物联网设备,选LCD还是OLED、电子纸?
eeskill 2022-01-20

预报员向我们保证,物联网(IoT)将会变得很大,未来十年将有数十亿甚至数百亿的设备连接到构成互联网的网络。这些“事物”本质上是多种多样的:物联网被用作各种各样的短语,从可穿戴健身带每天通过手机报告您的健康状况,到嵌入式传感器清除环境中的能量,偶尔传递少量数据通过低能量网状网络向服务器发送。

为这样一组不同的应用程序选择“正确”的显示意味着回到第一原则;了解每个应用程序的要求,然后找到最符合这些需求的显示器。然而,这并不是说流程没有机会反过来发生 - 特定的显示技术特性为现有物联网设备增加功能创造了机会。

考虑物联网设备等作为上述环境传感器。对于这些设备,最小化其功率使用以延长充电周期之间的操作时间是至关重要的。这些设备没有能量预算来运行背光,高分辨率彩色显示器。另一方面,在许多情况下,在每个设备上显示一个显示简单信息(如电池电量或系统诊断数据),而不必通过使用其他设备登录云来获取数据基于服务器的双稳态显示器,例如电子纸,在亚马逊Kindle等电子阅读器中取得了巨大成功,适合这种应用,有两个主要原因为了这。首先,显示器只在变化时消耗能量(图1)。这节省了其他显示技术用于刷新静态显示的能量。第二个是电子纸显示器是反射性的,因此不需要耗能的背光源,因为它们的内容是可见的 - 至少在合理的环境光下。

图1:电子纸是黑色或白色,具体取决于电极的电荷。

这种低能耗技术为即使是最简单的物联网设备添加显示器创造了机会,因此它们可以呈现直接的,人类可读的界面。如果您的物联网设备可以从其云端接收数据并发送数据,则可以创建机会,例如,显示您当前信用余额的支付卡,或者包含可扫描条目代码或特殊优惠通知的会员卡。

当然,在物联网设备需要显示快速变化的数据或在黑暗的地方工作的情况下,电子纸显示效果要差得多。对于这种应用,TFT LCD和OLED可以提供有用的替代品。

LCD在过去几十年中的质量得到了极大的改善,这得益于它们在平板电视,手机和电脑中的广泛应用。显示器。一些屏幕的分辨率现在非常高,以至于几乎不可能用肉眼看到单个像素,而游戏玩家和动作电影爱好者已经将显示器刷新率提升到可以清晰显示最快动作的程度。

这意味着LCD最适合用于需要丰富多媒体体验的物联网应用,或者设计用于光线昏暗的地方,背光可以提供必要的屏幕对比度以确保易读性。出于同样的原因,LCD在强光下的可读性较差,因为这会降低对比度。

然而,液晶显示器本身就是比电子纸更耗能的显示技术,因此最好保留用于物联网设备,例如永久供电的恒温器,或用于移动电话的设备,其用户乐于定期为其充电。 LCD需要背光的事实也意味着LCD模块将比电子纸等效(图2)更厚,而高信息内容显示器的复杂驱动电子设备也会带来成本和能耗缺点。/p>

图2:显示典型TFT LCD结构的横截面图。

物联网设备显示器的第三个选项是OLED技术,已开始出现在高端电视,手机和智能手表中。 OLED在理论上具有比TFT LCD更好的功率效率,因为它们使用电致发光材料在施加电流时发光,而不是像液晶显示器那样使用液晶材料作为背光上的快门(图3)。

图3:OLED显示屏的典型横截面图。

OLED可以控制单个像素的亮度,使显示纯黑色和非常高的对比度。它们还提供比许多LCD更好的视角,并且可以在塑料基板上制作,以创建独特的形状,如Apple Watch。然而,与大多数技术一样,OLED具有缺点,例如一些电致发光材料的老化问题,对水的敏感性,这往往需要昂贵的封装,以及与LCD相同的日光可读性问题。此外,与液晶显示器相比,它们仍然相对昂贵。

物联网一词如此广泛,几乎毫无意义。为您的物联网设计选择正确的显示只是意味着了解应用程序的要求,然后选择匹配的技术。聪明的设计师还将确保他们了解电子纸等可用技术如何为其物品带来额外的,或许意外的功能,从而帮助他们将其与构成物联网的数十亿其他设备区分开来。

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