在极端温度环境运作的LCD显示器的应用介绍

工业，非汽车运输和军事领域等，往往需要能够在极端温度环境下运行的LCD字符或图形显示器。通常，标准LCD字符和图形模块的温度范围为0°C至+ 50°C。但是，一些显示器制造商提供极端温度型号，工作温度为-40°C至+80或+ 85°C。还有多种标准版本，范围从-20°C到+ 70°C。

虽然工作温度范围规格显然是极端热/冷环境显示器最重要的特性之一，但工程师在为这些应用选择显示器时，还需要记住其他几个因素。其中一些因素包括视觉显示要求，功耗，当然还有成本。

设计人员需要考虑的首要问题之一是最终用途。该应用程序将决定所需的显示类型 - 环境条件是什么;将显示什么类型的信息 - 字符（数字或字母）或图形 - 功耗是一个因素，可以考虑哪些性能权衡与成本。

液晶显示器的操作环境 - 紫外线照射，湿度ITW电子元件解决方案工程总监Yasoob Ahmed表示，所有这些因素在设计应用中的极端温度显示时都很重要。

其他需要考虑的因素包括LCD技术，显示格式和背光选项。 LCD字符和图形模块有多种技术可供选择，包括扭曲向列（TN），超扭曲向列（STN）和薄膜补偿超扭曲向列（FSTN），它们都对颜色和对比度有影响。显示和成本。例如，FSTN提供最高对比度和最宽视角，但其成本高于其他两个选项。尽管TN选项的对比度最低，但它提供了更快的响应时间，是成本最低的选项。

“如果客户决定使用具有四分之一占空比的分段式显示器，那么TN可以使用，“艾哈迈德说。 “如果占空比是十六分之一以上，那么我们建议使用STN或FSTN类型。 STN/FSTN在比率较高的情况下都比TN流体提供更高的对比度和更好的视角。“

设计师还可以选择显示格式 - 反射（不需要背光），透反射（可以使用或不使用）背光）和透射（需要背光） - 以及背光类型（LED，EL或CFL）。每个背光选项都有其自身的一组优点/缺点。例如，EL背光可以实现非常薄的LCD模块，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调节，但可以产生冷或热点。

Ahmed提供此设计提示：“取决于用户想要在屏幕上显示的内容，如果它是数字和图标，然后使用LCD分段式显示器。如果用户想要显示字符和图形，那么我们提供的高功率显示器可以在-40°C至+ 40°C的极端温度下从1/16到240加载，而不会影响显示器的性能85°C，“他说。”如果显示器将在白天和夜间应用中使用，请选择半透反射模式。如果显示器仅在夜间使用，请使用透射模式，如果显示器仅在白天使用，请使用不需要背光的反射模式，“他补充道。”显示器也有正片（浅色背景上的暗色字符）或负片（深色背景上的浅色字符）模式。通常，有多种颜色可供选择。

让我们先来看看其中一个极端温度范围的显示器。 Lumex提供InfoVue高/低温系列高性能LCD显示器（如LCR-U02002DSF-WH），适用于极热或极冷的应用。 Lumex表示，扩展温度范围的需求受到各种应用的推动，包括军用，冷冻机，燃气/燃油泵，非汽车运输和非气候控制设施应用。

InfoVue High/低温显示器（图1）可在-40°C至+ 85°C的宽温度范围内工作，同时提供增强的视觉显示质量和成本以及节能。新设计是通过开发“特殊液晶”来实现的，该液晶消除了对大型冷却器的需求并允许使用低功率加热器。与真空荧光（VF）显示器等替代技术相比，这种设计使成本节省了50％，节能了80％。

图1：Lumex的高/低温LCD模块适用于显示器在极热或极冷条件下工作的应用，与其他传统显示技术相比，功耗降低了80％。

InfoVue高/低LCD显示器提供全面的图形功能和日光可见性根据Lumex的说法，其他一些LCD显示器只能提供有限数量的段和颜色的字母数字显示器。与LED背光一起使用时，可提供多种颜色选择。所有LED背光灯均经过专门设计，可在-40°C至+ 85°C的温度范围内工作。所有显示器都是低功率的。这些显示器具有带LED背光的单色屏幕或带有单色像素和黑色背景的负像选项。可用的标准字符显示模块包括16 x 2（16个字符x 2行），20 x 2（LCR-U02002DSF-WH）和20 x 4（LCR-U02004DSF-WH）。标准图形显示模块有128 x 64像素和240 x 128像素分辨率。定制可用。

还有一些供应商，如Newhaven Display International和Electronic Assembly GmbH，使用最新的OLED技术提供扩展温度范围的字符显示。

Newhaven的OLED字符显示器（图2）据说可提供更亮的比传统的LED和LCD显示器具有更高的对比度。这些字符显示器还提供-40°C至+ 80°C的宽温度范围。与传统的LED和LCD显示器相比，其他优点包括更快的响应时间，更宽的视角和更低的功耗。制造商表示，关于OLED显示器的其他一些观点是，它们是自发光的，并且在所有环境中都不需要背光，因此它们比其他标准显示器更薄。

图2：Newhaven显示器NHD-0216KZW-AY5是16 x 2字符的黄色OLED显示器。视角为66.00 mm L x 16.00 mm W.字符尺寸为5.55 mm H x 2.95 mm W.Newhaven字符OLED显示器提供标准尺寸，包括16 x 2和20 x 2，并被吹捧为LCD或VFD模块的直接替代品。它们包含所有外部逻辑组件。其他功能包括10微秒的快速响应，高达160度的视角，2000：1的高对比度，以及可选择的串行或并行MPU接口。

Electronic Assembly GmbH还提供OLED字符显示相同的高温范围。这些器件包括EA W082-XLG（2 x 8黄色），EA W162-X3LG（2 x 16黄色），EA W162-X3LW（2 x 16黄色），EA W162-X9LG（2 x 16黄色），EA W162 -XBLG（2 x 16黄色）和EA W162-XBLW（2 x 16黄色）。这些2 x 16黄色显示屏的尺寸各不相同。它们的长度和宽度分别为66 mm或99 mm，宽度为16.00 mm，24.00 mm或25.20 mm。

也可提供宽温度范围的单色分段显示器。一些例子是Varitronix VI-508和VIM-828显示器。 7段VI-508系列的工作温度范围为-30°C至+ 80°C，而14段VIM-828系列的工作温度范围为-40°C至+ 80°C。两者都是TN型显示器。

如果设计不需要最高温度范围，则可提供大量LCD字符和图形显示，温度范围为-20°至+ 70°C。一些例子包括Newhaven的NHD-0108-xZ显示器，Parallax 16 x 4 27979字符LCD显示器，EA DOG和EA DIP系列LCD模块（STN或FSTN）来自Electronic Assembly，以及Kyocera的STN或FSTN字符显示器（16 x 2，20 x 2，20 x 4和40 x 2）。

总之，在极端温度环境下选择LCD显示器时，设计师首先需要评估的是操作环境 - 温度，UV曝光，水分和湿度。他们还需要考虑将在屏幕上显示的内容 - 数字和图标或显示字符和图形 - 以及显示器是否将用于白天或夜间应用程序。所有这些因素一起，将有助于为应用程序选择最佳显示。