Co decyduje o żywotności ekranów LCD?

Spośród wszystkich głównych technologii wyświetlania, ekrany LCD pozostają najpowszechniej stosowanym rozwiązaniem ze względu na ich stabilną wydajność, niski koszt i fakt, że są mniej podatne na wypalenie ekranu w porównaniu z samoświecącymi panelami wyświetlaczy. Od prostych przemysłowych terminali sterujących i sprzętu AGD, po bardzo precyzyjne przemysłowe urządzenia monitorujące i terminale pokładowe,segmentowe ekrany LCD, znakowe ekrany LCD, graficzne ekrany LCD i zaawansowane warianty wyświetlaczy TFT. Istnieje wiele podstawowych czynników wpływających na żywotność wyświetlaczy LCD, obejmujących takie aspekty, jak konstrukcja konstrukcyjna, podstawowe komponenty, środowisko użytkowania, nawyki użytkowania i różnice w typach produktów.

1. Żywotność rdzenia i komponentów

KompletnyWyświetlacz LCDsystem składa się z warstwy ciekłokrystalicznej, modułu podświetlenia, polaryzatorów, filtra barwnego, obwodu sterującego i szkła ochronnego. W przeciwieństwie do wyświetlaczy OLED, które opierają się na samoświecących materiałach organicznych podatnych na starzenie, wyświetlacze LCD działają poprzez kontrolowanie transmisji światła poprzez odchylenie molekularne ciekłokrystalicznego, prawie bez utraty samych materiałów ciekłokrystalicznych wskutek starzenia. Spadek żywotności rdzenia wszystkich typów wyświetlaczy LCD, w tym segmentowych, znakowych wyświetlaczy LCD, graficznych wyświetlaczy LCD i wyświetlaczy TFT, wynika głównie z elementów eksploatacyjnych, takich jak moduł podświetlenia i polaryzatory, które są zasadniczymi czynnikami determinującymi całkowitą żywotność wyświetlaczy LCD.

1) Starzenie się modułu podświetlenia

Panele LCD nie są samoświecące i są całkowicie zależne od modułu podświetlenia zapewniającego źródła światła, co sprawia, że ​​system podświetlenia jest najbardziej wrażliwym i najdłużej działającym podstawowym elementem całego wyświetlacza. W tradycyjnych wyświetlaczach LCD zastosowano podświetlenie CCFL, które charakteryzuje się krótką żywotnością, dużym tłumieniem światła i dużym zużyciem energii, dlatego jest stopniowo wycofywane z rynku. Nowoczesne wyświetlacze LCD głównego nurtu, w tym wszystkie typy graficznych wyświetlaczy LCD i wyświetlaczy TFT, wykorzystują moduły podświetlenia LED o standardowej przemysłowej żywotności od 30 000 do 50 000 godzin (jasność spada do 50% wartości początkowej).

2) Starzenie się polaryzatora i warstwy ciekłokrystalicznej

Polaryzatory to kluczowe elementy kontrolujące polaryzację światła i zapewniające kontrast wyświetlacza, a stopień ich starzenia bezpośrednio wpływa na efekt wyświetlania i efektywną żywotność wyświetlaczy LCD. Długotrwałe narażenie na wysoką temperaturę, promieniowanie ultrafioletowe i wilgotne środowisko powoduje starzenie się materiału polaryzatora, żółknięcie i osłabienie przepuszczalności światła, co prowadzi do zmniejszenia kontrastu ekranu, zniekształcenia kolorów i rozmycia obrazu.

3) Stabilność obwodu napędowego i złącza lutowanego

Obwód sterujący odpowiada za przesyłanie sygnałów sterujących do cząsteczek ciekłokrystalicznych i modułów podświetlenia. Żywotność płytki drukowanej, chipów i połączeń lutowanych określa stabilny cykl pracy wyświetlacza LCD. Produkty LCD niskiej jakości mają zgrubną konstrukcję obwodów i gorsze procesy lutowania. Długotrwałe działanie po włączeniu zasilania spowoduje utlenianie połączeń lutowniczych, wirtualne lutowanie i przegrzanie chipa, co spowoduje miganie ekranu, brak obrazu i sporadyczne awarie.

2.Środowiskowe warunki pracy

Teoretyczna żywotność wszystkich wyświetlaczy LCD jest mierzona w standardowych warunkach laboratoryjnych. W rzeczywistym użytkowaniu zmiany środowiskowe będą miały ogromny wpływ na szybkość starzenia się segmentowego wyświetlacza LCD, znakowego wyświetlacza LCD, graficznego wyświetlacza LCD i wyświetlacza TFT. Ekstremalne temperatury, wilgotność, promieniowanie ultrafioletowe i wibracje mechaniczne to główne czynniki środowiskowe, które skracają żywotność wyświetlaczy LCD.

1) Zmiany temperatury (najbardziej wpływowy czynnik środowiskowy)

Wysoka temperatura to zabójca numer jeden wyświetlaczy LCD. Niezależnie od tego, czy jest to segmentowy wyświetlacz LCD o małej mocy, czy wysokowydajny wyświetlacz TFT, długoterminowa praca w środowisku o wysokiej temperaturze przyspieszy starzenie się wszystkich podstawowych komponentów. Wysoka temperatura przyspieszy tłumienie światła podświetlanych diod LED, pogorszy żółknięcie i starzenie się polaryzatorów oraz spowoduje rozszerzalność cieplną i uszkodzenia naprężeniowe warstwy ciekłokrystalicznej i płytki drukowanej.

2) Korozja wywołana wilgocią i kondensacją

Wilgoć powoduje korozję połączeń lutowanych obwodów i metalowych styków, powoduje zwarcia i wycieki oraz przyspiesza starzenie się polaryzatorów i folii optycznych. W przypadku statycznie używanych segmentowych wyświetlaczy LCD i znakowych wyświetlaczy LCD w pomieszczeniach, długotrwałe wilgotne i niewentylowane środowisko jest podatne na rozwój pleśni na powierzchni ekranu i wewnętrznych warstwach folii, co powoduje trwałe wady wyświetlacza.

3) Promieniowanie UV i zanieczyszczenie pyłem

Długotrwała, bezpośrednia ekspozycja na światło słoneczne i silne promieniowanie ultrafioletowe powoduje fotochemiczne starzenie się polaryzatorów LCD, filtrów kolorowych i materiałów ciekłokrystalicznych, powodując żółknięcie ekranu, blaknięcie kolorów i zmniejszenie kontrastu. Cywilny segmentowy wyświetlacz LCD z niższej półki i znakowy wyświetlacz LCD nie mają konstrukcji chroniącej przed promieniowaniem UV, a ich efekt wyświetlania znacznie się zmniejszy po długotrwałej ekspozycji na zewnątrz.

4) Wibracje i uderzenia mechaniczne

Do montażu na pojeździe, przenośnego i przemysłowego na miejscuWyświetlacze LCD, wibracje mechaniczne i uderzenia są ważnymi czynnikami prowadzącymi do przedwczesnej awarii. Długotrwałe, ciągłe wibracje spowodują poluzowanie wewnętrznych złączy i połączeń lutowanych wyświetlacza, powodują wirtualne lutowanie i niestabilność sygnału, a nawet pękają szklane podłoże i warstwę ciekłokrystaliczną. Nagłe uderzenie i wyciśnięcie spowoduje bezpośrednio fragmentację ekranu, wyciek ciekłych kryształów i trwałe uszkodzenie.

3. Różnice w żywotności różnych typów wyświetlaczy LCD

Istnieją oczywiste różnice w konstrukcji, klasie komponentów i scenariuszach zastosowań pomiędzy segmentowymi wyświetlaczami LCD, znakowymi wyświetlaczami LCD, graficznymi wyświetlaczami LCD i wyświetlaczami TFT, co skutkuje ogromnymi różnicami w ich teoretycznej i rzeczywistej żywotności. Użytkownicy muszą wybrać typy wyświetlaczy zgodnie z wymaganiami dotyczącymi żywotności w ramach rzeczywistego wyboru.

Segmentowy wyświetlacz LCD

Segmentowy wyświetlacz LCD to najprostszy typ wyświetlacza LCD, który może wyświetlać tylko numery i ikony stałych segmentów i jest najczęściej używany w urządzeniach o niskim poborze mocy, takich jak sprzęt gospodarstwa domowego, instrumenty i piloty zdalnego sterowania. Ma zalety prostej konstrukcji, niskiego zużycia energii i stabilnej wydajności. Przy bardzo niskim obciążeniu przez długi czas, podświetlenie i prędkość starzenia się obwodu są wyjątkowo wolne. Teoretyczna żywotność głównego monochromatycznego segmentowego wyświetlacza LCD może sięgać od 80 000 do 100 000 godzin, a rzeczywista żywotność może sięgać ponad 10 lat, co jest najdłuższą żywotnością wśród wszystkich typów wyświetlaczy LCD.

Znakowy wyświetlacz LCD

Znakowy wyświetlacz LCD może wyświetlać stałe liczby, litery i symbole i jest szeroko stosowany w przemysłowych panelach sterowania, małych przyrządach i sprzęcie biurowym. Jego złożoność strukturalna i pobór mocy są nieco wyższe niż w przypadku segmentowego wyświetlacza LCD, a standardowa żywotność wynosi od 50 000 do 80 000 godzin. Charakteryzuje się stabilną wydajnością i niskim współczynnikiem starzenia w konwencjonalnych środowiskach wewnętrznych i może zaspokoić długoterminowe potrzeby użytkowania większości tanich urządzeń przemysłowych i cywilnych.

Graficzny wyświetlacz LCD

Graficzny wyświetlacz LCD obsługuje dowolną grafikę i wyświetlacz tekstowy z matrycą punktową, o wyższej rozdzielczości i bogatszej zawartości wyświetlacza niż segmentowe i znakowe wyświetlacze LCD i jest najczęściej używany w średniej i wysokiej klasy sprzęcie przemysłowym, instrumentach medycznych i inteligentnych terminalach. Graficzny wyświetlacz LCD klasy przemysłowej wykorzystuje odporne na wysoką temperaturę i zapobiegające starzeniu się elementy optyczne oraz wzmocnione obwody, o standardowej żywotności od 40 000 do 60 000 godzin i może utrzymać stabilny efekt wyświetlania w złożonych środowiskach przemysłowych.

Wyświetlacz TFT

Jako wysokiej klasy gałąź wyświetlaczy LCD, wyświetlacz TFT ma zalety wysokiej rozdzielczości, dużej gamy kolorów i szybkiej reakcji i jest szeroko stosowany w elektronice użytkowej, wyświetlaczach montowanych w pojazdach, monitorowaniu zewnętrznym i precyzyjnym sprzęcie przemysłowym. Ze względu na wysoką jasność, duże zużycie energii i złożoną strukturę obwodów, prędkość starzenia jest stosunkowo duża. Standardowa żywotność cywilnego wyświetlacza TFT wynosi od 30 000 do 40 000 godzin, a przemysłowy wyświetlacz TFT o wysokiej jasności i szerokiej temperaturze może osiągnąć od 40 000 do 50 000 godzin po modernizacji komponentów i optymalizacji strukturalnej.

Wniosek

Żywotność wyświetlaczy LCD nie zależy od pojedynczego czynnika, ale od połączonego wpływu jakości komponentów podstawowych, warunków środowiskowych, trybów użytkowania i pozycjonowania produktu. Moduł podświetlenia jest głównym wąskim gardłem w procesie starzenia LCD, podczas gdy temperatura, wilgotność, promieniowanie świetlne i naprężenia mechaniczne to główne czynniki zewnętrzne przyspieszające starzenie. Różne typy produktów LCD mają różną charakterystykę żywotności: segmentowe wyświetlacze LCD i znakowe wyświetlacze LCD mają długą żywotność ze względu na niskie zużycie energii i prostą konstrukcję; Wysokowydajne graficzne wyświetlacze LCD i TFT zapewniają równowagę pomiędzy wysoką jakością wyświetlania i stabilną żywotnością dzięki zoptymalizowanej konstrukcji przemysłowej.

Informacje o firmie Jingda Display

Shenzhen Jingda Display Technology Co., Ltd(w skrócie JDA) założona w 2015 roku przez 10 doświadczonych inżynierów z branży LCD, JDA wyrosła na przedsiębiorstwo high-tech integrujące badania i rozwój, produkcję i sprzedaż modułów wyświetlaczy i rozwiązań HMI. JDA zajmuje się opracowywaniem najlepszego połączenia technologii wyświetlania i inteligentnych aplikacji oraz dostarczaniem klientom modułów i rozwiązań wyświetlających o najlepszym stosunku jakości do ceny. Produkty JDA obejmują monochromatyczne wyświetlacze LCD i LCM, rozwiązania HMI o przekątnej 0,96–25 cali TFT i OLED LCM. Produkty te są stosowane w obszarach energii elektrycznej, bezpieczeństwa medycznego, komunikacji, bankowości samochodowej, instrumentów dla inteligentnych domów, liczników, elektroniki użytkowej, sprzętu AGD, urządzeń do noszenia i tak dalej.