加固液晶显示器关键技术

摘 要: 加固液晶显示器在军用和恶劣环境中得到了广泛的应用, 它几乎全部由商用液晶屏加固而得到。分析了普通的液晶显示屏在振动、低温、强环境光等条件下无法正常显示甚至会损坏的原因。针对振动对液晶屏的影响, 采取增加液晶屏刚性、隔振安装的二级减振结构减轻了振动对液晶屏的影响; 采用ITO 加热的方法解决液晶屏的低温显示异常; 采用在液晶屏表面粘贴减反射玻璃的方法以满足强环境光可视的要求; 采用LED 背光源发光波长与液晶屏透过特性相匹配和采用相应的光学膜的方法来实现色彩的最佳匹配和亮度均匀。实践证明, 采用以上加固处理措施的液晶显示屏可以满足各种恶劣环境的应用。

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引 言

近年来, 随着液晶显示技术的发展, 液晶显示器以其信息容量大、显色性好、轻便、薄形、低功耗等优势, 已取代了传统的CRT 显示器, 成为主流显示器件, 但液晶显示器仍存在工作温度范围小、耐振动差等固有弱点。在军事领域, 由于必须适应恶劣的工作环境, 如飞机、坦克上的振动、冲击, 军舰上的炮振、高空的强阳光、海面上的盐雾、潮湿等等。为了使液晶显示器能够适应海、陆、空等各种作战平台的应用环境, 需要对其进行性能加固。

加固液晶显示器主要的技术途径是将商用TFT 液晶显示屏经环境、性能等方面的加固, 使之能满足恶劣应用环境的要求, 其中的关键技术包括机械性能加固、低温工作设计、光学设计等。

1 液晶显示屏机械性能加固

1. 1 机械振动影响LCD 显示的原因分析

TFT 液晶显示屏是由两块很薄的玻璃经周边封接而成, 两块玻璃之间形成对应于显示像素的一个个液晶盒, 液晶盒中灌注了液晶材料, 液晶分子中的电子结构, 都具备着很强的电子共轭运动能力, 当液晶分子受到外加电场的作用时, 便很容易地被极化产生感应偶极性, 使液晶分子的排列发生变化。液晶显示屏即利用液晶的光电效应, 由外部的电压控制, 再通过液晶分子的光折射特性, 以及对光线的偏转能力来获得亮暗差别, 进而显现图像, 如图1 所示。

图1

图1 液晶显示示意图

施加电场使液晶分子排列发生变迁的临界电场EC为: