저전압 작동의 기술적 기반: 액정 물질과 구동 회로 간의 협력-
액정재료의 전기장 응답 특성
LCD 디스플레이의 액정 분자 배열 변화에 대한 전기장의 영향을 받습니다. 예를 들어 TN; 전압이 없을 때 분자는 빛이 자유롭게 통과할 수 있도록 코르크 마개 모양으로 배열되지만 일단 전압이 도입되면 빛을 완전히 차단하는 전기장을 생성하는 모든 것과 평행하게 정렬됩니다. 이 프로세스는 전압 임계값에 매우 민감합니다.
임계값 Vltage 또는 Vth는 액정 분자의 편향을 시작하는 전압(V)의 임계량이며 이 숫자는 일반적으로 약 2~3V에서 찾을 수 있습니다.
포화 전압(Vsat)은 액정의 완전한 편향을 달성하는 데 필요한 전압 레벨로, 대부분 약 4 - 6V입니다.
그리고 최신 계측기 LCD에서는 액정 레시피 최적화(플루오로- 또는 시아노- 등 추가?)와 같은 올바른 방법을 사용하면 Vth를 1. 5V 아래로 완전히 낮출 수 있지만 여전히 밝고 어두운 부분을 1000:1 이상으로 만드는 데 꽤 능숙하지만 10밀리초만큼 빠르므로 이것이 우리가 더 적은 볼트로 작동하려는 이유와 비슷합니다.
구동회로의 저전압 설계.
기존의 LCD 드라이버 회로는 액정 디스플레이에 전원을 공급하기 위해 약 10~20볼트까지 올라간 전원 공급 장치를 사용하지만 이제는 이와 같은 최신 계측기 LCD에 이러한 종류의 기술이 포함되어 있습니다. 우리가 보고 있는 기술은 저전압 작업을 자체적으로 잘 수행할 수 있습니다.
드라이버 IC 통합: SED1520, T6963c 등과 같은 통합 전하 펌프 회로는 액정의 필요한 전압으로 3.3V를 증가시킬 수 있으며 마이크로컨트롤러의 I/O 포트에 직접 연결할 수 있어 외부 부품의 양을 줄일 수 있습니다.
DVS: 표시되는 내용에 따라 구동 전압을 동적으로 변경합니다. 일부 텍스트를 표시할 때 전압을 2.5V로 낮추고 동영상을 표시할 때 다시 3.3V로 높이는 것처럼 전력 사용량과 결과를 모두 절약할 수 있습니다.
저전력 디스플레이 모드: 부분 새로 고침 및 절전 모드 기능을 지원할 수 있습니다. 예를 들어, 스마트 미터는 대기 중일 때만 시간 표시 부분을 업데이트할 수 있으므로 전력 사용량이 0.1mW 미만으로 줄어듭니다.
산업 적용 사례: 일반적인 저전압 LCD 사용.
산업용 장비: 열악한 조건에서의 작동.
석유화학/야금 등의 기기는 -40도에서 +85도까지 작동합니다. 일부 브랜드의 산업용 HMI 도구는 냉간 경화되어 이 기술로 작동되는 LCD를 사용합니다.
가열 필름 내장: ITO 가열 필름은 LCD 기판 내에 통합되어 백라이트 소스와 연결됩니다. 사용되는 열 에너지의 양은 온도 감지 도구를 통해 자동으로 관리되므로 모든 것이 저온(섭씨 영하 20도)에서 3.3V로 제대로 작동합니다.
전원 공급 장치 설계 확장: 9-36V 입력을 지원하고 DC-DC 변환을 통해 안정적인 3.3V를 제공하며 작업장의 다양한 전압에 적응할 수 있습니다.
스마트 미터: 매우 긴 배터리 수명으로 표시하는 솔루션
스마트미터는 장기간(10년 이상) 작동해야 하며 더 많은 전력을 사용합니다. 반사형 LCD를 디스플레이로 채택한 단상전력량계 모델은 다음과 같은 저전압 동작을 가지고 있습니다.
백라이트{0}}없는 디자인: 주변광을 사용하여 화면에 반사되므로 백라이트 모듈이 필요하지 않으며 2v 이하에서 작동합니다.
분할된 주행 기술: 디스플레이 내용이 여러 부분으로 분할됩니다. 불필요한 에너지 사용을 줄이기 위해 모든 부분을 개별적으로 구동합니다. 측정된 데이터는 위 그림에서 볼 수 있듯이 미터는 3.3V 전압에서 0. 05mW/cm 2의 전력 소비만을 표시합니다.
의료기기 : 무엇보다 안전을 최우선으로 하는 저전압 설계
저전압 작동은 휴대용 모니터, 혈당 측정기 등에서 감전 위험을 줄여줍니다. 그리고 현재 매우 특정 브랜드의 휴대용 모니터에 대해 다음과 같은 유형의 안전 장치를 통합했습니다.
절연 전원 공급 장치: 변압기를 사용하여 입력과 출력을 절연하며, 환자와 접촉하는 부분의 전압이 6V 이하인지 확인하십시오.
둔한 배터리 중복성: 2* 1.5V AA, 부스터의 전원 3.3V로 제작되었으며 배터리 하나가 방전된 후에도 계속 표시됩니다.
신뢰성 문제 및 솔루션.
저전압에서 디스플레이 균일성 문제.
볼트가 2.5V 미만이면 편향이 충분하지 않아 LCD가 더 어두운 부분을 생성합니다. 해결책은 다음과 같습니다.
도광판 구조 최적화: 백라이트 사용을 개선하기 위한 마이크로 프리즘 도광판. 자동차 대시보드의 LCD와 같은 경우에는 3볼트(3v) 전기에서 다른 종류의 도광판을 사용하여 밝기 균일성을 최대 92%까지 높일 수 있었습니다.
동적 대비 조정: 환경 조명의 강도에 따라 디스플레이 대비를 자동으로 조정합니다. 강한 조명 환경 ( > 10000lux ) 저전압 감소로 인한 밝기 감소를 보상하기 위해 대비가 1000:1로 증가합니다.
저온 환경에서 응답 지연
액정은 차가울수록 점도가 높아지며 반응 시간도 높아집니다. 특정 자동차 대시-보드 LCD는 다음 기술로 이 문제를 해결합니다.
ITO heating film: Transparent heating films on either side of the liquid crystal layer for keeping the temp. at >빠른 반응으로 0도<15ms.
예열 알고리즘: 시동 시 장치의 액정에 초기에 5V의 고전압이 인가된 후 온도가 급격히 상승한 후 표준 3. 3V로 변합니다.
수명이 장기간 저전압으로 감소합니다.
LCM 재료는 오랫동안 낮은 전압에서 전해질을 가질 수 있으며 디스플레이가 고장납니다. 산업용 제어 LCD는 다음과 같이 수명을 늘립니다.
AC 구동 파형: 대칭 구형파-구동을 사용하여 DC 오프셋을 방지하고 전기분해 속도를 90% 줄입니다.
재질 수정: LC에 산화방지제를 첨가하여 전극 부식을 방지합니다. 실제 테스트 결과에 따르면 LCD는 2.5V의 전압으로 50000 이상 지속적으로 작동할 수 있는 것으로 나타났습니다.
