاشة LCD المكسورة لا بأس بها لأنها لا تحتاج إلى التحديث باستمرار وبالتالي فهي تستخدم القليل جدًا من الطاقة.
حل منخفض التكلفة : تبلغ تكلفة تصنيع شاشات LCD- ذات الكود إيقاف تشغيلها ما بين 30 إلى 50% فقط من TFT وهي مناسبة تمامًا للتطبيقات كبيرة الحجم مثل التشغيل الآلي للمنزل وأجهزة الاستشعار في الصناعات وما إلى ذلك، الأمر الذي يتطلب توفير التكاليف.
فائدة الأداء لشاشة TFT في المواقف المختلفة
عرض المحتويات الديناميكية: لا يمكن استبدال معدل التحديث العالي والألوان الزاهية لـ TFT بأجهزة أخرى، مثل الهاتف/الكمبيوتر اللوحي/التلفزيون.
بيئة ذات سطوع عالٍ: يجب رؤية شاشة الإعلانات الخارجية وتوجيه السيارة والمناسبات الأخرى بوضوح على خلفية ساطعة للغاية، كما أن السطوع العالي لـ TFTs وزاوية عرض واسعة أفضل يجعلها الخيار الأفضل.
متطلبات التصميم المتطورة: إذا كان هناك سيناريو مثل المحترفين في الشاشة أو الأشخاص الذين يحتاجون إلى القيام ببعض التصميمات في مكان العمل حيث يجب أن تكون دقة الألوان ونسبة التباين في أقصى درجة ممكنة، فإن TFT مع 16.7 مليون لون ونسبة تباين 1500:1 ستكون كافية.
تقنية تحسين توفير الطاقة-: "الضغط الشديد" على شاشات LCD ذات الكود -المعطلة، و"ترقية كفاءة الطاقة" لـ TFT.
وفر طاقتك عن طريق إصلاحها باستخدام شاشة LCD المكسورة.
تصميم عاكس: طبقة كريستال سائلة محسنة وطبقة عاكسة لشاشات العرض القائمة على الإضاءة المحيطة والتي تعمل على إيقاف جميع الإضاءة الخلفية وتستهلك أقل من 0.1 ميجاوات من الطاقة.
التحكم الديناميكي في الإضاءة الخلفية: قم بتغيير سطوع الإضاءة الخلفية تلقائيًا بناءً على مقدار الضوء المحيط بك؛ فهو يرتفع من 100% إلى 10% فقط، على سبيل المثال، إذا أصبحت الأمور أكثر قتامة في الخارج، وهذا يقلل من كمية الكهرباء التي نستخدمها بنسبة 90 بالمائة.
شريحة تشغيل منخفضة الطاقة: استخدم شريحة تشغيل LCD فريدة (على سبيل المثال، HT1621) مع متطلبات طاقة ثابتة تبلغ 100 ميكرو أمبير فقط واستهلاك أقل للطاقة.
توفير الطاقة لشاشات TFT.
استبدال CCFL بمصابيح خلفية LED: تتميز مصابيح LED الخلفية الجديدة التي حلت محل مصابيح الفلورسنت القديمة بتحسن بنسبة 30% إلى 50% في استخدام الطاقة عند مقارنتها بها، مما يسمح لنا أيضًا بالتعتيم المحلي مما يؤدي بعد ذلك إلى تقليل أي استخدام غير مرغوب فيه للطاقة.
وضع محرك الطاقة المنخفضة: قم بخفض سرعة التحديث من 60 هرتز إلى 30 هرتز وأوقف تشغيل بعض وحدات البكسل، لذلك ستكون هناك حاجة إلى طاقة أقل عند إظهار شيء ثابت فقط.
استخدام مواد جديدة: استخدام أشباه الموصلات الأكسيدية مثل IGZO أو LTPS، والتي تحتوي على تيارات تسرب أقل لجعل الدوائر أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
اتجاهات الصناعة: "الزراعة العميقة للسوق المجزأة" لشاشات LCD ذات الكود المكسور و"ثورة كفاءة الطاقة" كثيرًا.
الدورة المستقبلية لشاشات الكريستال السائل ذات الكود المتصدع.
تكنولوجيا استهلاك الطاقة المنخفضة للغاية: استخدم بعض المواد الجديدة، مثل الكريستال السائل العازل للطاقة الكهربائية، واستخدم عملية جديدة، مثل الطبقة العاكسة ذات البنية الدقيقة النانوية. وبالتالي فإن الاستهلاك الثابت سوف يذهب إلى أقل من 0.1microA.
تطبيق عرض مرن: إنشاء شاشة LCD قابلة للانحناء مزودة برمز فاصل، حتى نتمكن من صنع المزيد من الأشياء مثل خواتم الساعات أو الأشياء الصغيرة في منزلك والتي تتصل بالإنترنت (وهذا ما يعنيه IOT).
الحل المدمج: أجهزة الاستشعار + شرائح التشغيل + شاشة LCD المنفصلة في شريحة واحدة مما سيقلل من التكلفة والطاقة.
شاشات عرض TFT، لديها طفرة في توفير الطاقة.
إضاءة خلفية LED صغيرة-: من خلال التحكم في الضوء من أكثر من آلاف المناطق، يمكن إنشاء HDR بتكلفة طاقة إضاءة خلفية أقل. على سبيل المثال، تتمتع أجهزة تلفزيون 8K Mini-LED باستهلاك أقل لطاقة الإضاءة الخلفية مما يقلل بنسبة 40% مقارنة بالأجهزة التقليدية.
تقنية النقاط الكمومية: تعمل على تحسين الألوان، وتتطلب سطوعًا خفيفًا في أسفل الظهر. مثل Quantum-dot TFT، تستهلك طاقة أقل بنسبة 15% من TFT التقليدي الذي يتمتع بنفس السطوع.
خوارزمية توفير الطاقة -الذكاء الاصطناعي: تستخدم التعلم الآلي للتعرف على أنماط استخدام المستخدم ثم تقوم بتعديل معلمة الشاشة تلقائيًا وفقًا للموقف لتوفير الطاقة باستخدام الطريقة القائمة على المشهد.
