広温度対応LCDモジュール：-30 °C～85 °C向けの設計

2020-04-28 · 読了時間 7分

RONEN エンジニアリングチーム広東工場のアプリケーションエンジニア — 私たちは、記事で取り上げるモジュールの仕様策定、ツーリング、信頼性試験を担当しています。

“明るさの数値は、その背景にある測定方法と合わせて初めて意味を持ちます。このページのすべての数値は、本記事の末尾に記載された規格に従って測定されています — サプライヤーのデータシートに数値の取得方法が記載されていない場合は、飾りとして扱ってください。”

要点

一般的な商用TFTモジュールの定格は0〜50 °Cです。北ヨーロッパの車載ダッシュボード、屋外の充電スタンド、コールドチェーン端末に入れると、真っ黒になる、激しく尾を引く、あるいは一季節で故障します。広温度域モジュールはまさにそこを変えます。広温度対応の液晶材料、耐熱性の偏光板と接着剤、低温起動に余裕を持たせたドライバ段、熱膨張を吸収する機構設計です。RONENは −20〜70 °C と −30〜80/85 °C のモジュールを供給し、5+年の供給継続に対応します。

限界で実際に壊れるところ

液晶の透明点 — およそ70〜90 °Cを超えると標準材料は秩序相を失い、パネルが一様に黒くなります。
バックライトの寿命 — 接合温度が上がるとLEDの光束と寿命が低下します。熱設計が最大の要因です。
偏光板と接着剤 — 長時間の熱で標準材料は剥離や黄変を起こします。
応答速度 — 液晶の粘度が急上昇し画像が尾を引きます。25 °Cで問題ないモジュールが −20 °Cで読めなくなることがあります。
バックライトの低温起動 — 低温ではLEDの順方向電圧が上がるため、ドライバに余裕が必要です。
機械的応力 — ガラス・ベゼル・筐体の膨張差でパネルが割れることがあります。

温度仕様の正しい読み方

データシートの「−20〜70 °C」は通常「動作」を意味し、端で画質が劣化することがあります。保存温度は常に広く、動作の保証ではありません。必ず確認すべきは、画質を保証した動作範囲、下限での応答速度（25 °Cだけでなく）、明示された周囲温度または接合温度でのバックライト寿命です。

ヒーターが必要になるのはいつか

およそ −30 °Cを下回ると、材料に関係なく液晶の応答が律速になります。車載・航空・屋外キオスクでは、パネル上の透明ITOヒーターフィルム、または背面に貼る抵抗加熱フィルムと、表示前にパネルを約 −10 °Cまで昇温するサーモスタットの組み合わせが一般的です。

よくある質問

「広温度」とは通常何を意味しますか？

産業用モジュール市場では、-20～70 °Cが一般的な広温度グレードであり、-30～80/85 °Cは車載および屋外機器に使用される拡張グレードです。その範囲が動作範囲か保存範囲かを必ず確認してください。

-20 °Cでヒーターは必要ですか？

通常は不要です — 拡張グレードの液晶材料は-20 °Cでも許容できる応答を示します。ヒーターは通常、-30 °C未満の場合、または低温放置直後に高速なビデオレート更新が要求される用途で必要になります。

低温はパネルに永久的な損傷を与えますか？

通常は保存限界内であれば損傷しませんが、繰り返しの熱サイクルはボンディングやはんだ接合部に負荷を与えます。保存定格を守り、極端な温度間の急激な移行は可能な限り避けてください。

車載プログラム向けの供給を保証できますか？

当社はIATF 16949およびISO 9001（TÜV）に基づいて供給し、車載および医療プログラム向けに長期供給契約およびPCN（製品変更通知）のコミットメントをサポートしています。