打造极端环境下液晶显示的高端产品
—— 秦皇岛波盾的液晶屏功能增强技术
——-秦皇岛波盾电子公司 黎亚萍
【摘要】：液晶显示屏在超低温-40℃以下如何能正常工作？其电磁屏蔽如何满足军标GJB151A电磁兼容技术要求？户外的显示设备如何有效实现强阳光下清晰可视而不增加任何能耗？在加固显示设备中，这些问题都是所有厂商在很多课题中需要解决的技术要点。一直以来有诸多的有效措施，在此集中提出一些全新的技术解决方案，有效解决上述所有加固问题，旨在增强液晶屏功能以满足高端显示设备的特殊要求。
【关键词】：液晶屏加固；电磁屏蔽；电加热；阳光下可视技术
【Abstract】: How to enable electronic displays to operate normally against -40℃ environmental conditions? How can the shielding effectiveness of displays meet the GJB151A (National Military Standard 151A) requirements on electromagnetic compatibility? How to improve the sunlight readability of outdoor display devices without sacrificing any energy consumption? Among ruggedized displays, these are technical problems that all developers and manufacturers need to consider and deal with. There have been many effective approaches so far. In this article, I will briefly summarize them and provide some innovative solutions to effectively solve all problems mentioned above, aiming to enhance the function and performance of displays to satisfy the special requirements on high-end display devices.
【Keywords】: Enhancement of Displays Performance; EMI Shielding; Transparent Heater Windows; Sunlight Readability Technology
液晶显示屏在各行业领域的应用已经十分广泛，在人机视觉交流的方式中液晶显示屏具有不可取代的重要地位。所有的设备通过液晶显示屏展现其文字图像信息。显示技术从单一的模拟、数字化已经发展为现在的多功能图形图像化，液晶显示窗口在信息交流中起着重要的作用。
目前液晶显示高端应用领域对液晶显示屏的户外阳光下可视性能、高低温性能、抗振动和抗冲击性能、宽频段屏蔽性能、防潮和防盐雾性能等都有特殊要求，只有特定性能满足要求，才能在恶劣环境下完全适应并正常工作。应用于军事方面的显示器，除上述性能外，还在耐用性、成本、重量、功耗、分辨率等方面提出了更严苛的要求。如高端机载军用加固液晶显示器在完整的寿命期内一般要经历运输、贮存和飞行等阶段，将遇到严峻考验，如温度、湿度、低气压、振动、冲击、加速度、盐雾霉菌等一系列自然和诱发环境，检验液晶显示器的整体结构和超标准高性能，直接决定了加固液晶屏最终能否正常工作。
为实现液晶屏各项功能增强，可以应用以下技术结构方案：
（1）低温启动电加热邦定技术方案：通过电加热功能，实现液晶屏的低温启动、防霜除雾、避免显示拖 尾现象等技术功能。
（2）丝网电磁屏蔽技术方案：采用电磁屏蔽丝网屏蔽玻璃产品，确保防信息泄漏、防电磁波干扰等功能， 可以满足GJB 151A 技术要求。
（3）阳光下可视邦定技术方案：LCD液晶屏加载低反射邦定技术后全面实现阳光下可视、抗震动抗冲击、 耐压散热等技术功能。
1 邦定技术的应用
传统的技术解决方案中存在较多问题，比如实现液晶屏阳光下可视功能，行业通常采用增亮方式，而增亮方式存在很多问题：增加了许多辅件，大尺寸屏需要考虑冷却循环等问题，降低了整机的可靠性；装配上较 为复杂，容易造成次品废品；整机抗冲击、抗振动的能 力大幅下降；老化速度加速上升，整机使用寿命大为缩短。而液晶屏阳光下可视功能选用最先进的液晶屏物理光学增强邦定（Bonding）技术方案，仅增加一定的厚度，不增加任何能耗，就可有效实现液晶屏阳光下清晰可读，且对使用者的眼睛不产生强光刺激。
阳光下可视邦定技术比传统的改背光增加背光亮度的技术方式更优越，它不改变液晶屏的任何结构，只在屏前做有效的光学处理，以实现真正的阳光下可视的液晶屏。在相同电源条件下，使用邦定技术的液晶屏对比度、抗振动和抗冲击性能、防水性能、散热性、低气压性能均大大增强，特别适合军用航海、航空、野战部队户外强光及恶劣环境下的显示设备。邦定技术方案也是 ATM 显示终端、户外广告、海报机、户外查询机、户外仪器仪表显示窗、工业自动化设备、舰船、火车、飞机等交通工具及其它要求在宽温、强光、户外等工作环境的新显示技术方案。
对液晶裸屏实施双面光学邦定，是有效提升液晶屏抗振动冲击能力的特殊技术方案，双面胶层对振动冲击应力进行吸收缓解，使液晶板受力均匀，达到抗振、隔冲的效果。
2 宽温技术的应用
需要适应超低温环境的液晶显示屏应具备电加热低温启动、防霜除雾等功能。因此，需要设计液晶屏电加热功能，包括电加热功率的理论计算及低温加热控制电路等，有效解决液晶屏在低温环境下出现的响应速度慢、显示拖尾现象、甚至是超低温环境下不能使用等问题。
将电加热玻璃邦定在液晶屏板后面，因为直接接触屏，可采用热传导、而非热辐射的方式进行加热，提高液晶屏防霜除雾及低温（-45 ℃）启动性能。
3 屏蔽技术的应用
为有效解决电磁兼容消除电磁干扰，可选择加载屏蔽玻璃方案，依据具体指标要求选用镀膜屏蔽或丝网屏蔽玻璃、有机屏蔽视窗等，可以根据需要对应不同的透光率、屏蔽效能，按具体技术要求选择不同材质和结构以及屏蔽端接方式等。防信息泄漏电磁屏蔽玻璃主要解决计算机系统与设备间的抗电磁干扰、防信息泄漏。广泛应用在海、陆、空军事领域，是国防新型武器装备的配套产品，用于雷达、坦克、舰艇等计算机终端显示窗口、精密仪器仪表数字图像显示窗口以及部队作战指挥车窗口等，满足我军高新技术领域电磁兼容对窗口屏蔽材料的各种需要。
4 多功能的整合
要实现电磁屏蔽视窗屏蔽、电加热、低反射等功能整合，首先需要拆分液晶屏，在液晶屏裸板后面邦 电加热玻璃，前面邦定低反射夹网（或镀膜）屏蔽玻璃， 即形成双面邦定特殊结构，以有效实现液晶屏的宽温设计和低反射丝网（或镀膜）屏蔽功能，并有效增强液晶屏的抗振动和抗冲击性能，低气压性能等。
邦定产品系列技术方案有阳光下可视邦定技术方案、低温启动电加热邦定技术方案、丝网电磁屏蔽及阳光下可视技术方案、触摸屏电磁屏蔽及阳光下可视技术 方案、裸屏双面邦定实现高耐压性能等。亦可做多种功能组合，将电加热、镀膜屏蔽丝网屏蔽、邦定等综合技术方案多重组合，有效实现显示技术的各种实际需求。
技术方案示例如图 1 所示。
5 结语
完成电加热、电磁屏蔽及液晶屏双面邦定的整机加固显示屏，光学性能和力学性能得到大幅提升，强阳光下显示画面清晰可读，无拖尾，无凝结，低温环境开机启动时间迅速，并有效提升设备的低气压性能。前后双面邦定使液晶屏具备优良的导热性，能迅速有效传导电加热效果，增强低温导热性和高温散热性，有效保护液晶板使液晶屏双面受力均匀，抗振隔冲，机械性能得到大幅提升。实施该整体技术方案全面增强液晶屏低温启动、电磁屏蔽及阳光下可视性能，使液晶显示功能增强技术跨上一个全新的平台。
