Диапазон температур жидкокристаллического дисплея (ЖК-дисплея)

Blaze Display Technology Co., Ltd. | Updated: Nov 27, 2018

Жидкокристаллические дисплеи (ЖК-дисплеи) стали неотъемлемым компонентом в индустрии дисплейных технологий. ЖК-дисплеи, используемые в различных контекстах за пределами помещений, таких как ЖК-телевизоры и устройства автоматизации дома/офиса, расширили свое применение во многих средах, таких как автомобили и цифровые вывески, и, таким образом, во многих температурных диапазонах.

 

Как и любое вещество, требующее определенной молекулярной характеристики или поведения, ЖК-дисплеи имеют диапазон рабочих температур, в котором устройство, находясь в пределах этого диапазона, может продолжать нормально функционировать. В дополнение к этому, существует также идеальный диапазон температур хранения для сохранения устройства до использования.

 

Как температура повреждает ЖК-дисплей?

 

Этот диапазон рабочих температур влияет на электронную часть внутри устройства, поскольку выход за пределы диапазона может привести к перегреву ЖК-технологии при высоких температурах или замедлению работы при низких. Что касается жидкокристаллического слоя, он может испортиться при сильном нагреве, что приведет к его повреждению и к неисправности самого дисплея.

 

Пределы температуры ЖК-дисплея: какие температуры слишком высокие и слишком низкие

 

Чтобы избежать дефектов ЖК-панели, следует учитывать рабочий диапазон и диапазон хранения стандартного коммерческого ЖК-дисплея. Без адаптивных функций типичный ЖК-телевизор имеет рабочий диапазон от холодного предела 0 °C (32 °F) до теплового предела 50 °C (122 °F) (диапазоны других ЖК-устройств могут немного отличаться от этих цифр).

 

Диапазон хранения немного шире, от -20 °C (-4 °F) до 60 °C (140 °F). Хотя эти диапазоны вполне приемлемы для многих помещений и даже для открытых площадок, есть также довольно много регионов, где температура может опускаться ниже 0 °C или подниматься выше 32 °C, и в этих условиях ЖК-дисплеи должны быть адаптированы для обеспечения функциональности.

 

Влияет ли тепло на ЖК-экраны и как?

 

Тепло может сильно влиять на электронику и жидкие кристаллы под ЖК-экраном. При рассмотрении тепла необходимо учитывать как внешнее тепло, так и внутреннее тепло.

 

Поскольку жидкие кристаллы в устройстве подвергаются манипуляциям путем изменения их ориентации и выравнивания, тепло может нарушить это, рандомизировав то, что должно контролироваться. Если это произойдет, электроника ЖК-дисплея не сможет управлять определенным формированием слоя жидких кристаллов под пикселем, и светодиодная подсветка не будет проходить, как ожидалось, что часто может привести к появлению темных пятен, если не полностью темного изображения. Это неизбежно нарушает читаемость дисплея.

 

В зависимости от верхнего предела диапазона рабочих температур, ЖК-устройство может быть необратимо повреждено экстремальным нагревом. При длительном воздействии экстремального тепла, помимо разрушения жидких кристаллов, может сократиться срок службы батареи, оборудование может треснуть или даже расплавиться, время отклика может замедлиться, чтобы предотвратить еще большее выделение тепла устройством.

 

Рабочая температура электроники — TFT

 

Светодиодная подсветка и внутренняя схема, как правило, основанная на TFT в обычных ЖК-дисплеях TFT, являются компонентами, которые могут генерировать тепло, повреждающее устройство и его дисплей. Чтобы решить эту проблему с перегревом, многие устройства используют охлаждающие вентиляторы в паре с вентиляционными отверстиями.

 

Некоторые устройства, которые используются при экстремально высоких температурах окружающей среды, могут даже потребовать кондиционирования воздуха. С вентиляционными отверстиями для отвода тепла устройство может выбрасывать его в окружающую среду.

 

Но это приводит к другой проблеме: как предотвратить попадание влаги через вентиляционное отверстие? Если влага попадает в устройство и присутствует высокая температура, может возникнуть конденсация, запотевание дисплея изнутри, а в некоторых случаях короткое замыкание может привести к отключению устройства. Чтобы обойти эту проблему, формы вентиляционных отверстий имеют особую форму, которая допускает только движение воздуха, а не формы влаги.

 

Можно ли оставлять ЖК-устройство при отрицательных температурах?

 

Противоположное направление — экстремальный холод. На холоде обычно происходит «ореол» (выгорание изображения на экране из-за обесцвечивания) и постепенное замедление и задержка времени отклика. Как и в случае с ЖК-модулями, подверженными воздействию тепла, экстремальная температура может повлиять на жидкие кристаллы. Этот слой является средой между жидким и твердым состоянием, поэтому он все еще подвержен замерзанию.

 

ЖК-устройство можно оставлять при низких температурах, поскольку оно, скорее всего, не будет повреждено навсегда, как в жару, но важно понимать ограничения устройства и меры предосторожности при хранении устройства. Стандартный и наиболее распространенный нижний предел диапазона хранения составляет -20 °C, ниже нуля, но, если возможно, лучше всего хранить его при температуре выше этого предела, иначе все равно есть риск постоянного повреждения.

 

Если устройство не приспособлено для холода, было бы хорошо держать его упакованным, удерживая тепло внутри слоев. Однако это только временное решение. Адаптированные, прочные устройства имеют такие преимущества, как изоляция корпуса экрана для сохранения уровня тепла и, в более экстремальных случаях, нагреватели для генерации дополнительного тепла для повышения внутренней температуры до уровня выше минимального.

 

После длительного хранения устройства на холоде необходимо дать ему время нагреться.

 

Выбор ЖК-модулей для экстремальных температур

 

При выборе подходящего модуля необходимо понимать предполагаемое основное применение устройства. Применение определит такие факторы, как тип дисплея, условия окружающей среды, является ли потребление энергии фактором, а также баланс между производительностью и стоимостью. Эти факторы могут влиять на диапазоны рабочих и температурных режимов хранения устройства.

 

Типы дисплеев имеют множество вариаций. Часто рассматриваются такие варианты, как буквенно-цифровые или графические ЖК-дисплеи, интерактивные ЖК-модули человеко-машинного взаимодействия и возможности сенсорных панелей, ширина угла обзора, уровень контрастности, типы подсветки и методы выравнивания жидких кристаллов. Например, скрученный нематический ЖК-дисплей обеспечивает самое быстрое время отклика при самой низкой стоимости, но не может предложить самый высокий коэффициент контрастности или самый широкий угол обзора.

 

Диапазон температур и экологические проблемы

 

Факторы, связанные с окружающей средой, должны учитывать такие вещи, как воздействие УФ-излучения и влажность/сырость, помимо очевидной температуры, поскольку все они необходимы для поиска идеально подходящего ЖК-модуля для экстремальных температур.

 

Помимо ЖК-модулей, недавние новые продукты открыли двери в области дисплеев с широким диапазоном температур, таких как OLED-дисплеи. OLED-дисплеи предлагают лучшие дисплеи с точки зрения контрастности, яркости, времени отклика, углов обзора и даже энергопотребления по сравнению с традиционными ЖК-дисплеями.

 

Эти преимущества, в дополнение к способности достигать широкого диапазона температур, предоставляют больше возможностей для потребителей, ищущих высококачественные дисплеи для экстремальных климатических условий.