マイナス 30 度およびプラス 80 度: 車載 TFT ディスプレイにとって広い温度が実際に意味するもの

業界インサイト · 2008 年 12 月 15 日
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2008 年 12 月 15 日

幅広い温度とは、データシート上の 2 つの数値と、現場での 4 つの故障モード (液晶相変化、バックライト減衰、偏光板の黄ばみ、はんだ接合部の亀裂) です。それぞれの端で何が失敗するのか、なぜ振動によって最初にコネクタが壊れるのか、IATF 16949 がディスプレイ工場に実際に要求していること、シェーディングできない幅広い温度仕様を記述する方法。

3種類の車両表示、3セットのルール

車両ディスプレイという言葉は、3 つのまったく異なる市場をカバーしています。自動車メーカーの工場適合には、IATF 16949、PPAP、および車両寿命にわたって計算された信頼性が要求されます。アフターマーケットでは、はるかに低い認証バーを備えた外観と取り付け寸法が求められます。建設機械や農業機械には振動、防塵、温度に対する耐性が求められますが、EMC への期待は乗用車とはまた異なります。

この 3 つを混合すると、工場出荷時の状態の信頼性にアフターマーケット価格が適用されるという典型的なエラーが発生します。したがって、最初のステップは、サプライヤーが自動車用 TFT ディスプレイを製造できるかどうかを尋ねることではなく、3 つのうちのどれであるか、そして自動車メーカーの文書チェーンが適用されるかどうかを判断することです。それが決まると、価格、リードタイム、サンプル数量がすべて変わります。

具体的には、工場適合サンプルとは、自動車メーカーのテンプレートに基づいて 6 ~ 10 週間で構築された完全な PPAP パッケージを意味します。アフターマーケット サンプルとは、3 つの作業ユニットと 1 ~ 2 週間を意味します。同じサプライヤー、同じパネル、プロセスコストの 5 倍の違い。問い合わせ時にカテゴリに名前を付けると、後のやり取りが大幅に節約されます。

マイナス30度で実際に失敗するもの

寒さは単に速度が遅くなるわけではありません。粘度が上昇し、応答時間が 25 ミリ秒から 200 ミリ秒を超え、画像が汚れます。さらに低温になると、液晶はスメクチック相に入り、完全に反応を停止し、黒または白の画面が残ります。これはマテリアルであり、チューニングではありません。

液晶を超えて、さらに3箇所を冷気が襲う。 FPCの接着剤が脆くなり、折り曲げ部分で亀裂が発生します。偏光板の接着剤は端で収縮して浮き上がります。ドライバ IC の起動にはより高い電圧が必要なため、コールド スタートで障害が集中します。したがって、純正のワイド温度 LCD -30C +80C のカスタム仕様では、範囲を超えています。マイナス 30 度で電源を入れてから 2 時間浸した後、何秒後に正しい画像が表示されるかを示しています。回復時間のない範囲では何も意味がありません。

Plus 80 で実際に失敗するもの

何もすぐには失敗しないため、熱はさらに危険です。 LED 接合部温度が 10 度上昇するごとに、バックライトの寿命が半減します。 80度で焼いた偏光板は何か月も経つと黄色くなり、白はクリーム色に変わり、クレームは通常半年後に届く。液晶のしきい値電圧は温度によってドリフトし、コントラストが低下するため、温度補償が必要になります。

車の中で最も過酷な場所はダッシュボードではなく、フロントガラスの下のセンターコンソールで、太陽の下で駐車すると温度は 90 度を超えますが、同じエリアはエアコンが作動すると 10 分以内に 20 度まで下がります。この熱サイクルは、一定の熱よりも接着剤やはんだ接合部にダメージを与えます。したがって、幅広い温度試験には、定常状態の湿熱だけでなく、指定された回数の熱衝撃サイクルを含める必要があります。

振動と衝撃: パネルではなく接合部が故障します

自動車の振動試験は通常、数 g で 10 ~ 500 ヘルツの範囲をスイープしますが、これは控えめな値に思えます。しかし、ガラスや液晶の故障はほとんど発生しません。それらは、FPC とガラス間の接着、FPC とメインボード間のコネクタ、バックライトのはんだ接合などの界面で発生します。

接着不良は数本の縦線またはデッド ゾーンとして表示され、車両のディスプレイで最も一般的な修理のトリガーとなります。修正は、より厚いガラスではなく、補強材、ボンディングプロセスの見直し、および歪みを吸収する形状の FPC 配線です。建設機械は、より大きな振幅、より低い周波数、および石の衝撃を加えるため、パネル自体よりもハウジングとカバーの選択がより重要になります。

ファンとスピーカーという見落とされている振動源があります。それらはディスプレイの外側ではあるが同じハウジングの内側にあり、FPC 共振を引き起こす可能性のある固定周波数で構造を励起します。その失敗はベンチでは決して現れず、数千キロ走行した後にのみ現れます。パネル単体ではなく、組み立てられたデバイスをテストします。

IATF 16949 がディスプレイ工場に求めていること

IATF 16949 は証明書ではなく、提出パッケージです。ディスプレイに適用されるコアは PPAP セットです。これには、図面と仕様、プロセス フロー図、PFMEA、制御計画、測定システム分析、および初期のプロセス能力調査を含む設計記録が含まれます。

ディスプレイ工場がつまずくのは、測定システムの分析と機能です。明るさ、色度、コントラストがどのように測定され、どの機器で、どのような再現性で測定されるのか、多くの人は答えられません。能力調査では連続 300 個の統計が必要ですが、小さなプログラムでは 300 個を生成できません。次に、プラットフォーム製品からの履歴データが許容できるかどうか、またはバッチ サンプリングで十分かどうかが議論になりますが、それについては顧客の意見が異なります。見積もりの​​前に決済してください。そうしないと、書類手続きが完了する前にサンプルが完成してしまいます。

車内の静電容量式タッチに対する 3 つの障壁

車の静電容量式タッチは、3 つの理由から電話よりも困難です。まず、EMC: スイッチング電源、モーター、点火システムは、サンプリングをバイアスするほど強力に放射します。次に、北部の冬は手袋を着用するのが日常的ですが、手袋モードは通常、感度を犠牲にしてしまいます。第三に、水です。フロントガラスにかかる雨、こぼれた飲み物、高圧洗浄機などはすべてカバー上に膜を形成し、誤ったタッチを引き起こします。

したがって、静電容量式タッチのカスタム設計を備えた TFT LCM は、タッチが必要かどうかで終わることはできません。タッチコントローラー、カバーの厚さ、および水分除去アルゴリズムに名前を付ける必要があります。カバーを 1.1 ミリメートルから 2.0 ミリメートルに移動すると、感度が半減し、再調整が必要になります。また、水アルゴリズムは、水サポートに関するデータシートの記載を読み取るのではなく、濡れた状態でテストする必要があります。

注意点が 1 つあります。グローブ モードでは通常、ゲインによって感度が向上し、ゲインによってノイズ耐性が犠牲になります。データシートでは、これらは 2 つの独立したパラメーターです。使用時には、それらは 1 つの取引になります。グローブサポートを主張するのではなく、グローブモードでの信号対雑音比を尋ねてください。

シェーディングできない幅広い温度仕様の作成

サプライヤーの広範な温度約束は、通常、マイナス 30 度からプラス 80 度まで動作するという 1 行です。その範囲には 3 つの異なる意味があります。つまり、損傷なく保管できること、保証されたパフォーマンスがなくても表示されること、およびすべての仕様を満たすことです。違いは大きく、価格の差も同様です。

文を 3 つに分割します。保存範囲、ディスプレイが機能しなければならない範囲、およびその範囲内で保証されるパラメータ(最小コントラスト、最大応答時間、最大輝度減衰)を明記します。コールドスタート要件を追加します。このように書かれていると、サプライヤーは点灯するかどうかに基づいて出荷することはできず、検査には測定可能な基準があります。 TFT LCD モジュールのサプライヤーを最終候補に挙げる場合、これら 3 つの項目を個別に引用することをいとわない企業は、通常、実際の自動車向けプログラムを行った経験があります。その作業のほとんどは中国で構築されており、中国の信頼できるサプライヤーは、PPAP の証拠を要求する前に渡してくれます。

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COG および COB LCD、PMOLED/AMOLED マイクロディスプレイ、0.69 ~ 10.1 インチ TFT カラー スクリーンおよび LED バックライト モジュール、6 シリーズおよび 61 モデルが生産中。標準外のサイズ、解像度、インターフェース、視野方向、FPCは図面に従って開発されます。標準、工業用および広い温度の 3 つの速度温度ゾーン。完全なコンプライアンス文書とともに RoHS、REACH、CE に従って供給され、プロジェクトに応じて 12 か月の保証を延長できます。

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