Das Display eines Handgeräts: Wie ein benutzerdefinierter FPC über die Batterielebensdauer und die Rücklaufquote entscheidet

Brancheneinblicke · 15. Dezember 2010
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15. Dezember 2010

Das gleiche 2,8-Zoll-Panel in zwei Handmessgeräten kann eine Laufzeit von zwei Wochen gegenüber drei Tagen und einen dreifachen Unterschied in der Rendite bedeuten. Der Unterschied besteht darin, wie sich das FPC faltet, wie die Hintergrundbeleuchtung gesteuert wird und ob das Glas transflektiv ist. Das Leistungsbudget, die vier FPC-Entscheidungen und die Realität von Kleinserienwerkzeugen.

Drei harte Einschränkungen für ein Handheld-Gerät

Handgeräte – Laser-Entfernungsmesser, Spektrometer, tragbare Terminals, Feldtester – unterliegen im Gegensatz zu Tischgeräten ganz bestimmten Einschränkungen. Es gibt drei: Dicke, Kraft und Tropfen.

Die Dicke entscheidet darüber, ob das Gehäuse greifbar ist, und die Hälfte davon verschwindet im Displaystapel: Glas, Hintergrundbeleuchtung, FPC-Biegeradius und Abdeckung. Die Leistung entscheidet über die Akkukapazität und damit über das Gewicht, und das Display ist meist der zweitgrößte Verbraucher nach dem Radio oder dem Motor. Der Drop entscheidet über die Rücklaufquote, und das Display ist sowohl der empfindlichste Teil als auch derjenige, der am ehesten das Mainboard mitnimmt. Keines der drei Probleme lässt sich durch die Wahl eines Panels lösen; Sie erfordern ein gemeinsames Design von Display, Mechanik und Elektronik.

Vier Entscheidungen in einem benutzerdefinierten FPC

Ein benutzerdefiniertes FPC-LCD-Modul hört sich nach einer Entscheidung an, in Wirklichkeit sind es aber vier. Erstens, Biegeradius: Falten Sie das FPC zu eng, und das Kupfer ermüdet und reißt, wobei der Mindestradius normalerweise das Sechs- bis Zehnfache der Dicke beträgt, sodass das mechanische Design den Platz reservieren muss. Zweitens, Versteifungen: Die Rückseite des Steckers braucht eine, sonst löst sie sich nach ein paar Einfügungen auf. Drittens bestimmen die Kontaktfinger: Golddicke, Kohlenstoffbeschichtung und Einsteckzyklen die Kontaktzuverlässigkeit. Viertens der Stecker selbst: Rastermaß, Höhe und ob er einrastet.

Der Biegeradius wird am häufigsten übersehen. Während der mechanischen Überprüfung wird das Display bis an die Grenzen des Projekts beansprucht, das Muster leuchtet beim Zusammenbau auf und der Zuverlässigkeitstest endet mit einem offenen Stromkreis. Die Lösung ist kein teurerer FPC, sondern 1,5 bis 2 Millimeter Spielraum in der Struktur oder eine Z-Faltung anstelle einer einzelnen Biegung. Auf einer Zeichnung ist es die Position einer Linie; im Feld beträgt sie die Hälfte der Rücklaufquote.

Eine Größenordnung hilft. Bei einem 0,2-Millimeter-FPC beträgt der sichere Biegeradius etwa 1,2 bis 2 Millimeter. Bei vielen mechanischen Konstruktionen bleibt ein Millimeter Abstand zwischen Platte und Platine, was eine harte 90-Grad-Faltung erzwingt, die im Musterstadium gut aussieht und sich nach 500 Biegezyklen öffnet. Eine Änderung der Struktur ist günstiger als eine Änderung des FPC.

Das Energiebudget: Wohin die Hintergrundbeleuchtung geht

Auf einem 2,8-Zoll-TFT verbraucht die Logik 20 bis 40 Milliwatt, während die Hintergrundbeleuchtung bei voller Helligkeit 150 bis 300 Milliwatt verbraucht. Vier Fünftel der Displayleistung entfallen auf die Hintergrundbeleuchtung. Bei der Umwandlung von drei Tagen Laufzeit in zwei Wochen geht es also nicht um einen leistungsschwächeren Controller, sondern darum, die Hintergrundbeleuchtung von immer eingeschaltet mit voller Helligkeit auf bedarfsgesteuert und stufenweise umzustellen.

Es gibt drei Schichten. Durch die automatische Ausblendung nach fünfzehn Sekunden Inaktivität werden in der Regel über sechzig Prozent eingespart. Abgestufte Helligkeit, dreißig Prozent im Innenbereich und volle Helligkeit im Freien, geschaltet durch einen Umgebungssensor, sorgt für mehr. Die dritte Schicht reduziert den Verlust innerhalb der Hintergrundbeleuchtung selbst durch die Wahl effizienter LEDs und eines gut gestalteten Lichtleiters, sodass die gleiche Helligkeit zwanzig Prozent weniger kostet. In dieser dritten Schicht verdient ein benutzerdefiniertes LCD mit Hintergrundbeleuchtung seinen Lebensunterhalt: Das Punktmuster auf der Führung, die Anzahl und Platzierung der LEDs sowie die Verwendung einer Folie zur Helligkeitsverstärkung entscheiden über Candela pro Watt.

Transflektiv: Im Freien ohne Strom lesbar

Feldinstrumente leben im Freien, und auf einem durchlässigen Panel kämpft die Lesbarkeit im Freien mit geringer Leistung: Um mehr zu sehen, erhöhen Sie die Helligkeit, und eine Erhöhung der Helligkeit kostet Strom. Ein transflektives Panel löst den Konflikt, indem es Umgebungslicht in das Bild zurückführt. Je heller der Tag, desto klarer ist der Bildschirm und die Hintergrundbeleuchtung kann ausgeschaltet werden.

Der Preis dafür ist die Farbsättigung und der Dunkelkontrast, die in Innenräumen verwaschen wirken. Die Wahl ist daher einfach. Wenn das Gerät hauptsächlich im Freien funktioniert und hauptsächlich Zahlen anzeigt – Entfernung, Temperatur, Position – ist Transflektiv richtig. Wenn Bilder in Innenräumen angezeigt oder Farben beurteilt werden sollen, ist durchlässig besser. Rufen Sie frühzeitig an, da es weniger transflektive Lieferanten gibt, die Vorlaufzeiten länger sind und ein Wechsel mitten im Projekt bedeutet, dass die Mechanik erneuert werden muss.

Integration von Touch- und Coverglas

Touch auf einem Handheld-Gerät ist selten eine zusätzliche Ebene, die darüber gelegt wird. Es handelt sich in der Regel um eine verklebte Baugruppe aus Deckglas, Sensor und Panel. Die Vorteile sind Dünnheit, höhere Transmission und Schlagfestigkeit. Der Preis besteht darin, dass es nicht repariert, sondern nur ersetzt werden kann.

Ein kundenspezifisches TFT-LCM mit kapazitivem Touch-Design weist vier kritische Parameter auf: Abdeckungsdicke, üblicherweise 0,7 bis 1,1 Millimeter; ob das Glas chemisch gehärtet ist; die Störfestigkeit des Touch-Controllers; und ob der Rand einen aufgedruckten Lichtblock trägt. Die Störfestigkeit ist besonders bei Handhelds wichtig, da das Gerät selbst möglicherweise Motoren, Relais oder Funkgeräte enthält, deren Rauschen den Berührungskanal über den Boden erreicht. Bitten Sie den Lieferanten, die Messung im zusammengebauten Gerät und nicht auf einer Evaluierungsplatine durchzuführen.

Die Realität kleiner Stückzahlen: Können tausend Teile den Einsatz von Werkzeugen rechtfertigen?

Von industriellen Handmessgeräten werden oft einige tausend Einheiten pro Jahr ausgeliefert, manchmal auch einige Hundert. Bei diesem Volumen hängt die Wirtschaftlichkeit vollständig davon ab, zu trennen, was bearbeitet werden muss und was von einer Plattform kommen kann.

Normalerweise benötigen nur zwei Elemente wirklich Werkzeuge: die Glasmaske, wenn das Design Segmente oder eine nicht standardmäßige Größe verwendet, und das FPC, wenn die Pinbelegung oder der Umriss ungewöhnlich ist. Plattformteile können den Rest abdecken: eine vorhandene Hintergrundbeleuchtungsgröße, ein gemeinsamer Treiber-IC, zugeschnittenes Deckglas in Standarddicke. Wenn Sie den benutzerdefinierten Umfang einschränken, sind tausend Teile machbar. Passen Sie alles an und fünftausend finden möglicherweise keinen Abnehmer. Das ist das Gespräch, das Sie zunächst mit einem kundenspezifischen LCM-Lieferanten führen sollten: Fragen Sie, was unverändert bleiben kann, bevor Sie fragen, was sich ändern muss, und das Angebot kann um ein Vielfaches unterschiedlich sein.

Es gibt einen Mittelweg: Standardglas mit kundenspezifischem FPC. Nehmen Sie die vorhandene Glasgrößen- und Segmentplattform des Werks und zeichnen Sie nur das FPC neu, um es an Ihre Mechanik anzupassen. Die Maskenkosten entfallen, so dass ein paar tausend Renminbi FPC-Werkzeuge übrig bleiben und die Vorlaufzeit kürzer wird. Bei Handheld-Volumina zwischen eintausend und dreitausend Einheiten pro Jahr ist dies der übliche Weg.

Fünf Fragen an einen kundenspezifischen LCM-Lieferanten

Fünf Fragen prüfen die meisten Anbieter auf ein Handheld-Programm. Was ist Ihr minimaler FPC-Biegeradius und haben Sie einen Flex-Life-Bericht? Kann der Lichtleiter der Hintergrundbeleuchtung an unser Leistungsbudget angepasst werden? Basiert die Mindestbestellmenge auf dem Glaszuschnitt oder der Gesamtauflage? Können Sie ein Pilotprojekt mit zwanzig oder mehr Einheiten im Musterstadium unterstützen? Und wie sieht Ihr Änderungsbenachrichtigungsprozess nach der Rampe aus?

Die ersten beiden testen die Technik, die mittleren beiden testen die Flexibilität, die letzten testen die Haltbarkeit. Um die Bewertung von LCD-Display-Herstellern zu einer wiederholbaren Routine zu machen, klären Sie diese fünf Fragen, stellen Sie sie bei jedem Angebot und vergleichen Sie dann die Antworten nebeneinander. Was die alte Frage „LCD-Hersteller China versus Taiwan versus Korea-Qualität“ betrifft, so lautet die Antwort in dieser Produktklasse selten das Herkunftsland. Es liegt an der Person, die eine Linie für einen kleinen Auftrag umstimmt, und mittelgroße Fabriken auf dem Festland sind dort häufig flexibler als große.

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COG- und COB-LCD, PMOLED/AMOLED-Mikrodisplay, 0,69–10,1 Zoll großer TFT-Farbbildschirm und LED-Hintergrundbeleuchtungsmodul, sechs Serien und 61 Modelle in Produktion; Nicht standardmäßige Größe, Auflösung, Schnittstelle, Blickrichtung und FPC werden gemäß Zeichnungen entwickelt. Standard-, Industrie- und Breittemperatur-Temperaturzone mit drei Geschwindigkeiten; Lieferung gemäß RoHS, REACH und CE mit vollständigen Compliance-Dokumenten, 12-monatige Garantie kann je nach Projekt verlängert werden.

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