一, Технически принцип: Итеративно надграждане на ъгъла на усукване на течнокристални молекули
1. Тип TN: Инфраструктура и ниски-разходни предимства
LCD екранът тип TN приема 90-градусова усукана нематична структура и основният му принцип е да контролира посоката на подравняване на молекулите на течни кристали чрез електрическо поле, постигайки селективно предаване на светлина. Когато не се прилага напрежение, молекулите на течния кристал се подреждат в спираловидна форма, което кара падащата светлина да се отклони на 90 градуса и да премине през поляризатора; След прилагане на напрежение, молекулите на течния кристал се подравняват по посока на електрическото поле и светлината се блокира от поляризатора, образувайки контраст между светло и тъмно. Тази структура води до два присъщи дефекта на TN екраните: тесен зрителен ъгъл (обикновено ± 50 градуса) и нисък контраст (около 10:1), но производственият процес е прост и ценово предимство е значително, което го прави предпочитан избор за ранни устройства с ниска-енергия като калкулатори и електронни часовници.
2. Тип STN: Супер усуканата структура преминава през тясното място на зрителния ъгъл
Типът STN значително подобрява ъгъла на видимост на TN екраните чрез увеличаване на ъгъла на усукване на молекулите на течните кристали до 180-270 градуса. Неговият принцип на работа е подобен на TN, но по-сложната молекулярна подредба увеличава оптичната разлика в пътя, образувайки ефект на цветова интерференция (като жълто-зелен или син фон) след преминаване през поляризатор. За да се елиминира дисперсията, екранът STN трябва да приеме двуслоен дизайн на поляризатор, който разширява зрителния ъгъл до ± 70 градуса и увеличава контрастното съотношение до над 30:1. Въпреки това изискването за задвижващо напрежение (обикновено над 5 V) и времето за реакция (около 200 ms) на STN се превърнаха в ограничаващи фактори за неговото приложение, използвано най-вече в индустриални инструменти и ранни екрани на мобилни телефони, които изискват високо качество на дисплея.
3. Тип FSTN: Технологията на компенсационния филм постига чисто черно-бял дисплей
FSTN въвежда филм за оптична компенсация, базиран на STN, за постигане на истински черно-бял дисплей чрез елиминиране на дисперсионните ефекти. Ядрото на неговата технология се крие във вградения забавящ филм в поляризатора, който може да компенсира фазовата разлика, причинена от усукването на молекулите на течния кристал, което води до промяна на цвета на фона от жълто зелено/синьо до чисто черно и съотношението на контраста да скочи над 300:1. FSTN запазва ниските{3}}мощни характеристики на STN (работното напрежение може да бъде толкова ниско, колкото 3,5 V), като същевременно оптимизира управляващата верига (като например поддържане на 8/16 драйвери), което го прави идеален избор за медицинско оборудване, инструменти от висок-клас и други сценарии, които изискват висока яснота на дисплея.
2, Параметри на производителност: Балансиране на качеството на дисплея и консумацията на енергия
Параметри Тип TN Тип STN Тип FSTN
Перспективен диапазон ± 50 градуса ± 70 градуса ± 90 градуса
Контрастно съотношение 10:1 30:1 300:1
Работно напрежение 3-5V 4.5-5V 3.5-5V
Време за реакция 50-100ms 150-200ms 120-180ms
Брой канали на устройството 4-8 8-16 8-16 8-16
Типичните приложения включват калкулатори, електронни часовници, промишлени инструменти, ранни мобилни медицински устройства и инструменти от висок-клас
Анализ на основните разлики:
Ъгъл на видимост и контраст: FSTN увеличава контраста до 10 пъти от този на STN чрез компенсиращ филм, а ъгълът на видимост е близо до пълния ъгъл на видимост (± 90 градуса), отговаряйки на изискванията за четливост в среда със силна светлина на открито. Например, в медицинско оборудване като кислородни концентратори, FSTN екраните могат ясно да показват ключови параметри като концентрация на кислород и скорост на потока, избягвайки риска от неправилно разчитане.
Възможност за управление: STN/FSTN поддържа много{0}}канално управление (като 16 канала), което може да показва повече знаци или прости графики, докато типът TN обикновено поддържа само 4-8 канала и е подходящ за цифров дисплей с фиксиран формат. Например, лазерният далекомер използва FSTN екран, за да показва едновременно множество набори от данни като разстояние, ъгъл, ниво на батерията и т.н.
Контрол на консумацията на енергия: FSTN оптимизира течнокристалния материал и управляващата верига, за да намали работното напрежение до 3,5 V, като същевременно поддържа висок контраст. В комбинация с режим на заспиване (като режим STOP2 на GD32L233 MCU), той може да постигне μ A консумация на енергия в режим на готовност и да удължи живота на батерията на преносимите устройства.
3, Индустриално приложение: Избор на технология, задвижван от търсенето и сценарий
1. Тип TN: чувствителна към разходите потребителска електроника
TN екранът разчита на ултра-ниска цена (цената на единичен чип е по-ниска от)
0,5) и простите схеми за задвижване отдавна доминират на пазара за калкулатори, електронни аларми, дистанционни управления и други устройства. Например определена марка електронен часовник използва TN екран и общата цена на BOM може да се контролира в рамките
В рамките на 2, без необходимост от сложни драйверни чипове, подходящи за широко{1}}производство.
2. Тип STN: Индустриален контрол и ранни мобилни устройства
STN екраните се използват широко в промишлени инструменти като машини за свързване на проводници и температурни контролери. Тяхната функция за широк зрителен ъгъл поддържа едновременно четене от множество хора, а възможността им за много-канално управление може да показва множество параметри като температура, налягане и скорост на потока. В допълнение, STN някога беше основното решение за функционални телефонни екрани. Например, Nokia 1110 използва STN екран, който все още може да показва ясно на слънчева светлина, но бавното време за реакция причинява забавяне на дисплея на анимацията.
3. Тип FSTN: медицински и прецизни инструменти от висок-клас
FSTN екраните доминират в медицински устройства като кислородни концентратори и глюкомери, с висок контраст, който гарантира, че числата/знаците могат да бъдат прочетени в среда със силна или слаба светлина, и ниска консумация на енергия, удължаваща живота на батерията на устройството. Например определена марка кислороден концентратор използва FSTN екран, който все още може да показва ясно концентрацията на кислород след непрекъсната работа в продължение на 10 часа, а консумацията на енергия в режим на готовност е по-малка от 5 μA. В допълнение, FSTN също е силно предпочитан в областта на финансовите инструменти (като POS машини) и автомобилните инструменти поради високата си надеждност и дълъг живот (обикновено надхвърлящ 10 години).
