一, Tehnilised põhimõtted ja energiatarbimise põhialused
1. Segmendikoodi LCD-ekraani energiatarbimise mehhanism
Segmenteeritud LCD-ekraan juhib valguse läbilaskvust vedelkristallmolekulide kõrvalekalde kaudu elektrivälja toimel ja selle põhienergiatarve tuleneb kahest osast:
Vedelkristallkihi ajam: vedelkristalli molekulide läbipaine nõuab vahelduvpinge säilitamist, tüüpilise energiatarbimisega 5-10 μA (mikroampritase), mis kuulub ülimadala energiatarbimise kategooriasse;
Taustvalgustussüsteem: LED-taustvalgustuse kasutamisel on ühe LED-pärli voolutarve umbes 15mA (milliamprite tase) ja koguenergiatarve sõltub LED-helmeste arvust ja ühendusviisist (seeria/paralleel). Näiteks kasutab teatud tööstusinstrument 4 LED-taustvalgustust, mille koguvõimsus on 60 mA, mis ületab oluliselt LCD-kihi enda.
Peamine järeldus: segmenteeritud LCD-ekraani energiatarbimise määrab peamiselt taustvalgus ja vedelkristallkihi energiatarbimist võib ignoreerida. Pärast taustvalgustuse väljalülitamist saab selle staatilist energiatarbimist vähendada μA-ni, mis sobib akutoitega stsenaariumide jaoks.
2. OLED-i energiatarbimise mehhanism
OLED on isevalgustav ekraanitehnoloogia, kus iga piksel juhib iseseisvalt oma valguse emissiooni ja selle energiatarbimise määravad järgmised tegurid:
Helendavate pikslite arv: täisekraanil kuvamisel töötavad kõik pikslid samaaegselt, mille tulemuseks on maksimaalne energiatarbimine; Musta kuvamisel on piksel välja lülitatud ja energiatarve on nullilähedane;
Valgustugevus: mida suurem heledus, seda suurem on praegune nõudlus. Näiteks 0,96-tolline OLED-moodul tarbib umbes 0,08 W võimsust täisekraani valgel (maksimaalne heledus), samal ajal kui energiatarbimist mustal taustal võib ignoreerida;
Draiveri ahel: OLED-draiveri kiibid (nt SSD1306) tarbivad mitukümmend μA võimsust, mis on palju vähem kui taustvalgustusega draiveriahelad.
Peamine järeldus: OLED-i energiatarve on tugevas korrelatsioonis kuvatava sisuga, kuna dünaamiline sisu (nt video) tarbib oluliselt rohkem energiat kui staatiline sisu (nt tekst).
2, Energiatarbimise võrdlus: andmete ja stseeni analüüs
1. Staatiline kuvamisstseen
Segmendi kood LCD: Võttes näiteks logistikaterminali, kasutatakse kaubanumbri kuvamiseks segmendikoodi LCD, taustvalgus on alati sisse lülitatud (2 LED-i) ja koguenergiatarve on umbes 30 mA. Kui taustvalgustus on välja lülitatud, töötab ainult LCD kiht ja energiatarve väheneb 5 μA-ni.
OLED: sama sisu kuvamisel peab OLED valgustama ainult mõningaid piksleid (nt digitaalset osa), mille energiatarve on umbes 0,01 W (ligikaudu 2mA@5V). See on madalam kui segmendi LCD-l, kui taustvalgustus on sisse lülitatud, kuid kõrgem kui segmendi LCD-l ilma taustvalgustuseta.
Järeldus: staatilisel ekraanil on LCD-l ilma taustvalgustuse segmendi koodita madalaim energiatarve; Kui on vaja taustvalgustust, võib OLED-il olla eelis madala heleduse korral.
2. Dünaamiline kuva stseen
Segmendi kood LCD: värskendussagedus on tavaliselt alla 10 Hz ja dünaamiline sisu (nt numbrite kerimine) nõuab pidevat taustavalgusega sõitmist, stabiilse 30–60 mA energiatarbimisega (olenevalt taustvalgustuse intensiivsusest).
OLED: Võttes näiteks teatud tööstusliku HMI (inimese{0}}masina liidese), kõigub OLED-i energiatarve dünaamiliste diagrammide kuvamisel sõltuvalt pildi keerukusest, maksimum on 0,1 W (ligikaudu 20 mA@5V). Kuid keskmine energiatarve on alati madalam kui LCD-taustavalguses segmendi koodil.
Järeldus: dünaamilisel ekraanil võib OLED-i keskmine energiatarve olla väiksem kui segmenteeritud LCD-taustvalgustuse skeemidel tänu oma pikslitaseme valguse juhtimise võimalusele.
3. Ekstreemse heledusega stseenid
Segmenteeritud LCD: taustvalgustuse heleduse suurendamine nõuab LED-ide arvu või voolu suurendamist, mille tulemuseks on energiatarbimise lineaarne suurenemine. Näiteks välistingimustes töötav instrument vajab tugevas valguses 4 suure heledusega LED-i, mille voolutarve on 120 mA.
OLED: suure heledusega režiimis võivad pikslivoolu tõusud ja energiatarve ületada segmenteeritud LCD oma. Näiteks võib teatud HDR-režiimi OLED-ekraani energiatarve ulatuda 0,5 W-ni (ligikaudu 100mA@5V).
Järeldus: äärmuslike heleduse nõuete korral võivad segmenteeritud LCD-taustvalgustuse skeemid olla energiasäästlikumad{0}.
3, tööstuslik rakendus ja kulude tasakaal
1. Segmendi LCD stsenaariumid
Nõuded madalale energiatarbimisele: näiteks kaasaskantavad meditsiiniseadmed ja asjade Interneti-andurid, mis nõuavad pikaajalist-tööd ja piiratud aku mahtuvust;
Kulutundlik tüüp: segmenteeritud LCD-moodulite maksumus on umbes 1-3 USA dollarit, palju madalam kui OLED (5-15 USA dollarit);
Keskkonnaga kohanemisvõime: segmenteeritud LCD töötab stabiilselt temperatuurivahemikus -40 kraadi kuni 85 kraadi, muutes selle sobivaks tööstusobjektidele.
Juhtum: teatud nutikas arvesti kasutab segmenteeritud LCD-ekraani ja taustvalgus lülitub sisse ainult kasutaja sekkumise ajal. Kogu masina ooterežiimi energiatarve on alla 10 μA ja aku eluiga kuni 5 aastat.
2. OLED-i kohaldatavad stsenaariumid
Kõrged kontrastinõuded: näiteks nutikellad ja VR-prillid, mis peavad näitama õrnaid pilte;
Paindlikud kuvamisnõuded: OLED-i painduvad omadused sobivad kantavatele seadmetele;
Tumeda režiimi optimeerimine: nagu e-raamatulugejad, on energiatarve mustal taustal nullilähedane.
Juhtum: Teatud tööstuslik pihuterminal kasutab OLED-ekraani ja kui lülitate pimedas ruumis välja mittevajalikud pikslid, pikeneb aku tööiga 30%.
