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车用液晶面板设计技巧

—— Design technique of Automotive LED Panels
作者:高士时间:2010-05-10来源:电子产品世界

  从90年代 TFT屏幕汽车导航仪问世至今,历经20年的发展,目前已经成为生活中随处可见的数字电子产品。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/108812.htm

  肩负路径导航、行车支持、游戏娱乐发展的车用液晶显示器,伴随着汽车导航仪的普及推广,在汽车严苛环境条件下,目前正进行重大的应用变革,最近甚至跨越汽车导航仪,成为汽车仪表的警示与行车辅助用显示器。

  汽车厂商的可靠性与品质要求严苛,根本不是一般家电、电脑、数子产品等消费性产品可以比较,它涉及高可靠性液晶显示器的开发、品质管理系统、日常的生产活动,必须建立汽车专用的操作系统。

  要求特性

  耐环境性

  车用液晶显示器最基本的要求特性就是耐环境性,表1是车用液晶显示器的可靠性试验规范。因为汽车厂商的不同,要求条件更严苛的耐环境试验,例如高温+95℃、低温-40℃、高温高湿65℃、湿度90%、试验时间2000小时等特性,面临这种情况厂商利用随机抽样样品进行试验,确认使用上完全符合耐环境试验要求的特性。

  以上是有关可靠性的试验事项,实际上液晶显示器也是在这样的温度范围内使用,因此要求各种电气、机械、光学特性同样必须在这样的温度范围内正常动作,然而所有特性在如此温度范围内不易获得平衡,包含低温时的光学特性、高温时的自我发热、对可靠性的极限,目前性能上还无法完全满足汽车厂商的要求。

  与其他用途截然不同的车用液晶显示器特性首推画面亮度,主要原因是车用液晶显示器在室外强烈阳光下,要求很高的影像画面可视性,一般移动电话可以在室内或是室外强烈阳光下使用,移动电话改变方向或是利用手、身体都可以遮盖阳光,然而固定在车内的液晶显示器却无法任意改变方向,因此要求画面亮度必须超过阳光。

  类似汽车导航仪的触控面板粘贴在表面上,触控面板会造成穿透率下降,此外触控面板的表面会反射外部光线,导致液晶显示器的可视性降低。虽然日本Sharp公司将触控感测器制作在薄膜电晶体周围,试图以此改善触控面板的光线穿透率与反射问题,不过这样会使生产工艺与成本变得更复杂、昂贵。车用液晶显示器的亮度通常都很高,某些液晶显示器内置(In-panel)穿透率低于50%的保护压克力板,高级车系还配合整体设计,引擎未启动时液晶显示器画面呈全黑状,这种情况下特别需要高亮度的液晶显示器。

  一般液晶显示器将450~500cd/m2的亮度当作标准值,某些情况下要求450~500cd/m2以上,甚至超过1000cd/m2以上的规格,主要原因是液晶显示器的穿透率有一定极限,因此必须大幅提高背光照明模块的亮度。

  车用液晶显示器与移动电话、NB、PC相比,另外一个差异是亮度的角度特性,因为车用液晶显示器的配光特性非常特殊。移动电话、NB、PC与其他个人用电子产品大多将显示画面当作正面使用,只要维持正面亮度作为商品就没有问题,不过车用的场合液晶显示器大多固定在仪表板侧边,从驾驶员与助手席大约30度的角度观赏画面,因此汽车用与移动电话用途的配光特性截然不同,不过这些特性可以通过背光模块构成元件的光学膜片组合获得。

  图1是汽车用与移动电话用液晶显示器的配光特性,图中的①与②分别是车用晶显示器的配光特性实例,④是移动电话用液晶显示器配光特性实例。

  移动电话的液晶显示器本身亮度很低,不过它利用光学膜片使光线收敛在正面方向,即使相同光源正面也可以变得非常明亮。③是利用与移动电话相同的光学膜片,构成的车用液晶显示器光源结构。


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