—— 秦皇島波盾的液晶屏功能增強(qiáng)技術(shù)

——-秦皇島波盾電子公司?? 黎亞萍

發(fā)表于《安全與電磁兼容》2015年第1期

【摘要】：液晶顯示屏在超低溫-40℃以下如何能正常工作？其電磁屏蔽如何滿足軍標(biāo)GJB151A電磁兼容技術(shù)要求？戶外的顯示設(shè)備如何有效實(shí)現(xiàn)強(qiáng)陽光下清晰可視而不增加任何能耗？在加固顯示設(shè)備中，這些問題都是所有廠商在很多課題中需要解決的技術(shù)要點(diǎn)。一直以來有諸多的有效措施，在此集中提出一些全新的技術(shù)解決方案，有效解決上述所有加固問題，旨在增強(qiáng)液晶屏功能以滿足高端顯示設(shè)備的特殊要求。

【關(guān)鍵詞】：液晶屏加固；電磁屏蔽；電加熱；陽光下可視技術(shù)

【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

? ? ? ? 液晶顯示屏在各行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，在人機(jī)視覺交流的方式中液晶顯示屏具有不可取代的重要地位。所有的設(shè)備通過液晶顯示屏展現(xiàn)其文字圖像信息。顯示技術(shù)從單一的模擬、數(shù)字化已經(jīng)發(fā)展為現(xiàn)在的多功能圖形圖像化，液晶顯示窗口在信息交流中起著重要的作用。

? ? ? ? 目前液晶顯示高端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)σ壕э@示屏的戶外陽光下可視性能、高低溫性能、抗振動(dòng)和抗沖擊性能、寬頻段屏蔽性能、防潮和防鹽霧性能等都有特殊要求，只有特定性能滿足要求，才能在惡劣環(huán)境下完全適應(yīng)并正常工作。應(yīng)用于軍事方面的顯示器，除上述性能外，還在耐用性、成本、重量、功耗、分辨率等方面提出了更嚴(yán)苛的要求。如高端機(jī)載軍用加固液晶顯示器在完整的壽命期內(nèi)一般要經(jīng)歷運(yùn)輸、貯存和飛行等階段，將遇到嚴(yán)峻考驗(yàn)，如溫度、濕度、低氣壓、振動(dòng)、沖擊、加速度、鹽霧霉菌等一系列自然和誘發(fā)環(huán)境，檢驗(yàn)液晶顯示器的整體結(jié)構(gòu)和超標(biāo)準(zhǔn)高性能，直接決定了加固液晶屏最終能否正常工作。

? ? ? ?為實(shí)現(xiàn)液晶屏各項(xiàng)功能增強(qiáng)，可以應(yīng)用以下技術(shù)結(jié)構(gòu)方案：
（1）低溫啟動(dòng)電加熱邦定技術(shù)方案：通過電加熱功能，實(shí)現(xiàn)液晶屏的低溫啟動(dòng)、防霜除霧、避免顯示拖 尾現(xiàn)象等技術(shù)功能。
（2）絲網(wǎng)電磁屏蔽技術(shù)方案：采用電磁屏蔽絲網(wǎng)屏蔽玻璃產(chǎn)品，確保防信息泄漏、防電磁波干擾等功能， 可以滿足GJB 151A 技術(shù)要求。
（3）陽光下可視邦定技術(shù)方案：LCD液晶屏加載低反射邦定技術(shù)后全面實(shí)現(xiàn)陽光下可視、抗震動(dòng)抗沖擊、 耐壓散熱等技術(shù)功能。

1 邦定技術(shù)的應(yīng)用

? ? ? ? 傳統(tǒng)的技術(shù)解決方案中存在較多問題，比如實(shí)現(xiàn)液晶屏陽光下可視功能，行業(yè)通常采用增亮方式，而增亮方式存在很多問題：增加了許多輔件，大尺寸屏需要考慮冷卻循環(huán)等問題，降低了整機(jī)的可靠性；裝配上較 為復(fù)雜，容易造成次品廢品；整機(jī)抗沖擊、抗振動(dòng)的能 力大幅下降；老化速度加速上升，整機(jī)使用壽命大為縮短。而液晶屏陽光下可視功能選用最先進(jìn)的液晶屏物理光學(xué)增強(qiáng)邦定（Bonding）技術(shù)方案，僅增加一定的厚度，不增加任何能耗，就可有效實(shí)現(xiàn)液晶屏陽光下清晰可讀，且對(duì)使用者的眼睛不產(chǎn)生強(qiáng)光刺激。

? ? ? ? ?陽光下可視邦定技術(shù)比傳統(tǒng)的改背光增加背光亮度的技術(shù)方式更優(yōu)越，它不改變液晶屏的任何結(jié)構(gòu)，只在屏前做有效的光學(xué)處理，以實(shí)現(xiàn)真正的陽光下可視的液晶屏。在相同電源條件下，使用邦定技術(shù)的液晶屏對(duì)比度、抗振動(dòng)和抗沖擊性能、防水性能、散熱性、低氣壓性能均大大增強(qiáng)，特別適合軍用航海、航空、野戰(zhàn)部隊(duì)?wèi)敉鈴?qiáng)光及惡劣環(huán)境下的顯示設(shè)備。邦定技術(shù)方案也是 ATM 顯示終端、戶外廣告、海報(bào)機(jī)、戶外查詢機(jī)、戶外儀器儀表顯示窗、工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、艦船、火車、飛機(jī)等交通工具及其它要求在寬溫、強(qiáng)光、戶外等工作環(huán)境的新顯示技術(shù)方案。

? ? ? ? 對(duì)液晶裸屏實(shí)施雙面光學(xué)邦定，是有效提升液晶屏抗振動(dòng)沖擊能力的特殊技術(shù)方案，雙面膠層對(duì)振動(dòng)沖擊應(yīng)力進(jìn)行吸收緩解，使液晶板受力均勻，達(dá)到抗振、隔沖的效果。

2 寬溫技術(shù)的應(yīng)用

? ? ? ? 需要適應(yīng)超低溫環(huán)境的液晶顯示屏應(yīng)具備電加熱低溫啟動(dòng)、防霜除霧等功能。因此，需要設(shè)計(jì)液晶屏電加熱功能，包括電加熱功率的理論計(jì)算及低溫加熱控制電路等，有效解決液晶屏在低溫環(huán)境下出現(xiàn)的響應(yīng)速度慢、顯示拖尾現(xiàn)象、甚至是超低溫環(huán)境下不能使用等問題。

? ? ? ? 將電加熱玻璃邦定在液晶屏板后面，因?yàn)橹苯咏佑|屏，可采用熱傳導(dǎo)、而非熱輻射的方式進(jìn)行加熱，提高液晶屏防霜除霧及低溫（-45 ℃）啟動(dòng)性能。

3 屏蔽技術(shù)的應(yīng)用

? ? ? ? 為有效解決電磁兼容消除電磁干擾，可選擇加載屏蔽玻璃方案，依據(jù)具體指標(biāo)要求選用鍍膜屏蔽或絲網(wǎng)屏蔽玻璃、有機(jī)屏蔽視窗等，可以根據(jù)需要對(duì)應(yīng)不同的透光率、屏蔽效能，按具體技術(shù)要求選擇不同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)以及屏蔽端接方式等。防信息泄漏電磁屏蔽玻璃主要解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與設(shè)備間的抗電磁干擾、防信息泄漏。廣泛應(yīng)用在海、陸、空軍事領(lǐng)域，是國(guó)防新型武器裝備的配套產(chǎn)品，用于雷達(dá)、坦克、艦艇等計(jì)算機(jī)終端顯示窗口、精密儀器儀表數(shù)字圖像顯示窗口以及部隊(duì)作戰(zhàn)指揮車窗口等，滿足我軍高新技術(shù)領(lǐng)域電磁兼容對(duì)窗口屏蔽材料的各種需要。

4 多功能的整合

? ? ? ? 要實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽視窗屏蔽、電加熱、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 電加熱玻璃，前面邦定低反射夾網(wǎng)（或鍍膜）屏蔽玻璃， 即形成雙面邦定特殊結(jié)構(gòu)，以有效實(shí)現(xiàn)液晶屏的寬溫設(shè)計(jì)和低反射絲網(wǎng)（或鍍膜）屏蔽功能，并有效增強(qiáng)液晶屏的抗振動(dòng)和抗沖擊性能，低氣壓性能等。

? ? ? ? 邦定產(chǎn)品系列技術(shù)方案有陽光下可視邦定技術(shù)方案、低溫啟動(dòng)電加熱邦定技術(shù)方案、絲網(wǎng)電磁屏蔽及陽光下可視技術(shù)方案、觸摸屏電磁屏蔽及陽光下可視技術(shù) 方案、裸屏雙面邦定實(shí)現(xiàn)高耐壓性能等。亦可做多種功能組合，將電加熱、鍍膜屏蔽絲網(wǎng)屏蔽、邦定等綜合技術(shù)方案多重組合，有效實(shí)現(xiàn)顯示技術(shù)的各種實(shí)際需求。

技術(shù)方案示例如圖 1 所示。

5 結(jié)語

? ? ? ? 完成電加熱、電磁屏蔽及液晶屏雙面邦定的整機(jī)加固顯示屏，光學(xué)性能和力學(xué)性能得到大幅提升，強(qiáng)陽光下顯示畫面清晰可讀，無拖尾，無凝結(jié)，低溫環(huán)境開機(jī)啟動(dòng)時(shí)間迅速，并有效提升設(shè)備的低氣壓性能。前后雙面邦定使液晶屏具備優(yōu)良的導(dǎo)熱性，能迅速有效傳導(dǎo)電加熱效果，增強(qiáng)低溫導(dǎo)熱性和高溫散熱性，有效保護(hù)液晶板使液晶屏雙面受力均勻，抗振隔沖，機(jī)械性能得到大幅提升。實(shí)施該整體技術(shù)方案全面增強(qiáng)液晶屏低溫啟動(dòng)、電磁屏蔽及陽光下可視性能，使液晶顯示功能增強(qiáng)技術(shù)跨上一個(gè)全新的平臺(tái)。

淺析液晶屏功能增強(qiáng)，首發(fā)于秦皇島波盾電子有限公司。

發(fā)表于《安全與電磁兼容》2009年第2期

? ? ? ? 為解決電磁兼容中的實(shí)際問題，在EMC設(shè)計(jì)中廣泛采用電磁屏蔽技術(shù)，屏蔽材料的正確選擇是其中一項(xiàng)重要內(nèi)容。電磁屏蔽視窗作為一種阻擋電磁波、防電磁輻射、防信息泄露、抗電磁干擾的窗口透光屏蔽器件，其功能種類豐富，用戶須根據(jù)具體技術(shù)要求、設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)用環(huán)境等合理選用電磁屏蔽視窗品種以解決窗口屏蔽問題。

? ? ? ? 品質(zhì)優(yōu)異的電磁屏蔽視窗須同時(shí)具備兩方面性能特點(diǎn)：一是良好的屏蔽性能，二是良好的視覺效果。

? ? ?電磁屏蔽視窗按屏蔽介質(zhì)的屏蔽性能可分類為ITO導(dǎo)電鍍膜屏蔽、導(dǎo)電網(wǎng)格屏蔽、絲網(wǎng)屏蔽等系列；結(jié)構(gòu)上可以按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要選定各種規(guī)格尺寸、厚度等，材質(zhì)上可選用精選浮法玻璃、鋼化玻璃、有機(jī)聚碳酸酯PC、亞克力、ITO導(dǎo)電薄膜等。各種窗口屏蔽材料均在具備良好的屏蔽性能的前提下，同時(shí)具備各種相應(yīng)的透光率，可根據(jù)具體機(jī)械性能、結(jié)構(gòu)參數(shù)技術(shù)要求進(jìn)行選定。了解各種屏蔽絲網(wǎng)、ITO導(dǎo)電膜、導(dǎo)電網(wǎng)格等屏蔽介質(zhì)的屏蔽效能、透光率等性能特點(diǎn)是選用屏蔽視窗的前提。

絲網(wǎng)屏蔽總體特征：高屏蔽效能，屬高指標(biāo)品種。

? ? ? ?按透光率可分為≤40%高目數(shù)300目、250目屏蔽網(wǎng)；透光率大于50%的中目數(shù)165目、120目屏蔽網(wǎng)；透光率大于70%的低目數(shù)100目、84目屏蔽網(wǎng)等。絲網(wǎng)屏蔽視窗在高、中、低寬頻段范圍均有很好的屏蔽效果，屏蔽效能測(cè)試圖見圖1、圖2、圖3所示。夾絲網(wǎng)屏蔽視窗多用于有較高屏蔽效能要求的各種顯示窗口上。電磁屏蔽視窗尺寸可制作為任意大小，常規(guī)厚度也很豐富，一般有：1mm/1.5mm/1.8mm/2mm/2.5mm/3mm/4mm/4.5mm/5mm/5.3mm/6mm/6.5mm/8mm等。屏蔽窗周邊一般預(yù)留屏蔽絲網(wǎng)安裝邊，以備與框架、設(shè)備相連接，確保設(shè)備的導(dǎo)電連續(xù)性，也可有其他端接結(jié)構(gòu)形式。

? ? ? ? 各種屏蔽網(wǎng)的屏蔽效能決定屏蔽視窗的基本特性：

? ? ? 250目屏蔽網(wǎng)在300kHz～1500MHz頻率范圍內(nèi)對(duì)平面波的電磁屏蔽效能（SE）測(cè)試結(jié)果見圖1；250目屏蔽網(wǎng)屏蔽效能的部分頻率點(diǎn)的數(shù)據(jù)見表1。

圖1：250目屏蔽網(wǎng)屏蔽效能測(cè)試值

表1： 250目屏蔽網(wǎng)屏蔽效能的部分頻率點(diǎn)的數(shù)據(jù)

? ? ? ?120目屏蔽網(wǎng)在300kHz～1500MHz頻率范圍內(nèi)對(duì)平面波的電磁屏蔽效能（SE）測(cè)試結(jié)果見圖2，部分頻率點(diǎn)的數(shù)據(jù)見表2。

圖2：120目屏蔽網(wǎng)試樣的屏蔽效能測(cè)試值

表2：120目屏蔽網(wǎng)屏蔽效能的部分測(cè)試數(shù)據(jù)

? ? ? 80目屏蔽網(wǎng)在300kHz～1500MHz頻率范圍內(nèi)對(duì)平面波的電磁屏蔽效能（SE）測(cè)試結(jié)果見圖3，部分頻率點(diǎn)的數(shù)據(jù)見表3。

圖3：84目屏蔽網(wǎng)的屏蔽效能測(cè)試值

表3：84目屏蔽網(wǎng)屏蔽效能的部分測(cè)試數(shù)據(jù)

ITO導(dǎo)電鍍膜總體特征：屏蔽效能一般，屬低指標(biāo)品種。

? ? ? ?導(dǎo)電鍍膜類品種目前有ITO導(dǎo)電鍍膜玻璃和ITO導(dǎo)電薄膜兩種，ITO鍍膜玻璃和ITO薄膜均屬于表面金屬沉積透光屏蔽材料，它是采用金屬熔射、真空蒸鍍、陰極濺射、電化學(xué)沉積等方法在非導(dǎo)電材料的表面覆蓋一層透光導(dǎo)電薄膜。以表面導(dǎo)電面電阻（也稱方塊電阻、方歐電阻）核定其屏蔽效能，屏蔽級(jí)面電阻為≤5Ω、≤8Ω和≤14Ω等級(jí)別。透光率在85%左右，其屏蔽效能測(cè)試圖見圖4。

圖4：ITO屏蔽膜屏蔽效能測(cè)試值

? ? ? ?ITO導(dǎo)電鍍膜玻璃和ITO導(dǎo)電膜在300kHz～1500MHz頻率范圍內(nèi)對(duì)平面波的電磁屏蔽效能（SE）測(cè)試結(jié)果見圖1，部分頻率點(diǎn)的數(shù)據(jù)見表4。

表4：導(dǎo)電ITO屏蔽膜屏蔽效能的部分測(cè)試數(shù)據(jù)

? ? ? ? ITO鍍膜玻璃常規(guī)有0.3mm/0.5mm/0.7mm/1.1mm/2.0mm/2.3mm/2.5mm/3.0mm/4.0mm/5.0mm等厚度，可根據(jù)結(jié)構(gòu)任意選擇。鍍膜屏蔽多用于建筑物重點(diǎn)部位的觀察窗，例如采光屏蔽窗、屏蔽室可視窗、可視隔斷屏風(fēng)以及方艙窗口等等。

? ? ? ? ITO薄膜常規(guī)有0.125mm/0.175mm等規(guī)格厚度。其特點(diǎn)是柔性超薄，可制作成任意尺寸，面電阻小于14歐姆。多用在有普通屏蔽要求、結(jié)構(gòu)空間有限、超薄超輕要求的窗口上。

導(dǎo)電網(wǎng)格總體特征：屏蔽效能一般屬低指標(biāo)品種，用于要求較高透光率和普通屏蔽要求的窗口上。

? ? ? ?80目100目導(dǎo)電屏蔽網(wǎng)格絲徑0.012mm，透光率大于85%，它是采用PET上覆導(dǎo)電膜后蝕刻加工成型的?？芍苯佑糜谛枰姶牌帘蔚娘@示窗口，或和有機(jī)無機(jī)材料等組合為各種結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)導(dǎo)電屏蔽網(wǎng)格面電阻小于0.5歐姆時(shí)，在300kHz～1500MHz頻率范圍內(nèi)對(duì)平面波的電磁屏蔽效能（SE）測(cè)試結(jié)果見圖5，部分頻率點(diǎn)的數(shù)據(jù)見表5。

圖5：屏蔽網(wǎng)格的屏蔽效能測(cè)試值

圖5：屏蔽網(wǎng)格的屏蔽效能測(cè)試值

? ? ? ? 電磁屏蔽視窗規(guī)格尺寸種類較多，一般均為定制。如何選擇合適規(guī)格品種的屏蔽視窗產(chǎn)品，以便能有效滿足屏效、視覺、結(jié)構(gòu)等技術(shù)要求，是設(shè)計(jì)選擇窗口屏蔽材料時(shí)需要了解的。由于電磁屏蔽視窗屏蔽效能和透光率存在反比關(guān)系，用戶須在屏蔽效能和透光率間折中選定所需要的品種以滿足技術(shù)要求。通常在選定屏蔽窗產(chǎn)品前應(yīng)明確幾點(diǎn)：

1. 對(duì)屏蔽性能的要求
2. 對(duì)透光度的要求
3. 結(jié)構(gòu)尺寸要求
4. 其他性能技術(shù)要求

? ? ? ? 普通屏蔽性能、高透光率要求的屏蔽視窗可以選擇ITO鍍膜玻璃、ITO導(dǎo)電薄膜、屏蔽網(wǎng)格以及80目、84目、100目等低目數(shù)的屏蔽絲網(wǎng)玻璃等品種，其特點(diǎn)是能滿足普通指標(biāo)要求，有具有大于80%以上的透光率。高屏效要求的軍用屏蔽視窗，應(yīng)選用高目數(shù)200目、250目、300目等絲網(wǎng)屏蔽窗，其特點(diǎn)是具有較高的屏蔽效能，透光率50%左右。既要求有一定的屏蔽效果又需要較好的透光率時(shí)，可選定中目數(shù)100目、120目、165目的絲網(wǎng)屏蔽窗品種，此時(shí)的透光率在68%左右。

? ? ? ? 選定屏蔽介質(zhì)后根據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)要求再確定視窗為有機(jī)玻璃或無機(jī)玻璃或柔性超薄品種等。聚碳酸脂（PC）有機(jī)屏蔽視窗具有抗振動(dòng)、抗沖擊性能好，表面加硬耐劃傷等優(yōu)越性。

? ? ? ? 其他性能技術(shù)要求可以按照不同的要求組合為各種功能的電磁屏蔽視窗產(chǎn)品，按實(shí)際需要增加結(jié)構(gòu)模式，增強(qiáng)性能組合，將電磁屏蔽、電加熱、防眩減反射、絲網(wǎng)屏蔽鍍膜屏蔽、導(dǎo)電包邊端接等等都可組合在一起實(shí)現(xiàn)多種功能，通過有效利用有機(jī)或無機(jī)透光材料，在制作工藝支持下整合為多種結(jié)構(gòu)類型的屏蔽視窗產(chǎn)品，以滿足電磁兼容對(duì)屏蔽窗口的各種需要。

? ? ? ? 屏蔽視窗的安裝均根據(jù)具體窗口結(jié)構(gòu)進(jìn)行多采用壓接粘接等固定方式，安裝時(shí)應(yīng)注意用屏蔽玻璃時(shí)玻璃表面應(yīng)受力均勻、安裝框架邊與玻璃間應(yīng)使用橡膠襯墊等進(jìn)行軟接觸、屏蔽視窗導(dǎo)電引周邊須做好導(dǎo)電及密封處理，確保整機(jī)的導(dǎo)電連續(xù)性，充分利用各種屏蔽材料等使屏蔽視窗的安裝合理、有效。

? ? ? ? 目前，隨著電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，電磁屏蔽視窗產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于通信、IT、電力、醫(yī)療、銀行、證券、政府、國(guó)防等領(lǐng)域，用于高標(biāo)準(zhǔn)要求的加固機(jī)顯示屏、屏蔽機(jī)柜、指揮儀方艙、通訊車觀察窗等計(jì)算機(jī)及電子設(shè)備精密儀器儀表觀察窗口上，如CRT顯示器、LCD顯示器、OLED等數(shù)碼顯示屏幕、雷達(dá)顯示器、精密儀器、儀表等顯示器窗口，以解決電子系統(tǒng)與電子設(shè)備間的電磁干擾，防止電磁信息泄漏，防護(hù)電磁輻射污染；有效保障儀器設(shè)備正常工作，保障機(jī)密信息的安全等，電磁屏蔽視窗成為電子信息的守護(hù)者。

如何選用電磁屏蔽視窗，首發(fā)于秦皇島波盾電子有限公司。