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选择一种适合日光环境下使用的LCD
内容导读:
工程师应考虑功率与散热之间的折中

---最近液晶显示器的技术进展创造了新的日光下显示户外应用——尤其是在一些不便于使用体积庞大的CRT显示器的地方。LCD正在快餐业及零售广告业中找到新的应用。这些应用不仅需要日光下的可读性,而且还需要更大的显示面积。以前,具有优良反射表面并能提供400cd/m2亮度的显示器就够用了,但现在却需要有1500cd/m2亮度及最小15英寸对角线尺寸的显示器。
---在所有日光可读显示技术中,液晶显示占统治地位,它体积小、重量轻并能方便移动。但由于要求有更亮及更大的显示器,故功率要求也随之增加。对角线尺寸大于10.4英寸的显示器当在强日光下使用时会导致散热问题。为减少成本,厂家一般花大力气来增加背光功率,以提高显示亮度。这种高功率背光反过来又会产生极大的热量,使有源矩阵LCD(AMLCD)超出其有效工作温度范围。而这种热量又会缩短AMLCD的使用寿命。
---为解决由背光产生的散热问题,需要在密封的显示器机壳中安装一块厚重的散热片来对系统进行冷却。此外,还必须在AMLCD上面压一块昂贵的抗反射及红外(AR/IR)面玻璃来阻挡日光产生的热量。 

显示器性能参数
---对于日光可读显示器,有好几种显示参数需要考虑。同样,也有多种实现日光可读显示器的方法。下面列出了几种用来从正反两方面进行技术折中的显示器性能参数:
亮度—显示器必须具有足够的亮度才能在强日光下清晰可读。如果有良好的反射性,则所需亮度可在400及1500cd/m2之间选取。
功耗—一台亮度为1500cd/m2的15英寸显示器可消耗50W的功率,其中大部分功率将转换为热量。
可读性—在从白天到夜晚的所有观看条件下,显示器图像必须达到能用肉眼清晰可读。
成本—成本与显示器的实现紧密相连,这一点将在下面详细讨论。
--- 从理论上讲,AMLCD将拥有高透光率。在构造显示器的部件中,有4个关键部件对显示器实现的效率有较大的影响。这些显示器部件的不同组合将影响到显示器的成本及其在各种光线条件下的观看效果。前玻璃面板在面对观看者的一方涂有一层抗反射涂层,而另一方则涂有一层红外涂层。抗反射涂层用来减少由日光所引起的反射,而红外涂层则用来阻挡由太阳光所产生的热量。阻挡光谱通常介于700~1100nm之间。在AMLCD的前面压有一层抗反射膜,以减少AMLCD与前玻璃面板后表面之间空气间隙中的反射。在本例中,高效率光导将光线从4个冷阴极荧光管导向观看者。
---此外,利用一块具有变暗能力的反相板来提供满足各种环境光线条件观看所需的亮度等级。以上方法的另一种形式是可在AMLCD上压一层透-反射层来反射日光,而其自身则充当光源。背光利用2~4个冷阴极荧光管(CCFL)以用于夜间观看。如果采用位于AMLCD后面的多个CCFL来代替背光,则它们能为观看者提供1500cd/m2的亮度,但也会增加背光功率要求,而且以此种方式来使用背光可能需要进行系统级热管理。
--- 背光技术上的最新进展已经产生出一些可显著降低功耗的显示器实现。随着背光功率的减少,再加上良好的(散)热管理,已不再需要在AMLCD上压一层AR/IR玻璃来实现强日光条件下的观看。
--- 表中汇总了各类15英寸显示器配置的背光功率,从中可看出进行适当热管理的好处。例如,在传统上,一台亮度为1500cd/m2的15英寸显示器需要有50W的功率及厚重的散热片。通过技术改进,由InSync公司提供的亮度同样为1,500cd/m2的15英寸显示器,则只需35W的功率,即可在强日光条件下安全工作。

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来源:今日电子 作者:InSync外围设备公司 JIM LEE 时间:2004/8/1 0:00:00
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