一, Tính năng kỹ thuật: "Gen công nghiệp" của phân khúc LCD
1. Tiêu thụ điện năng cực thấp: “đảm bảo độ bền” của thiết bị công nghiệp
Thiết bị công nghiệp thường phải đối mặt với các tình huống như sử dụng năng lượng mặt trời, chạy bằng pin hoặc triển khai từ xa, trong đó mức tiêu thụ điện năng quyết định trực tiếp đến tuổi thọ của thiết bị. Mức tiêu thụ năng lượng của màn hình LCD phân đoạn chỉ phụ thuộc vào độ lệch của lớp tinh thể lỏng và mạch điều khiển, đồng thời dòng điện hoạt động của nó có thể thấp tới 5-20 μ A (bao gồm cả IC điều khiển). Ví dụ: một màn hình LCD phân đoạn 5 inch nhất định sử dụng thiết kế phân cực bán trong suốt và bán phản chiếu, và khi đủ ánh sáng xung quanh, đèn nền sẽ tắt và tổng dòng điện của hệ thống có thể được kiểm soát trong vòng 2,2 μ A; Ngay cả khi bật đèn nền, nếu sử dụng một hạt LED đơn (15mA) kết hợp với công nghệ ánh sáng điều khiển vùng, mức tiêu thụ điện năng có thể giảm xuống dưới 1/10 so với màn hình TFT-LCD truyền thống.
Ngược lại, mức tiêu thụ điện năng của mô-đun đèn nền trong TFT{0}}LCD cao tới 30% -40%. Lấy màn hình TFT-LCD 5{10}}inch làm ví dụ, mô-đun đèn nền của nó cần 10-20 hạt LED, với mức tiêu thụ điện năng là 150-300mA. Ngay cả khi hiển thị hình ảnh tối, đèn nền vẫn cần được bật đầy đủ dẫn đến mức tiêu thụ điện năng không khác gì hiển thị hình ảnh màu trắng. Đặc điểm này khiến cho TFT-LCD phải đối mặt với “nỗi lo về thời lượng pin” trong các bối cảnh công nghiệp, trong khi phân khúc LCD đã trở thành lựa chọn ưu tiên cho các thiết bị có thời lượng pin dài.
2. Độ tin cậy cao: “quy luật sống còn” của môi trường công nghiệp
Các khu công nghiệp thường phải đối mặt với những môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, độ rung và nhiễu điện từ, những môi trường này đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt về độ tin cậy của thiết bị hiển thị. Độ dày nền thủy tinh của màn hình LCD phân đoạn chỉ bằng một-độ dày của màn hình LCD-TFT và không yêu cầu lớp bóng bán dẫn màng mỏng. Cấu trúc đơn giản hơn và khả năng chống rung mạnh hơn. Đồng thời, mạch điều khiển của nó rất đơn giản và khả năng tương thích điện từ (EMC) của nó vượt trội so với trình điều khiển LCD-TFT phức tạp, có thể chịu được nhiễu điện từ mạnh (chẳng hạn như bộ biến tần và động cơ trường công nghiệp).
Về khả năng thích ứng nhiệt độ, LCD phân đoạn có thể mở rộng phạm vi nhiệt độ hoạt động lên -40 độ ~105 độ thông qua các vật liệu tinh thể lỏng đặc biệt như BTN và VATN, đáp ứng nhu cầu của thiết bị ngoài trời; Vật liệu tinh thể lỏng của TFT-LCD sẽ đông đặc ở nhiệt độ dưới -20 độ và phân hủy ở nhiệt độ trên 85 độ, đòi hỏi phải có thêm mô-đun gia nhiệt hoặc tản nhiệt để tăng độ phức tạp của hệ thống.
3. Chi phí thấp: “hiệu ứng quy mô” của sản xuất công nghiệp hàng loạt
Thiết bị công nghiệp cực kỳ nhạy cảm với việc kiểm soát chi phí và lợi thế về chi phí của màn hình LCD phân đoạn được thể hiện ở ba khía cạnh:
Chi phí vật liệu thấp: Giá của mô-đun LCD phân đoạn 5-inch là khoảng 2-4 đô la Mỹ, chỉ bằng 1/3 so với màn hình TFT-LCD cùng kích thước (8-12 đô la Mỹ);
Dễ điều khiển: Nó có thể được điều khiển bởi các MCU-chi phí thấp chẳng hạn như 51 bộ vi điều khiển, với IC trình điều khiển (chẳng hạn như HT1621) có giá dưới 0,5 USD, trong khi LCD-LCD yêu cầu chip điều khiển chính hiệu suất-cao (chẳng hạn như ARM Cortex-M4 trở lên), điều này làm tăng chi phí lên nhiều lần;
Hiệu suất cao: Công nghệ LCD phân đoạn đã hoàn thiện với tỷ lệ hiệu suất trên 98%, trong khi LCD-tFT thường có tỷ lệ hiệu suất 85% -90% do độ phức tạp của lớp bóng bán dẫn màng mỏng.
2, Kịch bản ứng dụng: "Định vị chính xác" của phân đoạn LCD
1. Hiển thị nội dung cố định: "Ưu tiên hiệu quả" cho các thiết bị công nghiệp
Các thiết bị công nghiệp như đồng hồ đo áp suất, nhiệt kế và đồng hồ đo lưu lượng yêu cầu hiển thị-thời gian dài các giá trị cố định hoặc biểu tượng trạng thái với yêu cầu độ phân giải thấp nhưng độ tin cậy cao và mức tiêu thụ điện năng thấp. Màn hình LCD mã phân đoạn có thể hiển thị số, chữ cái và đồ họa đơn giản một cách hiệu quả bằng cách tùy chỉnh mã phân đoạn, đáp ứng nhu cầu của các thiết bị công nghiệp. Ví dụ: một thiết bị giám sát đường ống dẫn dầu nhất định sử dụng màn hình LCD mã phân đoạn 5-inch, có thể hoạt động liên tục trong 5 năm mà không bị hỏng tại hiện trường ở -30 độ, trong khi nếu sử dụng TFT-LCD, nó thường xuyên gặp trục trặc do sự cố đông đặc ở nhiệt độ thấp.
2. Kịch bản cập nhật tần suất thấp: "nhu cầu tiết kiệm năng lượng" cho giám sát môi trường
Thiết bị giám sát môi trường (như máy dò chất lượng không khí và máy phân tích chất lượng nước) cần cập nhật dữ liệu hàng giờ hoặc hàng ngày, với tần suất thay đổi nội dung thấp. Ưu điểm tiêu thụ điện năng tĩnh của LCD phân đoạn là rất đáng kể. Ví dụ: sau khi đồng hồ thông minh áp dụng sơ đồ LCD phân đoạn, tổng mức tiêu thụ điện năng của hệ thống chỉ là 6mA và thời lượng pin dài hơn ba lần so với sơ đồ LCD{3}}TFT, đáp ứng tuổi thọ thiết kế hơn 10 năm.
3. Yêu cầu đơn sắc/lưỡng sắc: Kiểm soát công nghiệp "nhạy cảm về chi phí"
Các thiết bị điều khiển công nghiệp (như PLC, HMI) thường có nhu cầu hiển thị các nội dung đơn sắc như đèn báo trạng thái, thông tin cảnh báo. LCD mã phân đoạn có thể hiển thị đơn sắc màu đỏ, vàng, xanh lam, v.v. thông qua các bộ lọc và chi phí thấp hơn cấu trúc pixel phụ -RGB của LCD-LCD. Ví dụ: bộ điều khiển dây chuyền sản xuất của nhà máy sử dụng màn hình LCD phân đoạn 3-inch, đáp ứng yêu cầu về độ rõ của màn hình và có chi phí thấp hơn 70% so với giải pháp TFT-LCD.
3, Hợp tác chuỗi công nghiệp: Lợi thế sinh thái của LCD phân đoạn
1. Tính ổn định của nguyên liệu đầu nguồn: “đảm bảo chuỗi cung ứng” cho nội địa hóa
Các vật liệu trước đây của màn hình LCD phân đoạn, chẳng hạn như chất nền thủy tinh, vật liệu tinh thể lỏng và màng phân cực, đều đã trưởng thành về mặt công nghệ và các nhà cung cấp trong nước đã đạt được-sản xuất quy mô lớn. Ví dụ: các công ty như BOE và Huaxing Optoelectronics đã tạo được lợi thế tuyệt đối trong lĩnh vực tấm nền có kích thước- lớn chẳng hạn như 65 inch thông qua cách bố trí các dây chuyền thế hệ cao. Đồng thời, họ đã cải thiện độ phẳng của chất nền thủy tinh và tốc độ phản hồi của vật liệu tinh thể lỏng của màn hình LCD phân đoạn lên cấp độ quốc tế, đảm bảo hiệu suất của bảng điều khiển và hiệu ứng hiển thị.
2. Hiệu quả sản xuất giữa dòng: “Kiểm soát chi phí” tự động
Quy trình sản xuất giữa dòng của màn hình LCD phân đoạn rất đơn giản và có thể được sản xuất hiệu quả thông qua dây chuyền sản xuất tự động. Ví dụ: sau khi áp dụng dây chuyền sản xuất LCD phân đoạn hoàn toàn tự động, năng lực sản xuất hàng ngày của một doanh nghiệp nào đó đã tăng lên 100.000 chiếc và giá trị sản lượng của chất nền thủy tinh trên một mét vuông tăng 30%, đóng góp trực tiếp 5 điểm phần trăm vào tăng trưởng lợi nhuận. Năng lực sản xuất quy mô lớn-này giúp cho màn hình LCD phân đoạn có khả năng cạnh tranh về giá trên thị trường công nghiệp.
3. Ứng dụng rộng rãi: "thích ứng cảnh" tùy chỉnh
Các ứng dụng hạ nguồn của LCD phân đoạn bao gồm nhiều lĩnh vực như tự động hóa công nghiệp, giám sát năng lượng và thiết bị y tế và có thể đáp ứng các nhu cầu cụ thể thông qua thiết kế tùy chỉnh. Ví dụ, một nhà sản xuất thiết bị y tế tùy chỉnh màn hình LCD phân đoạn có độ tương phản cao cho máy nội soi và cải thiện độ chính xác của chẩn đoán thông qua công nghệ phủ kháng khuẩn; Một nhà sản xuất thiết bị ô tô nhất định tùy chỉnh màn hình LCD mã phân đoạn 105 độ cho môi trường có nhiệt độ-cao nhằm đáp ứng nhu cầu điện tử của ô tô. Khả năng 'tùy chỉnh cảnh' này khiến màn hình LCD phân đoạn không thể thay thế được trên thị trường công nghiệp.
4, Xu hướng tương lai: Đột phá sáng tạo của LCD phân khúc
1. Nâng cấp công nghệ: dải nhiệt độ rộng, nhiều{1}}màu sắc, tiêu thụ điện năng thấp
Để khắc phục những thiếu sót của màn hình LCD phân đoạn truyền thống, chẳng hạn như góc nhìn hẹp và một màu, ngành này đang mở rộng ranh giới ứng dụng thông qua các nâng cấp công nghệ sau:
Chất liệu có độ tương phản cao: sử dụng tinh thể lỏng VATN (nematic xoắn định hướng dọc), tỷ lệ tương phản tăng từ 5:1 lên 20:1, tiệm cận mức độ của LCD-LCD;
Màn hình mã phân đoạn nhiều màu: Bằng cách phủ các bộ lọc màu, các màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam được hiển thị để đáp ứng các yêu cầu đồ họa cơ bản;
Điều khiển đèn nền phân vùng: Chia màn hình thành 4-8 vùng và chỉ bật đèn nền cho những vùng cần hiển thị, giúp giảm điện năng tiêu thụ hơn 50%;
IC điều khiển công suất thấp: Ra mắt chip điều khiển hỗ trợ điều chỉnh điện áp động (như HT1625), giảm 40% điện năng tiêu thụ so với IC truyền thống.
2. Mở rộng kịch bản: “Nhu cầu tùy chỉnh” trong các lĩnh vực mới nổi
Với sự phát triển của Công nghiệp 4.0 và Internet vạn vật, LCD phân đoạn đang mở rộng từ các công cụ truyền thống sang các kịch bản mới nổi như nhà máy thông minh và giám sát từ xa. Ví dụ: một bộ điều khiển nông nghiệp thông minh nhất định sử dụng màn hình LCD phân đoạn nhiều màu- 5-inch, sử dụng đèn nền phân vùng và công nghệ điều chỉnh điện áp động để hiển thị độ ẩm, nhiệt độ của đất và các dữ liệu khác với mức tiêu thụ điện chỉ 15mA và thời lượng pin dài hơn ba lần so với sơ đồ TFT-LCD.
3. Tích hợp chuỗi ngành: “xây dựng sinh thái” bản địa hóa
Các nhà sản xuất Trung Quốc đã hình thành một chuỗi công nghiệp hoàn chỉnh trong lĩnh vực LCD phân đoạn thông qua việc lặp lại công nghệ và sản xuất ở quy mô lớn. Ví dụ: các công ty quốc tế như NXP và ROHM đã hợp tác với các công ty địa phương như Shengqun Semiconductor và Lianyong Technology để tung ra các sản phẩm tùy chỉnh như-dụng cụ ô tô nhiệt độ cao, sản phẩm chống-nhiễu điều khiển công nghiệp và dụng cụ y tế-có độ chính xác cao, thúc đẩy sự tập trung thị trường vào các nhà sản xuất hàng đầu.
