一, STN šķidro kristālu materiālu optiskās īpašības: daudzkrāsu displeja fiziskais pamats
STN (Super Twisted Nematic) šķidrie kristāli ievērojami uzlabo elektro-optiskā efekta līknes stāvumu, palielinot molekulāro pagrieziena leņķi no 90 grādiem TN tipa līdz 180 grādiem -270 grādiem. Šīs strukturālās izmaiņas piešķir tai šādas galvenās īpašības:
Divpusējās laušanas efekts: krītošā gaisma tiek sadalīta parastajā gaismā (o-gaisma) un neparastā gaismā (e-gaisma), un divi gaismas stari rada optiskā ceļa atšķirību šķidro kristālu slānī. Izejot cauri analizatoram, rodas traucējumi, veidojot īpašu krāsu.
Pirms slīpuma leņķa kontrole: molekulām orientācijas slāņa saskarnē ir jāsaglabā iepriekšējais slīpuma leņķis 3 grādi -8 grādi, lai nodrošinātu stabilu traucējumu krāsu stāvoklī bez sprieguma.
Kastes biezuma viendabīgums: kastes biezuma novirze jākontrolē 0,05 μm robežās, lai izvairītos no nevienmērīga biezuma, kas izraisa plankumainu fona krāsu.
Šīs īpašības nodrošina, ka STN šķidrajiem kristāliem ir dzeltenzaļš vai zili pelēks fons, ja netiek pielietots spriegums, nodrošinot fizisku pamatu daudzkrāsu displejam. Tomēr jāatzīmē, ka tīru STN šķidro kristālu raksturīgā krāsa ierobežos krāsu izteiksmes diapazonu, un kompensācija ir jāveic, izmantojot tehniskus līdzekļus.
2, Daudzkrāsu displeja ieviešanas ceļš: tehnoloģiskā attīstība no pseido krāsas uz pilnkrāsu
1. Segmenta koda pamata displejs: vienkrāsains un divas{1}}krāsu shēmas
Tradicionālajos STN segmenta koda LCD ekrānos tiek izmantota sietspiedes tehnoloģija, lai drukātu melnas, sarkanas un citas tintes slāņus uz stikla pamatnēm vai polarizējošām plēvēm, tādējādi nodrošinot pamata daudzkrāsu displeju. Piemēram:
Pozitīvs displejs: melns fons + balts/dzeltens fonts (TN/STN dzeltenzaļa plēve)
Negatīvs displejs: balts fons + melns fonts (panāk ar atstarotu gaismu)
Divu krāsu kombinācija: sarkanā tinte drukā sirdsdarbības vērtības, melnā drukā citas rakstzīmes
Šīs shēmas krāsu veidus ierobežo tintes izvēle, parasti tiek atbalstītas tikai 2–5 krāsas, un, ja tā nav ieslēgta, ir redzami tintes defekti.
2. Pseido krāsu displeja tehnoloģija: izrāviens pelēktoņu un krāsu kvantitatīvā noteikšanā
Uzlabojot braukšanas ķēdi un šķidro kristālu materiālus, STN segmenta koda LCD var sasniegt šādas pseido krāsu shēmas:
4 līmeņu pelēktoņu displejs: pielāgojot sprieguma impulsa platumu un kontrolējot šķidro kristālu molekulu novirzes leņķi, var panākt spilgtuma un tumšuma izmaiņas. Piemēram, medicīniskajos monitoros tiek izmantotas dažādas pelēktoņu vērtības, lai attēlotu sirdsdarbības ātruma vērtību diapazonu.
16 level grayscale display: using frame rate control (FRC) technology, enhancing the sense of hierarchy through grayscale mixing on the timeline. However, due to the response speed of STN (usually>100 ms), liela ātruma-dinamiskajos attēlos var būt dublēti attēli.
256 krāsu/4096 krāsu displejs: iegultos kontrolleros, piemēram, S3C2440A, 8-biti/pikseļi (R3G3B2) vai 12 biti/pikseļi (R4G4B4) dati tiek kartēti uz daudzkrāsu displeju, izmantojot nervozitātes algoritmu (Dithering) un krāsu meklēšanas tabulu (LUT). Bet faktiskais krāsu piesātinājums ir salīdzinoši zems, kas pieder pie viltus krāsu kategorijas.
3. Pilnkrāsu displeja risinājums: izrāviens CSTN tehnoloģijā
Krāsu STN (CSTN) sadala katru pikseļu trīs apakšpikseļos sarkanā, zaļā un zilā krāsā, pārklājot RGB krāsu filtrus, un apvieno STN pelēktoņu vadības iespējas, lai iegūtu 65536 krāsu displeju. Tehniskie galvenie punkti ietver:
Apakšpikseļu izkārtojums: joslas vai zigzaga izkārtojuma pieņemšana, lai optimizētu krāsu sajaukšanas efektus.
Piedziņas kanāla palielināšana: izmantojot aktīvās matricas piedziņu (AM-STN), tiek pārvarēta pasīvās matricas savstarpējā ietekme, atbalstot augstāku izšķirtspēju (piemēram, 640 × 400).
Kompensācijas plēves pielietojums: FSTN (Film+STN) tehnoloģija novērš STN raksturīgo fona krāsu, pievienojot kompensācijas plēvi, uzlabo melnbalto kontrastu un nodrošina tīrāku krāsu displeja fonu.
3. Tehniskie trūkumi un risinājumi: daudzkrāsu displeja izmaksas
1. Reaģēšanas ātruma ierobežojums
STN šķidro kristālu pagrieziena leņķa palielināšanās noved pie garāka reakcijas laika (parastā vērtība 200–300 ms), kas var izraisīt dubultošanos dinamiskā attēla displejā. Risinājums ietver:
Ātrās reaģēšanas šķidro kristālu materiāli: izstrādājiet šķidro kristālu formulas ar augstu divkāršo laušanu un zemu viskozitāti, samazinot reakcijas laiku līdz 50 ms.
Overdrive tehnoloģija: paātrina molekulārās novirzes procesu, pieliekot pirms slīpuma spriegumu.
2. Perspektīvā atkarība
STN skata leņķa diapazons (parasti ± 40 grādi) ir mazāks nekā TFT-LCD (± 70 grādi), un, skatoties slīpi, var rasties krāsu nobīde. Uzlabošanas virziens:
Vairāku domēnu vertikālās izlīdzināšanas (MVA) tehnoloģija: sagatavojot mikrostruktūras orientācijas slānī, var panākt vairāku skatu domēnu displeju.
Optiskā kompensācijas plēve: fāzu starpības kompensācijas plēves pievienošana, lai paplašinātu skata leņķa diapazonu.
3. Pretruna starp pašizmaksu un ienesīgumu
STN ražošanas līnijai nepieciešama precīza parametru kontrole, piemēram, kastes biezums un iepriekšējais slīpuma leņķis, kā rezultātā ir zemāka raža nekā TN tipam. Pilnajam-krāsu CSTN modulim ir nepieciešama krāsu filtru un kompensācijas plēvju sakraušana, kā rezultātā izmaksas palielinās par 30–50%, salīdzinot ar vienkrāsainu STN. Nozares reakcijas stratēģija:
Moduļu dizains: integrējiet draivera IC, fona apgaismojuma bloku un LCD paneli, lai samazinātu sistēmas izmaksas.
Procesa optimizācija: tintes drukāšanas tehnoloģijas pieņemšana, lai aizstātu tradicionālo fotolitogrāfijas procesu un uzlabotu krāsu filtru ražošanas efektivitāti.
4. Tipisks pielietojuma scenārijs: vairāku-krāsu displeja vērtības realizācija
Rūpnieciskie instrumenti: CNC darbgaldu darbības panelī trauksmes informācija tiek parādīta sarkanā krāsā, parastais darbības statuss tiek parādīts zaļā krāsā, un gaidīšanas režīms tiek parādīts dzeltenā krāsā.
Medicīniskais aprīkojums: ultraskaņas diagnostikas iekārtās B-ultraskaņas attēli tiek parādīti 16 līmeņu pelēktoņos ar zilām apmalēm, kas izceļ darbības zonu.
Sadzīves tehnikas vadība: viedajā ledusskapja panelī tiek izmantotas dažādas krāsas, lai atšķirtu dzesēšanas, saglabāšanas un ātrās sasaldēšanas režīmus.
Automobiļu instrumentu panelis: tradicionālo mehānisko instrumentu digitālajā pārveidē LED indikatoru vietā tiek izmantots krāsu kodēts LCD, lai iegūtu bagātīgākus statusa uzvednes.
