在極端溫度環(huán)境運作的LCD顯示器的應(yīng)用介紹

工業(yè)，非汽車運輸和軍事領(lǐng)域等，往往需要能夠在極端溫度環(huán)境下運行的LCD字符或圖形顯示器。通常，標準LCD字符和圖形模塊的溫度范圍為0°C至+ 50°C。但是，一些顯示器制造商提供極端溫度型號，工作溫度為-40°C至+80或+ 85°C。還有多種標準版本，范圍從-20°C到+ 70°C。

雖然工作溫度范圍規(guī)格顯然是極端熱/冷環(huán)境顯示器最重要的特性之一，但工程師在為這些應(yīng)用選擇顯示器時，還需要記住其他幾個因素。其中一些因素包括視覺顯示要求，功耗，當然還有成本。

設(shè)計人員需要考慮的首要問題之一是最終用途。該應(yīng)用程序?qū)Q定所需的顯示類型 - 環(huán)境條件是什么;將顯示什么類型的信息 - 字符（數(shù)字或字母）或圖形 - 功耗是一個因素，可以考慮哪些性能權(quán)衡與成本。

液晶顯示器的操作環(huán)境 - 紫外線照射，濕度ITW電子元件解決方案工程總監(jiān)Yasoob Ahmed表示，所有這些因素在設(shè)計應(yīng)用中的極端溫度顯示時都很重要。

其他需要考慮的因素包括LCD技術(shù)，顯示格式和背光選項。 LCD字符和圖形模塊有多種技術(shù)可供選擇，包括扭曲向列（TN），超扭曲向列（STN）和薄膜補償超扭曲向列（FSTN），它們都對顏色和對比度有影響。顯示和成本。例如，F(xiàn)STN提供最高對比度和最寬視角，但其成本高于其他兩個選項。盡管TN選項的對比度最低，但它提供了更快的響應(yīng)時間，是成本最低的選項。

“如果客戶決定使用具有四分之一占空比的分段式顯示器，那么TN可以使用，“艾哈邁德說。 “如果占空比是十六分之一以上，那么我們建議使用STN或FSTN類型。 STN/FSTN在比率較高的情況下都比TN流體提供更高的對比度和更好的視角。“

設(shè)計師還可以選擇顯示格式 - 反射（不需要背光），透反射（可以使用或不使用）背光）和透射（需要背光） - 以及背光類型（LED，EL或CFL）。每個背光選項都有其自身的一組優(yōu)點/缺點。例如，EL背光可以實現(xiàn)非常薄的LCD模塊，但尺寸有限。另一方面，LED背光提供更高的亮度和更容易的亮度調(diào)節(jié)，但可以產(chǎn)生冷或熱點。

Ahmed提供此設(shè)計提示：“取決于用戶想要在屏幕上顯示的內(nèi)容，如果它是數(shù)字和圖標，然后使用LCD分段式顯示器。如果用戶想要顯示字符和圖形，那么我們提供的高功率顯示器可以在-40°C至+ 40°C的極端溫度下從1/16到240加載，而不會影響顯示器的性能85°C，“他說?！比绻@示器將在白天和夜間應(yīng)用中使用，請選擇半透反射模式。如果顯示器僅在夜間使用，請使用透射模式，如果顯示器僅在白天使用，請使用不需要背光的反射模式，“他補充道。”顯示器也有正片（淺色背景上的暗色字符）或負片（深色背景上的淺色字符）模式。通常，有多種顏色可供選擇。

讓我們先來看看其中一個極端溫度范圍的顯示器。 Lumex提供InfoVue高/低溫系列高性能LCD顯示器（如LCR-U02002DSF-WH），適用于極熱或極冷的應(yīng)用。 Lumex表示，擴展溫度范圍的需求受到各種應(yīng)用的推動，包括軍用，冷凍機，燃氣/燃油泵，非汽車運輸和非氣候控制設(shè)施應(yīng)用。

InfoVue High/低溫顯示器（圖1）可在-40°C至+ 85°C的寬溫度范圍內(nèi)工作，同時提供增強的視覺顯示質(zhì)量和成本以及節(jié)能。新設(shè)計是通過開發(fā)“特殊液晶”來實現(xiàn)的，該液晶消除了對大型冷卻器的需求并允許使用低功率加熱器。與真空熒光（VF）顯示器等替代技術(shù)相比，這種設(shè)計使成本節(jié)省了50％，節(jié)能了80％。

圖1：Lumex的高/低溫LCD模塊適用于顯示器在極熱或極冷條件下工作的應(yīng)用，與其他傳統(tǒng)顯示技術(shù)相比，功耗降低了80％。

InfoVue高/低LCD顯示器提供全面的圖形功能和日光可見性根據(jù)Lumex的說法，其他一些LCD顯示器只能提供有限數(shù)量的段和顏色的字母數(shù)字顯示器。與LED背光一起使用時，可提供多種顏色選擇。所有LED背光燈均經(jīng)過專門設(shè)計，可在-40°C至+ 85°C的溫度范圍內(nèi)工作。所有顯示器都是低功率的。這些顯示器具有帶LED背光的單色屏幕或帶有單色像素和黑色背景的負像選項?？捎玫臉藴首址@示模塊包括16 x 2（16個字符x 2行），20 x 2（LCR-U02002DSF-WH）和20 x 4（LCR-U02004DSF-WH）。標準圖形顯示模塊有128 x 64像素和240 x 128像素分辨率。定制可用。

還有一些供應(yīng)商，如Newhaven Display International和Electronic Assembly GmbH，使用最新的OLED技術(shù)提供擴展溫度范圍的字符顯示。

Newhaven的OLED字符顯示器（圖2）據(jù)說可提供更亮的比傳統(tǒng)的LED和LCD顯示器具有更高的對比度。這些字符顯示器還提供-40°C至+ 80°C的寬溫度范圍。與傳統(tǒng)的LED和LCD顯示器相比，其他優(yōu)點包括更快的響應(yīng)時間，更寬的視角和更低的功耗。制造商表示，關(guān)于OLED顯示器的其他一些觀點是，它們是自發(fā)光的，并且在所有環(huán)境中都不需要背光，因此它們比其他標準顯示器更薄。

圖2：Newhaven顯示器NHD-0216KZW-AY5是16 x 2字符的黃色OLED顯示器。視角為66.00 mm L x 16.00 mm W.字符尺寸為5.55 mm H x 2.95 mm W.Newhaven字符OLED顯示器提供標準尺寸，包括16 x 2和20 x 2，并被吹捧為LCD或VFD模塊的直接替代品。它們包含所有外部邏輯組件。其他功能包括10微秒的快速響應(yīng)，高達160度的視角，2000：1的高對比度，以及可選擇的串行或并行MPU接口。

Electronic Assembly GmbH還提供OLED字符顯示相同的高溫范圍。這些器件包括EA W082-XLG（2 x 8黃色），EA W162-X3LG（2 x 16黃色），EA W162-X3LW（2 x 16黃色），EA W162-X9LG（2 x 16黃色），EA W162 -XBLG（2 x 16黃色）和EA W162-XBLW（2 x 16黃色）。這些2 x 16黃色顯示屏的尺寸各不相同。它們的長度和寬度分別為66 mm或99 mm，寬度為16.00 mm，24.00 mm或25.20 mm。

也可提供寬溫度范圍的單色分段顯示器。一些例子是Varitronix VI-508和VIM-828顯示器。 7段VI-508系列的工作溫度范圍為-30°C至+ 80°C，而14段VIM-828系列的工作溫度范圍為-40°C至+ 80°C。兩者都是TN型顯示器。

如果設(shè)計不需要最高溫度范圍，則可提供大量LCD字符和圖形顯示，溫度范圍為-20°至+ 70°C。一些例子包括Newhaven的NHD-0108-xZ顯示器，Parallax 16 x 4 27979字符LCD顯示器，EA DOG和EA DIP系列LCD模塊（STN或FSTN）來自Electronic Assembly，以及Kyocera的STN或FSTN字符顯示器（16 x 2，20 x 2，20 x 4和40 x 2）。

總之，在極端溫度環(huán)境下選擇LCD顯示器時，設(shè)計師首先需要評估的是操作環(huán)境 - 溫度，UV曝光，水分和濕度。他們還需要考慮將在屏幕上顯示的內(nèi)容 - 數(shù)字和圖標或顯示字符和圖形 - 以及顯示器是否將用于白天或夜間應(yīng)用程序。所有這些因素一起，將有助于為應(yīng)用程序選擇最佳顯示。