Flüssigkristallanzeigen (LCD) sind zu einem wesentlichen Bestandteil der Industrie der Displaytechnologie geworden. In einer Vielzahl von Kontexten, die über den Innenbereich hinausgehen, wie LCD-Fernseher und Heim-/Büro-Automatisierungsgeräte, hat das LCD seine Verwendung auf viele Umgebungen wie Autos und Digital Signage und damit auch auf viele Temperaturschwankungen ausgeweitet.
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Wie bei jeder Substanz, die eine bestimmte molekulare Eigenschaft oder ein bestimmtes Verhalten erfordert, LCDs haben einen Betriebstemperaturbereich, in dem das Gerät, wenn es innerhalb dessen liegt, weiterhin richtig und gut funktionieren kann. Darüber hinaus gibt es einen idealen Lagertemperaturbereich, um das Gerät bis zur Verwendung zu konservieren.
Wie schädigt die Temperatur das LCD?
Dieser Betriebstemperaturbereich beeinflusst den elektronischen Teil innerhalb des Geräts, da ein Fall außerhalb des Bereichs dazu führen kann, dass die LCD-Technologie bei heißen Temperaturen überhitzt oder bei Kälte langsamer wird. Die Flüssigkristallschicht kann sich bei starker Hitze verschlechtern, wodurch sie und die Anzeige selbst defekt werden.
LCD-Temperaturgrenzen: Welche Temperaturen sind zu heiß und zu kalt
Damit das LCD-Panel Fehler vermeidet, sollten der Betriebs- und Speicherbereich eines handelsüblichen LCDs berücksichtigt werden. Ohne adaptive Funktionen hat ein typischer LCD-Fernseher einen Betriebsbereich von seiner Kältegrenze von 0 °C (32 °F) bis zu seiner Hitzegrenze von 50 °C (122 °F) (die Bereiche anderer LCD-Geräte können etwas davon abweichen Zahlen).
Der Lagerbereich ist mit -20 °C (-4 °F) bis 60 °C (140 °F) etwas breiter. Obwohl diese Bereiche für viele Innen- und sogar Außenbereiche durchaus angemessen sind, gibt es auch einige Regionen, in denen die Temperaturen unter 0 °C sinken oder über 32 °C steigen können, und unter diesen Bedingungen müssen LCDs angepasst werden, um die Funktionalität zu gewährleisten.
Beeinflusst Hitze LCD-Bildschirme und wie?
Hitze, kann die Elektronik und Flüssigkristalle stark beeinflussen unter einer LCD Bildschirm. Bei der Wärmebetrachtung muss sowohl externe Wärme als auch intern erzeugte Wärme berücksichtigt werden.
Da die Flüssigkristalle in einem Gerät durch Ändern ihrer Orientierungen und Ausrichtungen manipuliert werden, kann Wärme dies stören, indem sie zufällig das steuert, was gesteuert werden soll. In diesem Fall kann die LCD-Elektronik eine bestimmte Bildung der Flüssigkristallschicht unter einem Pixel nicht steuern und die LED-Hintergrundbeleuchtung wird nicht wie erwartet durchgelassen, was oft zu dunklen Flecken, wenn nicht sogar zu einem völlig dunklen Bild führen kann. Dies stört unweigerlich die Lesbarkeit des Displays.
Abhängig von der oberen Grenze des Betriebstemperaturbereichs, LCD-Gerät kann durch extreme Hitze dauerhaft beschädigt werden. Bei längerer extremer Hitzeeinwirkung kann sich neben der Zerstörung der Flüssigkristalle die Batterielebensdauer verkürzen, Hardware kann brechen oder sogar schmelzen, die Reaktionszeit kann sich verlangsamen, um eine noch größere Wärmeentwicklung des Geräts zu verhindern.
Betriebstemperatur der Elektronik – TFT
Die LED-Hintergrundbeleuchtung und die interne Schaltung, typischerweise TFT-basiert im Common TFT-LCDs, sind Komponenten, die Hitze erzeugen können, die das Gerät und sein Display beschädigen kann. Um dieses Problem mit Überhitzung zu beheben, verwenden viele Geräte Kühllüfter, die mit Lüftungsöffnungen gekoppelt sind.
Einige Geräte, die bei extrem hohen Umgebungstemperaturen eingesetzt werden, benötigen möglicherweise sogar eine Klimaanlage. Durch Lüftungsschlitze zur Ableitung der Wärme kann das Gerät diese an die Umgebung abgeben.
Dies führt jedoch zu einem anderen Problem: Wie kann verhindert werden, dass Feuchtigkeit durch die Lüftungsöffnung eindringt? Wenn Feuchtigkeit in das Gerät eindringt und hohe Hitze vorhanden ist, kann es zu Kondensation kommen, das Display von innen beschlagen und in einigen Fällen kann ein Kurzschluss zum Ausschalten des Geräts führen. Um dieses Problem zu umgehen, sind die Formen der Lüftungsöffnungen so spezifisch, dass nur Luftbewegungen, keine Feuchtigkeitsformen, zugelassen werden.
Kann ein LCD-Gerät bei Minusgraden aufbewahrt werden?
In die entgegengesetzte Richtung ist es extrem kalt. Was typischerweise bei Kälte auftritt, ist „Ghosting“ (das Einbrennen eines Bildes auf dem Bildschirm durch Verfärbung) und die allmähliche Verlangsamung und Verzögerung der Reaktionszeiten. Mögen hitzebeeinflusste LCD-Module, die extreme Temperatur kann die Flüssigkristalle beeinflussen. Diese Schicht ist ein Medium zwischen flüssigem und festem Zustand, daher ist sie noch anfällig für Gefrieren.
An Das LCD-Gerät kann bei Minusgraden aufbewahrt werden da es wahrscheinlich nicht wie bei der Hitze dauerhaft beschädigt wird, aber es ist wichtig, die Grenzen des Geräts zu verstehen und Vorsichtsmaßnahmen bei der Lagerung des Geräts zu treffen. Die übliche und gebräuchlichste untere Lagerbereichsgrenze liegt bei -20°C unter dem Gefrierpunkt, aber wenn möglich, wäre es am besten, sie oberhalb dieser Grenze zu halten, da sonst immer noch die Gefahr dauerhafter Schäden besteht.
Wenn das Gerät nicht an die Kälte angepasst ist, wäre es gut, es gebündelt zu halten, um die Wärme in Schichten einzuschließen. Dies ist jedoch nur eine vorübergehende Lösung. Angepasste, robuste Geräte haben Vorteile wie eine Schirmgehäuseisolierung zur Erhaltung des Wärmeniveaus und in extremeren Fällen Heizungen, um zusätzliche Wärme zu erzeugen, um die Innentemperatur auf ein Niveau über dem Minimum zu erhöhen.
Nach längerer Lagerung in der Kälte ist es unbedingt erforderlich, dem Gerät Zeit zum Aufwärmen zu geben.
Auswahl von LCD-Modulen für extreme Temperaturen
Bei der Auswahl des geeigneten Moduls ist es notwendig, die erwartete Hauptanwendung des Geräts zu verstehen. Die Anwendung entscheidet über Faktoren wie Displaytyp, Umgebungsbedingungen, ob der Stromverbrauch ein Faktor ist oder nicht, und das Verhältnis zwischen Leistung und Kosten. Diese Faktoren können sich auf die Betriebs- und Lagertemperaturbereiche des Gerätes auswirken.
Anzeigetypen haben viele Variationen. Auswahlmöglichkeiten wie alphanumerisch oder Grafik-LCD, Mensch-Maschine-interaktive LCD-Module und Touchscreen-Panels Fähigkeiten, die Breite des Betrachtungswinkels, das Niveau der Kontrastverhältnisse, Arten der Hintergrundbeleuchtung und Flüssigkristall-Ausrichtungsmethoden werden oft berücksichtigt. Das Twisted-Nematic-LCD bietet beispielsweise die schnellste Reaktionszeit zu den niedrigsten Kosten, kann jedoch nicht das höchste Kontrastverhältnis oder den breitesten Betrachtungswinkel bieten.
Temperaturbereich und Umweltprobleme
Umgebungsbasierte Faktoren müssen neben der offensichtlichen Temperatur auch andere Faktoren wie UV-Strahlung und Feuchtigkeit/Feuchtigkeit berücksichtigen, da sie alle notwendig sind, um das perfekt passende LCD-Modul für extreme Temperaturen zu finden.
Neben den LCD-Modulen haben jüngste neue Produkte Türen für Displays mit breitem Temperaturbereich geöffnet, wie z OLED-Displays. OLED-Displays bieten bessere Displays in Bezug auf Kontrast, Helligkeit, Reaktionszeiten, Blickwinkel und sogar Stromverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen LCD-Displays.
Diese Vorteile bieten neben der Fähigkeit, einen großen Temperaturbereich zu erreichen, mehr Möglichkeiten für Verbraucher, die nach hochwertigen Displays für extreme Klimazonen suchen.