一, Изазов ниске температуре на потрошњу енергије сегментираног ЛЦД-а: физички механизам и контрадикције
У условима ниске температуре, сегментирани ЛЦД се суочава са три основне контрадикције:
Замрзавање молекула течних кристала: Конвенционални материјали са течним кристалима имају вискозитет који прелази 1000цП на -40 степени, а време молекуларног окретања је продужено са 20мс на собној температури на преко 500мс, што резултира 2-3 пута повећањем напона за одржавање брзине одзива и директно повећање потрошње енергије.
Кашњење одзива погонског кола: гранични напон полупроводничких уређаја се повећава на ниским температурама, а време пуњења и пражњења кондензатора се продужава. Ако тајминг погона није оптимизован, то може довести до повећања неефикасне потрошње енергије.
Баланс између потрошње енергије и перформанси: Иако повећање напона покретања или брзине кадрова може побољшати одзив, то ће директно повећати динамичку потрошњу енергије; Ако је брзина освежавања смањена да би се уштедела енергија, то такође може да изазове појаву дупља на екрану или кашњење ажурирања података.
Ограничења традиционалних решења: Иако се проблем молекуларног замрзавања може решити континуираним загревањем филма у раним данима, континуална потрошња енергије загревања је чак 500 мВ, што далеко премашује статичку потрошњу енергије сегментираног ЛЦД-а за неколико микровата, што резултира смањењем укупне енергетске ефикасности система.
2, Технолошки пробој: Четвородимензионална оптимизација постиже ниску температуру и ниску потрошњу енергије
Савремени ЛЦД код сегментног{0}}ниског{0}}кодног сегмента је успешно решио проблем ниске{1}}потрошње енергије на ниским температурама кроз колаборативне иновације у материјалима, драјверима, структурама и алгоритмима
1. Иновација материјала: течни кристал против смрзавања и подлога отпорна на екстремно хладноћу
Формула течних кристала на ултра ниске температуре: коришћење перфлуорисаних једињења течних кристала (који чине 70% -80%) као што је флуоровани циклохексил бифенил, са температуром стакластог прелаза Тг<-60 ℃ and a viscosity of only 250cP at -40 ℃ (1/4 of conventional liquid crystals). Combined with 5% -10% siloxane side chain liquid crystal as a flowability additive, the viscosity can be further reduced by 15% -20%.
Dielectric enhancement technology: Adding 10% -15% cyano substituted benzene derivatives to increase the dielectric anisotropy Δ ε>20 (око 15 на собној температури) и побољшају осетљивост реакције на ниско{2}}електрично поље.
Оптимизација подлоге и поларизатора: коришћење ултра-танког флексибилног стакла (дебљине 50-100 μм) или ПИ полиимидног филма (Тг<-70 ℃) to replace traditional soda lime glass; The polarizing film uses a fluorine based PVA film (temperature range -60 ℃~120 ℃) and a perfluoroether adhesive layer, with a polarization efficiency of over 85% maintained at -40 ℃.
Ефекат: На -40 степени, време окретања молекула течних кристала је смањено на мање од 80 мс, а захтев за погонским напоном је смањен за 30%.
2. Иновација у погонском колу: широка температура, високи напон и брзи одзив
Adaptive ultra-high voltage drive: Design a 20V programmable power module (based on MAX1771 boost chip, efficiency>90%), који аутоматски даје погонски напон од 10-12В на -40 степени (само 5В на собној температури), обезбеђујући довољну јачину електричног поља да продре у течне кристале високог вискозитета.
Биполарни таласни облик: У поређењу са униполарним таласним обликом, смањује кашњење одговора узроковано остатком јона и повећава брзину одзива за 30% на -40 степени.
Оптимизација брзине кадрова и радног циклуса: Брзина кадрова је повећана са конвенционалних 32Хз на 128Хз, радни циклус вишеканалног погона је повећан са 1/8 на 1/2, а стварна фреквенција покретања једног сегмента је достигла 64Хз, избегавајући молекуларно „замрзавање“.
Овердриве технологија: Примените 1,5 пута већи напон-пулса у стабилном стању (у трајању од 3-5 мс) у тренутку промене кода сегмента да бисте убрзали молекуларно окретање и вратили нормалан напон, брзину балансирања и потрошњу енергије.
Ефекат: Време пребацивања кода једног сегмента Мање или једнако 60мс на -40 степени, време освежавања целог екрана Мање или једнако 150мс, динамичка потрошња енергије вршна мања или једнака 200мВ (укључујући пулсно грејање).
3. Структурне иновације: Микро нано електроде и побољшање електричног поља
Низ електрода високе густине: смањење растојања између сегментних електрода и уобичајених електрода са 50 μм на 20 μм, повећање јачине електричног поља за 150% и смањење прага почетног напона.
Sawtooth shaped electrode edge: Using the "edge field effect" to generate a gradient electric field, the molecular flipping time difference is reduced to within 10ms (traditional flat edge electrode difference>50мс).
Двослојна унакрсна електрода: Додајте помоћне електроде испод сегментних електрода да бисте формирали тродимензионално електрично поље, решавајући проблем недовољног одговора у централном региону и повећавајући брзину у централном региону за 40% на -40 степени.
ИТО филм високе проводљивости: коришћење композитног филма од индијум-калај оксида + сребрне наножице (отпорност на блокове<5 Ω/□), resistance change rate<3% at -40 ℃ (traditional ITO>10%).
Ефекат: Ефикасност електричног поља повећана за 40%, стабилност погонске струје повећана је за 3 пута.
4. Иновација алгоритама: ниска-контрола температуре и интелигентно освежавање
Импулсно загревање на нивоу милисекунди: Интегрисани графенски филм за грејање на микронском нивоу (заузима 1/4 површине екрана), користећи пулсно грејање од 10 мс (са радним циклусом од 10%), са једном потрошњом енергије за грејање мањом од 50 мВ (1/10 непрекидног грејања).
Механизам окидања температуре: Температура се детектује помоћу танког филма термоелемента (време одзива<10ms), and heating is only started when it is<-35 ℃, and then turned off when the temperature rises to -25 ℃.
Освежавање засновано на догађајима: Освежите сваких 10 секунди током статичког приказа (потрошња енергије мања или једнака 5 μ В) и активирајте „режим брзог освежавања“ (фрејмова од 128 Хз+високи-напон) током изненадних ажурирања, распоређујући потрошњу енергије по потреби.
Пренос компресије сегментног кода: Кодирајте 8 сегмената сигнала дигиталног погона у 3-битне бинарне инструкције, смањујући обим података за 70% и компресујући време извршења инструкције са 200 μс на 50 μс.
Ефекат: Статичка потрошња енергије је смањена на 5 μ В, а свеобухватни однос енергетске ефикасности је побољшан за 80%.
3, Индустријска примена: Практична вредност ЛЦД кода сегмента ниске температуре-
1. Поларна научна истраживања и ваздухопловство
У опреми за праћење животне средине на истраживачкој станици на Антарктику, ЛЦД код сегмента ниских{0}}кодованих температура мора непрекидно да ради испод -40 степени. Кроз горњу технолошку оптимизацију, одређени модел сензора постиже време освежавања целог екрана мање од или једнако 150 мс, статичку потрошњу енергије од само 5 μ В и може да подржи континуирани рад више од 1 године са АА батеријама, што далеко премашује 3-месечни век трајања батерије традиционалног решења.
2. Индустријски хладни ланац и опрема на отвореном
У терминалу за контролу температуре логистике хладног ланца, ЛЦД код сегмента ниске{0}}е температуре треба да приказује температуру, влажност и друге податке у окружењу од -30 степени. Након усвајања микро нано електрода и технологије прекомерне вожње, брзина одзива екрана уређаја на -30 степени је у складу са оном на собној температури, а потрошња енергије је 80% нижа од ОЛЕД шеме.
3. Војна и специјална опрема
Војно-тактички терминали захтевају поуздан приказ мапа, координата и других информација у окружењу од -50 степени. Коришћењем двослојних унакрсних електрода и адаптивног високонапонског погона, одређени модел ручног уређаја може да постигне ажурирање целог екрана у року од 1 секунде на -50 степени, уз потрошњу енергије од само 150 мВ, испуњавајући строге војне стандарде.
