極端溫度環(huán)境下如何選擇LCD或顯示器

　　工業(yè)、非汽車運(yùn)輸和軍事部門等通常需要可在極端溫度環(huán)境下運(yùn)行的 LCD 字符或圖形顯示器。通常，標(biāo)準(zhǔn) LCD 字符和圖形模塊提供 0°C 至 +50°C 的溫度范圍。然而，一些顯示器制造商提供工作溫度為 -40°C 至 +80 或 +85°C 的極端溫度型號。還有多種標(biāo)準(zhǔn)版本可供選擇，范圍從 -20°C 到 +70°C。

　　雖然工作溫度范圍規(guī)格顯然是極熱/極冷環(huán)境下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(shí)還需要??牢記其他幾個(gè)因素。其中一些因素包括視覺顯示要求、功耗，當(dāng)然還有成本。

　　設(shè)計(jì)師需要考慮的第一件事是最終用途。應(yīng)用程序?qū)⒁?guī)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——是功耗的一個(gè)因素，以及可以考慮哪些性能權(quán)衡與成本。

　　ITW Electronic Component Solutions 的工程總監(jiān) Yasoob Ahmed 表示，LCD 顯示器的工作環(huán)境——紫外線照射、水分、濕度、溫度——在將極端溫度顯示器設(shè)計(jì)到應(yīng)用中時(shí)，所有這些因素都很重要。

　　其他需要考慮的因素包括 LCD 技術(shù)、顯示格式和背光選項(xiàng)。LCD 字符和圖形模塊可用于多種技術(shù)，包括扭曲向列 （TN）、超扭曲向列 （STN） 和薄膜補(bǔ)償超扭曲向列 （FSTN），它們都會影響圖像的顏色和對比度顯示器和成本。例如，F(xiàn)STN 提供最高的對比度和最寬的視角，但它的成本高于其他兩個(gè)選項(xiàng)。盡管 TN 選項(xiàng)的對比度最不明顯，但它提供了更快的響應(yīng)時(shí)間并且是成本最低的選項(xiàng)。

　　“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，”Ahmed 說?！叭绻伎毡葹槭种换蚋?，那么我們建議使用 STN 或 FSTN 類型。在更高的占空比下，STN/FSTN 都比 TN 流體提供更高的對比度和更好的視角?！?/p>

　　設(shè)計(jì)人員還可以選擇顯示格式——反射式（不需要背光）、半透反射式（可以使用或不使用背光）和透射式（需要背光）——以及背光類型（LED、EL 或 CFL）。每個(gè)背光選項(xiàng)都有自己的一組優(yōu)點(diǎn)/缺點(diǎn)。例如，EL 背光可以實(shí)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)，但會產(chǎn)生冷點(diǎn)或熱點(diǎn)。

　　Ahmed 提供了這樣的設(shè)計(jì)技巧：“根據(jù)用戶想要在屏幕上顯示的內(nèi)容，如果是數(shù)字和圖標(biāo)，則使用 LCD 分段式顯示器。如果用戶想要顯示字符和圖形，那么我們提供的高負(fù)載顯示器可以從十六分之一負(fù)載到一千二百四十負(fù)載，而不會影響顯示器在 -40°C 到 + 的極端溫度下的性能85°C，”他說。

　　“如果顯示器將在白天和夜間應(yīng)用中使用，請使用透反模式。如果顯示器僅在夜間使用，則使用透射模式，如果顯示器僅在白天使用，則使用不需要背光的反射模式，“他補(bǔ)充道。

　　顯示也可用于正（淺色背景上的深色字符）或負(fù)型（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(gè)極端溫度范圍顯示。Lumex提供其 InfoVue High/Low Temp 系列高負(fù)荷 LCD 顯示器（例如LCR-U02002DSF-WH），適用于在極熱或極冷條件下運(yùn)行的應(yīng)用。據(jù) Lumex 稱，對擴(kuò)展溫度范圍的需求是由各種應(yīng)用驅(qū)動的，包括軍事、冷凍機(jī)、氣體/燃料泵、非汽車運(yùn)輸和非氣候控制設(shè)施應(yīng)用。

　　InfoVue 高溫/低溫顯示器（圖 1）在 -40°C 至 +85°C 的寬溫度范圍內(nèi)工作，同時(shí)提供增強(qiáng)的視覺顯示質(zhì)量和成本以及節(jié)能。新設(shè)計(jì)是通過開發(fā)一種“特殊液晶”實(shí)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(jì)節(jié)省了 50% 的成本和 80% 的能源。

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

　　據(jù) Lumex 稱，與僅提供有限段數(shù)和顏色的字母數(shù)字顯示的其他一些 LCD 顯示器相比，InfoVue 高/低 LCD 顯示器提供完整的圖形功能和日光可見性。當(dāng)與 LED 背光一起使用時(shí)，有多種顏色可供選擇。所有 LED 背光都經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，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耗的。這些顯示器提供帶 LED 背光的單色屏幕或帶單色像素和黑色背景的負(fù)圖像選項(xiàng)?？捎玫臉?biāo)準(zhǔn)字符顯示模塊包括 16 x 2（16 個(gè)字符 x 2 行）、20 x 2 （LCR-U02002DSF-WH） 和 20 x 4 （LCR-U02004DSF-WH）。標(biāo)準(zhǔn)圖形顯示模塊有 128 x 64 像素和 240 x 128 像素分辨率?？啥ㄖ?。

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

　　紐黑文的OLED 字符顯示器（圖 2）據(jù)說比傳統(tǒng)的 LED 和 LCD 顯示器提供更亮和更高的對比度。這些字符顯示器還提供從 -40°C 到 +80°C 的寬溫度范圍。其他優(yōu)勢包括比傳統(tǒng) LED 和 LCD 顯示器更快的響應(yīng)時(shí)間、更寬的視角和更低的功耗。制造商表示，有關(guān) OLED 顯示器的其他幾點(diǎn)是它們是自發(fā)光的，不需要背光即可在所有環(huán)境中都能看到，而且它們比其他標(biāo)準(zhǔn)顯示器薄得多。

　　圖 2：Newhaven Display NHD-0216KZW-AY5 是一款 16 x 2 字符黃色 OLED 顯示屏。視角為 66.00 毫米長 x 16.00 毫米寬。字符尺寸為 5.55 毫米高 x 2.95 毫米寬

　　。Newhaven 字符 OLED 顯示器提供標(biāo)準(zhǔn)尺寸，包括 16 x 2 和 20 x 2，并被吹捧為插入式替代 LCD 或 VFD 模塊。它們包含所有外部邏輯組件。其他特性包括 10 微秒的快速響應(yīng)、高達(dá) 160 度的視角、2000:1 的高對比度以及串行或并行 MPU 接口的選擇。

　　Electronic Assembly GmbH 還提供相同高溫范圍內(nèi)的 OLED 字符顯示器。這些設(shè)備包括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 黃色顯示器的尺寸各不相同。它們的可視區(qū)域?yàn)?66 毫米或 99 毫米，寬度為 16.00 毫米、24.00 毫米或 25.20 毫米。

　　還提供寬溫度范圍的單色段顯示器。一些例子是精 電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(jì)不要求最高溫度范圍，則可以使用溫度范圍為 -20° 至 +70°C 的大量 LCD 字符和圖形顯示器。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、Electronic Assembly 的EA DOG 和 EA DIP系列 LCD 模塊（STN 或 FSTN），以及京瓷的 STN 或 FSTN字符顯示器（16 x 2、20 x 2、20 x 4 和 40 x 2）。

　　總之，在為極端溫度環(huán)境選擇 LCD 顯示器時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先需要評估的是工作環(huán)境——溫度、紫外線照射、濕度和濕度。他們還需要考慮將在屏幕上顯示什么——數(shù)字和圖標(biāo)或顯示字符和圖形——以及顯示器將用于白天還是夜間應(yīng)用。所有這些因素加在一起，將有助于為應(yīng)用程序選擇最佳顯示器。