Wide-Temperature-Displays: Was Sie von -40 °C bis +85 °C verwenden sollten

Beitrag

1. November 2024

Flüssigkristalle reagieren physikalisch so empfindlich auf die Temperatur, dass die drei veröffentlichten Temperaturgrade eine Grenze zwischen Funktion und Nichtfunktion darstellen und keine Marketinghierarchie darstellen.

Flüssigkristalle reagieren direkter auf die Temperatur als die meisten Teile

Der physikalische Zustand von Flüssigkristallen hängt von der Temperatur ab. Zu kalt und die Molekülrotation wird viskos, die Reaktion reicht von einigen zehn Millisekunden bis zu Hunderten und das Bild verwischt sichtbar. Zu heiß und wenn der Klärpunkt nicht hoch genug ausgelegt ist, nimmt der Kontrast ab, das Bild wird ausgewaschen und im schlimmsten Fall dringt Licht durch. Wide-Temperatur-Module gibt es in drei Klassen: Standard 0 °C bis +50 °C, Industrial -20 °C bis +70 °C und Wide -40 °C bis +85 °C. Dabei handelt es sich nicht um Marketingebenen; Sie sind die Grenze zwischen Arbeiten und Nicht-Arbeiten.

Eines ist erwähnenswert: Der veröffentlichte Bereich ist der eigene des Moduls. Sobald es in einem Produkt installiert ist, ist die Umgebung um den Bildschirm herum oft rauer. Die Wärme der Stromversorgung in einem geschlossenen Gehäuse kann die lokale Temperatur um etwa zehn Grad in die Höhe treiben, und in einem nach Süden ausgerichteten Außengehäuse liegt die Temperatur deutlich über der Umgebungstemperatur. Bei dieser Art von Projekten ist es üblich, in der Auswahlphase einen Spielraum zu belassen.

Drei typische Fehlspezifikationen

Fehlspezifikation eins: ein Modul in Industriequalität, das in einen Gabelstapler für Kühllager eingebaut ist. Gut im Sommer; Im Winter benötigt der Bildschirm mehrere zehn Sekunden, um ein Bild zu erzeugen, und der Bediener geht davon aus, dass er kaputt ist. Das ist eine Reaktion bei niedrigen Temperaturen; Bei wirklich niedrigen Temperaturen kann der Flüssigkristall sogar kristallisieren und bleibende Schäden erleiden. Fehlspezifikation zwei: ein Standardmodul in einem nach Süden ausgerichteten Instrumentenschrank im Freien, wo der Innenraum im Hochsommer 60 oder 70 Grad erreicht und der Text verwaschen ist. Fehlspezifikation drei: Ein Umgebungstemperaturmodul in einem Fahrzeug, bei dem es an Wintermorgen zu einer ersten Zündung mit starkem Schlieren und Restbild kommt.

Allen dreien ist gemeinsam, dass die Temperatur vor Ort niemals mit der Zahl auf dem Typenschild übereinstimmt. Kühlgeräte erzeugen ihre eigene Wärme, Außenschränke haben einen Treibhauseffekt, Fahrzeuge haben einen Tag-Nacht-Wechsel. Wählen Sie den Grad anhand der schlechtesten Temperatur vor Ort, nicht anhand des Durchschnitts.

Wie weit die Temperatur tatsächlich erreicht wird

Breite Temperatur ist kein Etikett; es stimmt über die gesamte Kette hinweg überein. Bei der Flüssigkristallmischung muss es sich um eine Mischung mit breitem Temperaturbereich handeln, wobei sowohl der Klärpunkt als auch die Kristallisation bei niedriger Temperatur das Zielband abdecken. Die Antriebsspannung muss bei niedriger Temperatur korrekt aufgebaut werden, mit Hardware-Spielraum auf der Schiene. Der Polarisator muss das Band überleben; Gewöhnliche Polarisatoren bilden bei Hitze und Feuchtigkeit Blasen und delaminieren. Die Hintergrundbeleuchtung muss die Helligkeit auch bei niedrigen Temperaturen aufrechterhalten und so den Effizienzverlust der LED ausgleichen. Auch die Klebe- und Verbindungsmaterialien müssen dafür geeignet sein. Jede einzelne Umgebungskomponente in der Kette macht die gesamte Spezifikation ungültig.

Unser Ansatz passt die Temperaturklasse an den Standort an: Standard, Industrie und Breitband, wobei Glas, Treiber, Polarisator, Hintergrundbeleuchtung und Kapselung als Satz für das Zielband ausgewählt werden, ohne dass Teile mit Umgebungstemperatur gemischt werden. Die Produkte werden gemäß RoHS, REACH und CE mit vollständigen Konformitätsdokumenten geliefert und mit dem fertigen Gerät werden Hoch-Tief-Temperaturtests durchgeführt. Kaltstart und Hochtemperaturalterung werden vor dem Versand gemessen, sodass der Kunde eher Messdaten als ein Versprechen erhält.

Sagen Sie uns, wohin es geht

Der nützlichste Satz in der Auswahlphase ist, dem Lieferanten mitzuteilen, wo dieser Bildschirm installiert ist. Kühllager, im Freien nach Süden ausgerichtet, neben einer Werkzeugmaschine, auf einem Fahrzeug montiert, in einem temperaturgeregelten Schrank – jede Umgebung ist einer Klasse zugeordnet. Geben Sie die minimale und maximale Temperatur und Luftfeuchtigkeit an, ob direkte Sonneneinstrahlung vorhanden ist und ob der Betrieb intermittierend oder kontinuierlich erfolgt. Die Abstimmung obliegt dem Lieferanten.

Durch die Übermittlung des Anzeigeinhalts, der Montageabmessungen, des Temperaturbereichs und der Schnittstellenbedingungen erhalten wir von unserer Seite innerhalb von 24 Stunden eine Lösung und ein Angebot; Parameter sind typische Katalogwerte und die Anpassung folgt Ihrem Design. Für Teams, die bereits von den Feldbedingungen verbrannt wurden, klingt dieser Satz banal, erspart aber einen ganzen Winter voller Kundenbeschwerden.

Schauen Sie über den Temperaturbereich hinaus und sehen Sie, wie schnell er sich ändert

Ein Temperaturbereich ist eine Grenze; Was ein Modul beschädigt, ist die Geschwindigkeit, mit der es es passiert. Eine Kühlhaustür, die in Sekundenschnelle von plus dreißig auf minus fünfundzwanzig schwingt, führt dazu, dass sich Glas, Polarisator und Klebekleber unterschiedlich schnell ausdehnen. Das erste Symptom ist ein dunkler Rand, dann eine Regenbogenfleckigkeit und dann eine dauerhafte Verschiebung des Zellspalts. Fragen Sie insbesondere nach der Thermoschockfestigkeit – ob das Modul eine Änderungsrate von zehn Grad pro Minute oder mehr toleriert – und nach der Koeffizientendifferenz zwischen Glas und Polarisator.

Wärme kombiniert mit Feuchtigkeit ist die leisere Variante. Der 85-über-85-Test beschleunigt die Delamination des Polarisators und die Korrosion an den ITO-Elektroden. Ein Modul, das zwei Jahre lang bei Raumtemperatur läuft, kann unter diesen Bedingungen innerhalb von vierhundert Stunden einen Kantenausfall aufweisen. Zu unseren Spezifikationen für Module mit breitem Temperaturbereich gehören die Änderungsgeschwindigkeitsgrenze, die Feuchte-Hitze-Dauer und der Speicherbereich, ausgedrückt als Zahlen, die Sie mit Ihren Standortbedingungen vergleichen können.

Die letzte Lektion in Sachen Weittemperaturauswahl: Akzeptanzkriterien

Die Akzeptanz eines Breittemperaturmoduls kann nicht davon abhängen, wie es bei Raumtemperatur aussieht, noch von den beiden Temperaturwerten in der Spezifikation. Was zu tun ist, ist, den thermischen Verlauf des Standorts zu reproduzieren: wie schnell die Temperatur sinkt, wie lange sie bei jedem Extremwert verweilt, welche Luftfeuchtigkeit herrscht und wie viele Zyklen. Wenn Sie diese Bedingungen in die Akzeptanzkriterien eintragen, wird es möglich, die Nenntemperatur von der tatsächlichen Temperatur zu unterscheiden.

Der übliche Ansatz ist der Temperaturwechsel in Kombination mit feuchter Hitze. Es sind genügend Zyklen erforderlich, da zwei oder drei Durchgänge nichts über Ermüdung aussagen; Es ist eine ausreichende Verweilzeit erforderlich, da sich Strukturen erst nach einigen Stunden setzen. Beobachten Sie den Kontrastabfall, die Änderung der Reaktionszeit, die Anzeigerückstände sowie etwaige Blasenbildung oder Delaminierung. Eine deutliche Verschlechterung in einem dieser Elemente weist darauf hin, dass irgendwo in der Kette mit zimmerwarmem Material gebaut wurde.

Wir führen diese Bedingungen vor dem Versand durch und geben Messdaten aus. Der Wert einer Lösung für einen breiten Temperaturbereich liegt nicht in der Behauptung, dass sie in einem Kühlhaus verwendet werden kann; Der Kunde kann den Bericht nutzen, um seine eigene Qualitätsabteilung mit der Freigabe des Entwurfs zu beauftragen.

Von -30 °C bis +80 °C: Schreiben einer temperaturbeständigen Spezifikation

Ein LCD mit einem breiten Temperaturbereich von -30 °C bis +80 °C ist nicht eine Zahl, sondern drei, und Käufer, die nur den Bereich schreiben, erhalten normalerweise ein Panel, das an einem Ende ausfällt. Die drei sind: Lagertemperatur, Betriebstemperatur und die Temperatur, bei der die Reaktionszeit noch akzeptabel ist. Ein monochromes STN-Panel kann bei -30 °C betrieben werden, reagiert aber in mehr als einer Sekunde; Ein TFT behält möglicherweise seinen Kontrast bei +80 °C, verliert jedoch an Helligkeit, wenn die Hintergrundbeleuchtung nachlässt. In einer benutzerdefinierten LCD-Spezifikation für einen breiten Temperaturbereich sollte angegeben werden, welche der drei Optionen die Anwendung tatsächlich benötigt und mit welcher Toleranz.

Bei Fahrzeugarbeiten wird die Spezifikation vom Programm und nicht vom Käufer festgelegt. Ein Automotive-TFT-Display in einem weiten Temperaturbereich ist normalerweise gemäß IATF 16949 qualifiziert, das regelt, wie das Teil geändert und zurückverfolgt wird, und nicht nur, wie es getestet wird. Diese Unterscheidung ist zum Zeitpunkt der Beschaffung wichtig: Ein Lieferant mit den Temperaturdaten, aber ohne das Qualitätssystem kann den Prüfstandstest bestehen und trotzdem das Programmaudit nicht bestehen.