Вимоги до TFT-дисплеїв промислової якості

1. Надійність продукту

Переважна більшість РК-дисплеїв призначена для споживчих пристроїв, таких як смартфони, камери, планшетні комп’ютери та ігрові пристрої. Але вони мають зовсім інші вимоги, ніж вимоги до промислового застосування. Через дуже конкурентоспроможні ціни та швидкі виробничі цикли споживчі дисплеї не завжди мають довговічність, надійність і розширені функції, необхідні для виживання в промисловому середовищі. Життєвий цикл продукту також зазвичай набагато коротший у споживчих програмах. Екрани, виготовлені для цих застосувань, як правило, доступні лише протягом одного, у кращому випадку двох років. Навпаки, модулі відображення для промислового застосування потребують тривалого життєвого циклу продукту - часто до десяти років і більше. Крім того, коли виробник припиняє виробництво промислового модуля, продукт-наступник повинен бути сумісним із попередніми версіями, щоб підходити до існуючого корпусу без необхідності перепроектування всієї системи.


2. Операційне середовище

Здатність протистояти коливанням температури, а також ударам і вібрації також є ключовим моментом при виборі дисплеїв для сучасних промислових застосувань. Вони повинні бути досить пружними, щоб витримувати часті удари або хитання операторів машин і навколишнього обладнання, а також повинні витримувати різні робочі температури.

Широкі робочі температури

Промислові дисплеї зазвичай розміщуються в корпусі як частина більшого обладнання. У таких ситуаціях тепло, що виділяється навколишнім обладнанням, потрапляє всередину корпусу, що може завдати шкоди багатьом дисплеям. Тому при виборі дисплея важливо пам’ятати про реальні вимоги до температури зберігання та робочої температури. Хоча можна вжити заходів для розсіювання виробленого тепла, наприклад, за допомогою вентиляторів усередині корпусу, найефективнішим способом забезпечення відповідності вимогам до температури зберігання та робочої температури є вибір дисплея, оптимізованого для таких типів середовища. На щастя, удосконалення рідкокристалічних матеріалів дозволило розширити діапазон робочих температур рідкокристалічних дисплеїв від –30 до 80 градусів.

Удари, вібрація, електромагнітні перешкоди та механічні пошкодження

Загалом, промислові пристрої мають бути більш міцними порівняно зі стандартними пристроями. Зведення до мінімуму кількості контактних і гніздових роз’ємів і впровадження напівпровідників із чіп-на-склі є одним із способів досягти вищої стійкості до ударів і вібрації. Крім того, встановлення металевих рамок замість пластикових корпусів допомагає покращити електромагнітні характеристики та механічну стійкість пристрою. Додавання хімічно зміцненого переднього скла допомагає уникнути подряпин і плям на поверхні користувача.

3. Читабельність

Яскравість

Важливо, щоб дисплеї, які використовуються в промислових додатках, підтримували чітке та точне перегляд під різними кутами за різноманітних умов навколишнього освітлення. Чим яскравіше середовище, тим важче може бути читати стандартний трансмісійний РК-дисплей із типовою яскравістю від 250 до 300 кд/м2. Компанія NVD розробила дисплеї, які можуть працювати в діапазоні 800-cd/m2- і вище, застосовуючи високоефективні світлодіоди для блоку підсвічування, якщо необхідно, у поєднанні зі спеціальними плівками для підвищення яскравості.

Коефіцієнт контрастності

Збільшення коефіцієнта контрастності дисплея є ще одним ефективним способом, за допомогою якого виробники дисплеїв можуть покращити читабельність дисплея в яскравому середовищі. Типові коефіцієнти контрастності для непромислових дисплеїв знаходяться в діапазоні від 200:1 до 300:1, чого може бути недостатньо, якщо оператор машини дивиться на дисплей здалеку. Дисплеї з коефіцієнтом контрастності близько 500:1 або більше краще підходять для промислових середовищ. Ще одна перевага цього методу полягає в тому, що він не збільшує енергоспоживання.

Трансфлективні РК-дисплеї

Трансфлективні РК-дисплеї є гарним рішенням для середовищ зі змінним освітленням. Маючи характеристики пропускання та відбиття, трансфлективні РК-дисплеї мають можливість використовувати підсвічування при слабкому освітленні (режим пропускання), а також використовувати властивості відбиття при яскравому освітленні (режим відбиття). Це зменшує споживання енергії та виділення тепла в режимі відбиття, оскільки підсвічування не використовується.

Кути огляду

Можливість читання під різними кутами є ще одним ключовим фактором вибору. У типовому промисловому середовищі оператор верстату, швидше за все, буде розташовано під кутом, а не прямо перед екраном. Реалізація дисплея, розробленого для споживчих програм, як правило, не працює добре в цій ситуації, оскільки відбувається спотворення зображення та зміна кольорів під час перегляду під кутом. Але було застосовано ряд технологій для покращення кута перегляду в дисплеях, що робить їх придатними для промислового застосування. Деякі технології на основі плівки забезпечують кути огляду 160º по горизонталі та 140º по вертикалі, але в деяких випадках цього недостатньо. Технологія комутації в площині (IPS), багатодоменне вертикальне вирівнювання (MVA) і комутація смугового поля (FFS) пропонують альтернативи. Ці запатентовані технології дозволяють досягти кутів огляду майже 90- градусів у всіх чотирьох напрямках без будь-яких змін кольору.

Збільшений розмір і роздільна здатність

Розмір і роздільна здатність також відіграють роль у загальній читабельності. Дисплеї з діагоналлю від 2 до 25- дюймів найчастіше використовуються в промислових цілях. Ці розміри забезпечують достатню площу для перегляду фігур, сигналів та інших графічних даних, не займаючи занадто багато нерухомого простору на частині обладнання.

Від початкового співвідношення сторін 4:3 промислові дисплеї тепер переходять на широкі формати з роздільною здатністю WVGA до WXGA. Широкоформатний формат дозволяє користувачам переглядати довші форми хвиль і більше даних на одному дисплеї. Ці модулі дисплеїв також можуть бути розроблені для включення функцій сенсорних клавіш, що дозволяє виробникам обладнання пропускати фізичні перемикачі та кнопки та проектувати HMI на основі програмного забезпечення, ніж апаратного забезпечення.