极端温度环境下如何选择LCD或显示器

　　工业、非汽车运输和军事部门等通常需要可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 字符和图形模块提供 0°C 至 +50°C 的温度范围。然而，一些显示器制造商提供工作温度为 -40°C 至 +80 或 +85°C 的极端温度型号。还有多种标准版本可供选择，范围从 -20°C 到 +70°C。

　　虽然工作温度范围规格显然是极热/极冷环境下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​​牢记其他几个因素。其中一些因素包括视觉显示要求、功耗，当然还有成本。

　　设计师需要考虑的第一件事是最终用途。应用程序将规定所需的显示类型——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——是功耗的一个因素，以及可以考虑哪些性能权衡与成本。

　　ITW Electronic Component Solutions 的工程总监 Yasoob Ahmed 表示，LCD 显示器的工作环境——紫外线照射、水分、湿度、温度——在将极端温度显示器设计到应用中时，所有这些因素都很重要。

　　其他需要考虑的因素包括 LCD 技术、显示格式和背光选项。LCD 字符和图形模块可用于多种技术，包括扭曲向列 （TN）、超扭曲向列 （STN） 和薄膜补偿超扭曲向列 （FSTN），它们都会影响图像的颜色和对比度显示器和成本。例如，FSTN 提供最高的对比度和最宽的视角，但它的成本高于其他两个选项。尽管 TN 选项的对比度最不明显，但它提供了更快的响应时间并且是成本最低的选项。

　　“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，”Ahmed 说。“如果占空比为十六分之一或更高，那么我们建议使用 STN 或 FSTN 类型。在更高的占空比下，STN/FSTN 都比 TN 流体提供更高的对比度和更好的视角。”

　　设计人员还可以选择显示格式——反射式（不需要背光）、半透反射式（可以使用或不使用背光）和透射式（需要背光）——以及背光类型（LED、EL 或 CFL）。每个背光选项都有自己的一组优点/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，但会产生冷点或热点。

　　Ahmed 提供了这样的设计技巧：“根据用户想要在屏幕上显示的内容，如果是数字和图标，则使用 LCD 分段式显示器。如果用户想要显示字符和图形，那么我们提供的高负载显示器可以从十六分之一负载到一千二百四十负载，而不会影响显示器在 -40°C 到 + 的极端温度下的性能85°C，”他说。

　　“如果显示器将在白天和夜间应用中使用，请使用透反模式。如果显示器仅在夜间使用，则使用透射模式，如果显示器仅在白天使用，则使用不需要背光的反射模式，“他补充道。

　　显示也可用于正（浅色背景上的深色字符）或负型（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显示。Lumex提供其 InfoVue High/Low Temp 系列高负荷 LCD 显示器（例如LCR-U02002DSF-WH），适用于在极热或极冷条件下运行的应用。据 Lumex 称，对扩展温度范围的需求是由各种应用驱动的，包括军事、冷冻机、气体/燃料泵、非汽车运输和非气候控制设施应用。

　　InfoVue 高温/低温显示器（图 1）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。新设计是通过开发一种“特殊液晶”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，这种设计节省了 50% 的成本和 80% 的能源。

　　

 

 

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

　　据 Lumex 称，与仅提供有限段数和颜色的字母数字显示的其他一些 LCD 显示器相比，InfoVue 高/低 LCD 显示器提供完整的图形功能和日光可见性。当与 LED 背光一起使用时，有多种颜色可供选择。所有 LED 背光都经过专门设计，可在 -40°C 至 +85°C 的温度范围内工作。所有显示器都是低功耗的。这些显示器提供带 LED 背光的单色屏幕或带单色像素和黑色背景的负图像选项。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。可定制。

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

　　纽黑文的OLED 字符显示器（图 2）据说比传统的 LED 和 LCD 显示器提供更亮和更高的对比度。这些字符显示器还提供从 -40°C 到 +80°C 的宽温度范围。其他优势包括比传统 LED 和 LCD 显示器更快的响应时间、更宽的视角和更低的功耗。制造商表示，有关 OLED 显示器的其他几点是它们是自发光的，不需要背光即可在所有环境中都能看到，而且它们比其他标准显示器薄得多。

　　

 

 

　　图 2：Newhaven Display NHD-0216KZW-AY5 是一款 16 x 2 字符黄色 OLED 显示屏。视角为 66.00 毫米长 x 16.00 毫米宽。字符尺寸为 5.55 毫米高 x 2.95 毫米宽

　　。Newhaven 字符 OLED 显示器提供标准尺寸，包括 16 x 2 和 20 x 2，并被吹捧为插入式替代 LCD 或 VFD 模块。它们包含所有外部逻辑组件。其他特性包括 10 微秒的快速响应、高达 160 度的视角、2000:1 的高对比度以及串行或并行 MPU 接口的选择。

　　Electronic Assembly GmbH 还提供相同高温范围内的 OLED 字符显示器。这些设备包括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 黄色显示器的尺寸各不相同。它们的可视区域为 66 毫米或 99 毫米，宽度为 16.00 毫米、24.00 毫米或 25.20 毫米。

　　还提供宽温度范围的单色段显示器。一些例子是精 电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。

　　如果设计不要求最高温度范围，则可以使用温度范围为 -20° 至 +70°C 的大量 LCD 字符和图形显示器。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、Electronic Assembly 的EA DOG 和 EA DIP系列 LCD 模块（STN 或 FSTN），以及京瓷的 STN 或 FSTN字符显示器（16 x 2、20 x 2、20 x 4 和 40 x 2）。

　　总之，在为极端温度环境选择 LCD 显示器时，设计人员首先需要评估的是工作环境——温度、紫外线照射、湿度和湿度。他们还需要考虑将在屏幕上显示什么——数字和图标或显示字符和图形——以及显示器将用于白天还是夜间应用。所有这些因素加在一起，将有助于为应用程序选择最佳显示器。